La promessa sostenibile dei robot bio-ibridi

Tecnologie ingegneristiche ed elementi biologici, combinati insieme, per dar forma a macchine in grado di interagire con l’ambiente in modi innovativi e sostenibili: ispirandosi alle specie viventi, gruppi di ricerca in tutto il mondo stanno sviluppando soluzioni più ecologiche, capaci di cambiare volto a settori come l’agricoltura, la medicina e l’esplorazione territoriale. Dai segnali elettrici nel micelio dei funghi alle cellule di medusa per facilitare il monitoraggio subacqueo, la natura offre spunti, modelli e sofisticati meccanismi che sono il frutto di oltre tre miliardi di anni di evoluzione della vita sul nostro pianeta. E che sono preziosissimi per i robot di nuova (e futura) generazione.

Robot che riparano ecosistemi

Così l’integrazione di componenti viventi nei sistemi robotici, in un percorso iniziato negli anni 80 del secolo scorso, sta aprendo nuovi scenari, con macchine e natura che combinano le rispettive peculiarità per affrontare le sfide globali. È verosimile ottenere robot che – attraverso processi ispirati dalla vita – riparano ecosistemi, rilevano contaminanti e rigenerano habitat degradati, nella visione di una tecnologia che evolve accanto alla natura e in un paradigma in cui progresso e ambiente convergono in una sinergia, inconsapevole ma dal grande potenziale.

Il fungo che comanda la macchina

Uno degli sviluppi più innovativi nella biorobotica è l’utilizzo del micelio dei funghi come mezzo di controllo per robot ibridi. I ricercatori della Cornell University, New York, hanno sviluppato sistemi intelligenti che utilizzano segnali elettrici generati dalla parte sotterranea e filamentosa dei funghi per inviare comandi a componenti robotici. Il micelio agisce come un sistema nervoso vegetale, capace di trasmettere impulsi elettrici in risposta a stimoli come la luce o le variazioni meteorologiche. I comandi vengono inviati agli attuatori del robot, inducendo movimenti e reazioni in base agli impulsi generati dal fungo, come descritto su Science Robotics ad agosto. L’illuminazione con luce ultravioletta, per esempio, può intensificare l’attività elettrica dei miceli, facendo sì che i robot accelerino il loro movimento.

I vantaggi di questo approccio sono molteplici. I funghi sono resistenti e adattabili, capaci di sopravvivere in contesti estremi come acque salate o con temperature molto basse: questo rende i robot controllati dai miceli adatti per applicazioni in ambienti ostili, come aree ad alta radioattività o ecosistemi fragili da monitorare senza l’uso di tecnologie inquinanti. Inoltre, l’utilizzo dei funghi rende i robot bioibridi più sostenibili rispetto agli omologhi sintetici, che spesso richiedono materiali costosi e difficili da smaltire. I miceli hanno una sensibilità chimica superiore rispetto a molte altre forme di vita: ciò può permettere di rilevare agenti patogeni, tossine o cambiamenti nella composizione del suolo o dell’acqua in maniera più precisa e tempestiva.

Se da un lato l’integrazione funghi-robot apre a prospettive in settori cruciali come la sicurezza alimentare e il monitoraggio, altrettanto promettenti sono i robot con neuroni di topo e in grado di camminare e nuotare autonomamente. Tuttavia, l’uso di cellule animali nei robot pone diverse sfide, tra cui questioni etiche associate all’uso di questi tessuti e la difficoltà di mantenere in vita le cellule stesse.