I robot che “copiano” la natura con l’ibrido dell’elettro-ecologia
I campi elettrici “biologici” secondo tre scienziati del Sant’Anna
L’immagine con cui la Scuoa Sant’Anna ha presentato lo studio dei tre scienziati
PISA. La chiamano “elettroecologia”: è lo studio dei campi elettrici che vengono generati (oppure sfruttati o comunque percepiti) da numerosi organismi viventi nelle interazioni che hanno con l’ambiente tutt’attorno. Tre scienziati della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa hanno visto in questo un approccio nuovo «dalle alte potenzialità applicative», in grado cioè forse di «aprire interessanti prospettive nei campi della robotica bioispirata, dei sistemi bioibridi e delle tecnologie sostenibili a basso consumo energetico».
I campi elettrici in ecologia vengono indicati come «una nuova frontiera per la bioingegneria»: il riferimento è, ad esempio, alle api che «sfruttano interazioni elettrostatiche durante la fase dell’impollinazione oppure delle piante che accumulano cariche elettriche generate dal vento o dalla pioggia sulla superficie delle foglie». In base a tali campi elettrici gli organismi si orientano, comunicano e interagiscono con l’ambiente e con gli altri organismi.
L’articolo dei tre scienziati del Sant’Anna pubblicato su Nature Reviews Bioengineering
Come reso noto dal quartier generale dell’istituzione universitaria pisana d’eccellenza, in un articolo di commento pubblicato su “Nature Reviews Bioengineering” i tre autori – Giulia Raffaele, Donato Romano e Fabian Meder, post-doc la prima e docenti gli altri due – mettono in risalto come i campi elettrici presenti in natura rappresentino «una dimensione ancora poco esplorata delle interazioni tra organismi e ambiente». Non solo: comprenderne meglio le dinamiche può «ispirare nuove generazioni di robot, sensori, sistemi di “energy harvesting” e piattaforme bioibride capaci di interagire in modo più naturale con gli ecosistemi».
I tre studiosi puntualizzano che fin qui la ricerca si è concentrata «soprattutto sull’elettrofisiologia, cioè sui segnali elettrici che regolano l’attività di cellule e tessuti». C’è ancora molto lavoro da fare (e molto da capire) sulla elettricità ambientale e sul ruolo nelle interazioni ecologiche: a giudizio degli autori dell’articolo, analizzare come gli organismi sfruttano i campi elettrici costituisce «una grande opportunità per la bioingegneria, soprattutto nella progettazione di nuovi robot e sistemi bioibridi».
Queste le parole di Donato Romano, professore associato dell’Istituto di biotobotica della Scuola Sant’Anna: «La sfida non è semplicemente aggiungere un nuovo sensore ai robot, ma ripensare il modo in cui una macchina entra in relazione con un ecosistema. Dagli animali capaci di interpretare segnali elettrici alle comunità microbiche che scambiano elettroni con l’ambiente, la natura mostra che percezione, metabolismo ed energia possono convergere nello stesso processo: un principio guida per dispositivi bioibridi più autonomi, efficienti e integrati nei sistemi naturali».
Così il commento di Fabian Meder, anch’egli prof associato del medesimo istituto santannino: «La superficie delle piante crea un’enorme biointerfaccia sul nostro pianeta e tante interazioni che avvengono lì non sono ancora ben comprese, soprattutto il ruolo delle cariche elettriche che si formano su questa superficie, come studiamo nel nostro progetto ERC EpiC. Stiamo cercando di capire come poter misurare queste cariche “invisibili”, ma anche come utilizzarle in sistemi bioibridi, per esempio come fonte di energia”.
