Dai polpi il materiale che cambia forma
Negli ultimi anni i cefalopodi hanno fatto la parte leone nel settore della robotica, suggerendoci in modo silenzioso come sviluppare robot soffici e deformabili.
RICERCA – La classe dei cefalopodi è uno dei gruppi animali di eccellenza nell’ispirare nuove tecnologie applicative sulla base della loro unica biologia e anatomia. L’ultimo ritrovato è un prototipo di un materiale elastico in grado di riprodurre con una fedeltà inedita le loro incredibili capacità mimetiche. Polpi e seppie sono infatti in grado di imitare non solo il colore degli sfondi naturali in cui si trovano a nascondersi, ma persino la ‘texture’ delle strutture con cui entrano in contatto. Prendendo ispirazione da questa particolare facoltà, un gruppo di ricerca della Cornell University guidato da James Pikul e Robert Shepherd è riuscito a realizzare un tessuto elastico in grado proprio di modificare la trama tridimensionale in modo programmabile. La descrizione del nuovo ritrovato è pubblicata sulle pagine di Science.
Quando un polpo intende nascondersi alla vista di prede o predatori, mette in moto speciali microstrutture chiamate papille, strutture muscolari che questi animali sono in grado di estroflettere a piacimento, a differenza degli altri organismi.
Le papille sono un esempio di idrostato muscolare, strutture costituite cioè da tessuto muscolare senza alcun supporto scheletrico, in modo analogo alla lingua dei vertebrati. Le papille sono comuni in molti animali, ma solo i cefalopodi sono in grado di estenderle e ritirarle a piacimento per i loro scopi mimetici. Come spiega Roger Hanlon, tra gli autori dello studio, “per i cefalopodi è una questione di sopravvivenza: non hanno una conchiglia che li protegga, l’arma di difesa principale è proprio il mimetismo”.
Strutture simili, inserite nel nuovo materiale inventato, permettono al prototipo, similmente a ciò che accade nei cefalopodi, di adattare la trama tridimensionale sulla base del substrato fisico su cui si poggia. Il nuovo materiale è una sorta di ‘epidermide’ artificiale, morbida e piatta, in grado di imitare la struttura superficiale dell’ambiente fisico circostante. Per farlo può allungarsi, restringersi, e persino estroflettere protuberanze che riproducono i dettagli fini di rocce e piante con cui entra in contatto.
Si tratta di un nuovo interessante prodotto nel campo della ‘bioispirazione’, che sfrutta l’imitazione diretta delle forme viventi per lo sviluppo di nuovi ritrovati ingegneristici.
I possibili sbocchi applicativi sono ampi e, ad esempio, potranno riguardare direttamente i processi produttivi che implicano la manipolazione della temperatura dei materiali. Il materiale può infatti essere manipolato per riflettere la luce sulle superfici bidimensionali e assorbirla nelle forme tridimensionali.
Polpi, seppie e calamari non hanno mai smesso di stupirci, e noi di imparare da loro. La bioispirazione è un settore in forte crescita, e quanto più andiamo avanti nel nostro sviluppo tecnologico, tanto più ci rendiamo conto di quanto ancora possiamo imparare dal mondo naturale.
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