Biorobotica, la scienza ispirata a Madre Natura

La biorobotica è una branca della meccatronica che si ispira alla natura per sviluppare prototipi in grado di adattarsi agli stimoli dell’ambiente circostante. Nonostante sia una scienza giovane molte sono le invenzioni finora messe a punto soprattutto in campo medico e ambientale.

Una vista da falco, una fame da lupi, la furbizia della volpe e potremmo continuare sono espressioni entrate a far parte del nostro linguaggio comune nascondendo una grande verità: l’uomo ha sempre osservato la natura come modello, così la biorobotica sviluppa macchine e dispositivi intelligenti ispirati alla natura e ai suoi principi. Replicare il meccanismo biologico di alcuni esseri viventi è l’obiettivo della biorobotica, branca della robotica che sebbene sia una scienza giovane conta già diverse invenzioni nel campo medico-riabilitativo e quello ambientale.

Nel campo medico la biorobotica ha dato un contributo importante alla nascita di una nuova  generazione di robot, come l’esoscheletro per disabili, in grado di restituire mobilità a chi ha perso l’uso delle gambe. Queste protesi catturano e traducono in movimenti gli impulsi nervosi inviati ai muscoli, sostituendosi perfettamente a delle gambe fatte di carne e ossa. Dal 2005, anno in cui è stato proposto il primo modello, la tecnologia ha progredito notevolmente permettendo il passaggio da esoscheletri piuttosto ingombranti e che necessitavano di un supporto ausiliario, come le stampelle, a modelli poco invasivi e incredibilmente discreti. Un esempio su tutti il Walking Assist della Honda dotato di un sistema di camminata assistita: i suoi 2,7 kg di peso permettono di agganciarlo facilmente alla vita e alle gambe.

Un’eccellenza italiana sempre nel campo delle protesi robotiche è stata messa a punto dall’Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa. Qui è stata realizzata una mano robotica che risponde ai comandi del cervello mediante quattro elettrodi impiantati sui nervi del polso e dell’avambraccio. Una tecnologia che attualmente è rivolta principalmente a disabili e anziani ma che col tempo potrebbe vedere ampliato il suo raggio d’azione: la capacità di trasformare pensieri in azioni potrebbe trovare applicazione in lavori pesanti o più semplicemente conferire agli essere umani una forza e una resistenza umanamente impossibili.

La biorobotica però non imita e replica esclusivamente il comportamento di arti umani, ma è in grado di copiare e sfruttare ogni processo biomeccanico: gli insetti robot racchiudono in sé un’elevata mobilità combinata a dimensioni molto ridotte. Combinazione questa che li rende una delle maggiori invenzioni della biorobotica con grandi applicazioni in campo medico. Alcuni di questi, ad esempio, sono in grado di muoversi all’interno del nostro corpo e intervenire in organi difficilmente raggiungibili. Eclatante è il caso delle pattuglie di nanobot per combattere il cancro e l’infarto, sviluppati dall’Università di Harvard, che potrebbero intervenire in tempi rapidissimi garantendo la stessa efficacia di una squadra di Pronto Soccorso.

Uno dei settori più interessanti nel campo della biorobotica è la soft robotics, basata sull’utilizzo di materiali morbidi. Morbidezza che significa però elevata resistenza e forza abbinate ovviamente ad una notevole flessibilità. Octopus Poseidrone, polpi robot con braccia e tentacoli flessibili e veloci, progettati dall’Istituto di Biorobotica della Scuola Sant’Anna sono Sinuosi come i cefalopodi cui si ispirano e in futuro potrebbero essere impiegati in missioni di esplorazione marina e soccorso subacqueo. L’utilizzo della biorobotica apre degli scenari interessanti riducendo tutto ciò che è impossibile fare: perché se lo è per gli esseri umani di certo non lo sarà per i robot.

Settore medico ed esplorazione, ma non solo. Anche il campo ambientale vede nella biorobotica un alleato da non sottovalutare.  Plantoid, un tronco robotico con radici sensorizzate, ideato dai ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia, ripulirà il suolo dall’inquinamento. Grazie alle sue caratteristiche, Plantoid potrebbe rivelarsi utile in altri settori come la bonifica di terreni minati o la ricerca del petrolio.

L’uomo ha da sempre provato, con alterne fortune, a controllare la natura. La biorobotica permette di crearne una copia, più o meno fedele all’originale, ma di certo adatta alle esigenze di una realtà che cambia molto velocemente.

Francesco Spiedo

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