Octopi ha alcune abilità piuttosto impressionanti. Usano strumenti. Covano fughe audaci. Giocano. Usano tentativi ed errori. Ma forse la loro abilità più bella (e sicuramente la più degna di YouTube) è la loro capacità di mimetizzarsi. Possono cambiare non solo il loro colore, ma anche la loro consistenza, usando proiezioni chiamate papille sulla loro pelle per creare protuberanze e creste per fondersi con rocce, coralli, alghe, sabbia e praticamente qualsiasi altra cosa si trovi nelle vicinanze.
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Un'abilità utile da avere, giusto? Ora, noi umani potremmo avvicinarci a sfruttare questa abilità di travestimento. I ricercatori della Cornell University, dell'Università della Pennsylvania e del Marine Biological Laboratory di Woods Hole hanno creato un materiale 2D che può trasformarsi in una struttura 3D complessa quando gonfiato, aprendo la strada a una serie di potenziali usi.
Il materiale è in gomma siliconica incorporato con rete in fibra. La maglia è stratificata in anelli, agendo in modo simile ai muscoli del polpo, tirando la pelle di gomma in varie forme. Durante i test, i ricercatori hanno configurato la rete in modo tale che, quando gonfiato, il materiale assumesse l'aspetto di una serie di pietre rotonde. Hanno anche progettato una maglia per sembrare un tipo di pianta succulenta.
James Pikul, professore di ingegneria meccanica all'Università della Pennsylvania, che ha contribuito a condurre la ricerca, è stato ispirato da cefalopodi come calamari e polpi mentre lavorava alla costruzione di migliori robot a trama morbida.
"Queste creature sono incredibilmente affascinanti perché sono completamente morbide", dice. “Possono correre sul fondo del mare, sanno nuotare, ma non hanno il sistema scheletrico. Sono l'obiettivo di design perfetto per chi sta creando un robot morbido. "
Una delle sfide del lavorare con materiali morbidi come la gomma nella robotica è che possono essere difficili da controllare, poiché si estendono in più modi. Pikul si rese conto che imitare la struttura muscolare di un cefalopode aggiungendo anelli di tessuto relativamente non elastici a un materiale morbido era un modo per ottenere un maggiore controllo sulla forma.
Pikul e il suo team hanno deciso di testare il loro materiale facendolo sembrare delle rocce perché "le rocce sono in realtà piuttosto difficili da mimetizzare", afferma Pikul.
Una persona in piedi di fronte a un gruppo di massi in un abito color masso sembra proprio una roccia a forma umana, specialmente quando il sole splende e lancia un'ombra a forma umana. Ma aggiungendo la trama, hai cambiato l'equazione.
La pianta succulenta è stata scelta come soggetto di prova a causa delle sue foglie bulbose. In questo momento i materiali prototipo non hanno il tipo di tratto da trasformare in strutture molto sottili come foglie di quercia o carta. Ma le foglie rotonde di piante succulente erano a portata di mano. Pikul e il suo team sperano in ultima analisi di sviluppare strutture che possono essere tirate molto sottili.
La ricerca, sponsorizzata dall'Esercito Research Office, appare questa settimana sulla rivista Science .
"I risultati sono impressionanti", scrive Cecilia Laschi, professore di robotica presso la Scuola di Studi Avanzati di Sant'Anna a Pisa, in Italia, commentando il lavoro di Pikul in Scienze .
Sebbene le trame create nei materiali prototipo siano abbastanza semplici, afferma Laschi, rappresentano un primo passo importante verso molteplici potenziali usi militari, scientifici e architettonici. Potrebbero aiutare gli scienziati a studiare gli animali allo stato brado consentendo ai robot con videocamera di integrarsi con successo nell'ambiente circostante. Gli edifici gonfiabili 3D realizzati con i materiali potrebbero cambiare forma in base alle necessità, trasformando le loro superfici da lisce a ghiaia per aggiungere ombra durante i periodi di sole o spostando i pannelli solari in posizioni migliori mentre il sole si muove attraverso il cielo.
Ispirato dalla Mappa del Malandrino in movimento in Harry Potter, Pikul immagina un cruscotto liscio che, con il semplice tocco di un pulsante, si trasforma in una mappa topografica dei suoi dintorni. O un joystick che emerge da una superficie piana e scompare quando non è più necessario.
Pikul prevede inoltre di lavorare allo sviluppo di materiali che possono trasformarsi in più di una forma. Sotto questo aspetto, il polpo è ancora molto più avanti degli umani. Come osserva Laschi, non capiamo ancora come i cefalopodi rilevano il colore e la trama di ciò che li circonda. Se ulteriori ricerche dovessero rompere questo mistero, potrebbe portare allo sviluppo di robot auto-mimetizzanti automaticamente.
Altri ricercatori che lavorano su robot molli hanno preso ispirazione da polpi e altri cefalopodi. L'anno scorso, i ricercatori di Harvard hanno debuttato un "octobot" autonomo stampato in 3D che si spinge per reazione chimica. All'inizio di quest'anno, un'azienda tedesca di robotica è uscita con un tentacolo di polpo robot in morbido silicone, che può raccogliere e posare oggetti. Laschi ha contribuito a lanciare un progetto multinazionale per creare robot di polpo, con l'obiettivo di comprendere e sfruttare le capacità della creatura di mimetizzare, manipolare oggetti, spostare e percepire i loro ambienti.
Ma potrebbero ingannare un vero polipo?
