Un pesce robot alla guida del branco

Nessuno se lo sarebbe aspettato, ma nel laboratorio di Maurizio Porfiri del Nyu-Poly, il Politecnico della New York University, è successo che un pesce seguisse un robot. E il ricercatore italiano, insieme al biologo Stefano Marras dell’Istituto per l’Ambiente Marino Costiero (Iamc – Cnr) di Oristano, ha anche trovato una spiegazione molto convincente: non è una questione di leadership, quanto di mero sfruttamento. I pesci veri, in pratica, sfruttano il vantaggio idrodinamico offerto da quel loro strano simile che apre la strada contro corrente, per risparmiare energia durante il nuoto.

Il replicante in questione – realizzato dal team di Porfiri con una stampante 3D in una speciale plastica e in un materiale molto flessibile (polietilene tereftalato) – è ispirato a una specie di ciprinidi (Notemigonus crysoleucas, che possono ricordare delle giovani spigole). L’aspetto finale è decisamente simile a quello dei pesci reali, sebbene il robot sia leggermente più grande; anche il movimento biomimetico inganna alla perfezione. Si tratta, quindi, di un ottimo modello per studiare le interazioni tra animali viventi e automi, come riportano i ricercatori su Journal of the Royal Society Interface.

I due scienziati hanno messo il loro “giocattolino” insieme a un pesce vero all’interno di una vasca in cui veniva ricreata una corrente (più precisamente un tunnel di nuoto, vedi il video): poi hanno osservato le reazioni del ciprinide al cambiare della velocità del flusso d’acqua. Ebbene, se la velocità era bassa, il pesce non si mostrava granché interessato al suo compagno meccanico; il discorso cambiava, invece, quando la velocità aumentava e mantenere la posizione costava fatica. Allo stesso modo, se il numero di battiti di coda del pesce robot era troppo basso per creare un “effetto traino”, il ciprinide perdeva interesse e tornava ad allontanarsi.

Con una particolare tecnica di velocimetria di immagini che si serve di un laser per studiare il movimento delle particelle di acqua, Marras e Porfiri hanno potuto osservare i moti turbolenti generati dal movimento testa-coda del biomimetic fish, provando che le posizioni scelte dal ciprinide rispetto al robot erano sempre quelle a minor spesa energetica.

“Il prossimo passo sarà studiare le interazioni con un gruppo di pesci. Inoltre, sono in fase di sviluppo nuovi sistemi di propulsione che permetteranno di avere un’autonomia maggiore e che ci consentiranno di testare il pesce robot in un ambiente naturale”, ha detto Marras a Wired.it.

Non è la prima volta che dei pesci si trovano di fronte a un robot, ma è la prima in cui il replicante imita le loro caratteristiche di nuoto. L’obiettivo è innanzi tutto quello di imparare qualcosa di più sugli schemi di sciame e sul comportamento collettivo. Ma i ricercatori si spingono oltre: se un pesce robot può essere un leader, allora potrebbe anche aiutare i banchi a cavarsela in situazioni di pericolo, per esempio in caso di fuoruscite di petrolio. Una possibilità, perché no, da esplorare.

Via Wired.it