Quando ero un bambino avevo una "scatola per insetti", un piccolo contenitore fatto in casa con rete metallica e un paio di pezzi di legno. Durante l'estate proverei a riempire questa scatola con i lampi - farfalle o bagliori, a seconda di dove vieni - nel tentativo di trasformare il piccolo contenitore traslucido in una lanterna naturale piena di insetti la cui incandescenza biologica era nulla meno di un miracolo minore. Non ha mai funzionato del tutto come immaginavo. In retrospettiva, l'intera impresa sembra una fantasia alimentata da troppi cartoni animati.
O forse no.
Recentemente un team internazionale di ricercatori ha cercato ispirazione per la lucciola nella progettazione di un'illuminazione più efficiente. Basandosi su ricerche precedenti sulle reazioni chimiche che hanno alimentato il bagliore dei bagliori luminosi, il team si è concentrato sull'esoscheletro dell'insetto, che presenta superfici uniche simili a ghiaia che riducono la riflessione interna, permettendo così a più luce di sfuggire. Utilizzando i laser per ricreare le forme di ghiaia sulla superficie di un LED, i ricercatori sono stati in grado di creare un LED più efficiente del 55%. Questo è solo uno dei molti, molti modi in cui la biomimetica degli insetti sta migliorando i nostri prodotti e le nostre vite.
La biomimetica è un principio progettuale che mira a riprodurre sistemi, comportamenti o effetti osservati nella natura. Dopotutto, ciò su cui noi stupidi umani abbiamo lavorato per un paio di centinaia di anni - al massimo! - La natura si è sviluppata per eoni. Sebbene sembri altamente tecnologico, la biomimetica non è affatto un nuovo campo. Inventori, artisti e scienziati risalenti a millenni hanno guardato alla natura per far progredire l'abilità tecnologica umana. Gli uccelli sono forse l'esempio più comune, ma gli insetti, la classe di animali più diversificata ed espansiva del pianeta, offrono ai progettisti letteralmente milioni di opportunità per sbloccare l'innovazione.
Una libellula in bilico (Aeshna juncea) (Wikimedia Commons) Con la tecnologia dei robot e dei droni che avanza e si restringe rapidamente, gli insetti volanti sono un modello naturale per le macchine da guerra, gli sciami di sorveglianza e i nanobot di domani. I ricercatori del Center for Neuroscience Research dell'Università di Adelaide ritengono che le libellule abbiano un segreto per migliorare il tracciamento e il targeting robot. Le libellule, vedi, hanno sviluppato un'eccezionale capacità di vedere oggetti in movimento nell'oscurità, rendendoli un eccellente predatore notturno. Il leader della ricerca, il dott. Steven Wiederman, lo spiega: "Per percepire i bordi degli oggetti e i cambiamenti nella luce o nell'oscurità, il cervello di molti animali, inclusi insetti, rane e persino umani, usa due percorsi indipendenti, noti come canali ON e OFF ... Ma ciò che mostriamo accadere nel cervello della libellula è la combinazione di interruttori OFF e ON. ”I ricercatori sperano di riprodurre tecnologicamente questa capacità visiva unica, che finora è stata osservata solo nelle libellule. Ci sono ovviamente implicazioni militari per questo lavoro che potrebbero migliorare il riconoscimento dei droni e le capacità di targeting, ma il team aspira anche ad applicazioni più benevoli come le protesi neurali che un giorno potrebbero aiutare le persone con disabilità visive.
Robo-bee, una collaborazione tra gli ingegneri elettrici dell'Università di Harvard Rob Wood e Gu-Yeon Wei e l'informatica Radhika Nagpal (immagine: video della National Science Foundation)
Robo-bee, una collaborazione tra gli ingegneri elettrici dell'Università di Harvard Rob Wood e Gu-Yeon Wei e l'informatica Radhika Nagpal (video della National Science Foundation) Negli ultimi anni, le api stanno morendo e scomparendo in tutto il mondo. Colony Collapse Disorder, come è noto il fenomeno, è una minaccia per l'approvvigionamento alimentare mondiale e un mistero che, nonostante molte ricerche e almeno due documentari, rimane in gran parte senza risposta. Al posto di una soluzione, un team di scienziati di Harvard è alla ricerca di un'alternativa. Inserisci RoboBee, che è esattamente quello che sembra: un robot modellato sulla base delle prestazioni e dei comportamenti dell'ape del miele. Al termine, RoboBees volerà come le api, opererà all'unisono come una colonia e, soprattutto, impollinerà. Ma il potenziale per gli insetti robot dell'alveare è molto maggiore. Ad esempio, tale tecnologia potrebbe essere utilizzata nelle attività di ricerca e salvataggio a seguito di catastrofi. Certo, è tutto molto più facile a dirsi che a farsi. Ma sono stati fatti progressi. Osservando il movimento di altri insetti volanti, il team di RoboBee è stato finora in grado di creare una macchina delle dimensioni di un nichel in grado di volare di base e spera di vederlo brulicare in cinque o dieci anni. Questo ovviamente significa che da cinque a dieci anni dopo, l'impero RoboBee avrà conquistato la Terra. Non dire che non sei stato avvertito.
Fino a quel fatidico giorno, la biomimetica continuerà a mantenere luminose le nostre luci, i nostri aerei nell'aria, le nostre piante impollinate e generalmente migliorerà la qualità della vita di tutti i giorni. Anche se probabilmente non avrò presto la mia lanterna alimentata da bug.
