"I miei robot rubano i segreti alle piante per salvare il Pianeta"

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Non è facile immaginare il nuovo studio genovese dove da ottobre si trasferirà Barbara Mazzolai, biologa passata alla biofisica, oggi associated director area robotica dell’Istituto Italiano di Tecnologia (Iit) e direttrice del laboratorio di robotica bioispirata, tra le donne più influenti nel mondo dell’intelligenza artificiale. Tra prototipi, computer, sensori e una serra di piante-cavie in allestimento, più che il quartier generale di una scienziata potrebbe sembrare l’antro creativo di una geniale visionaria. E visionaria Mazzolai lo è davvero, fin da quando quasi dieci anni fa ha avuto l’intuizione di creare una nuova generazione di automi ispirati all’universo vegetale, capaci di rivoluzionare il concetto stesso di robotica, di solito associata a forme perlopiù umanoidi o animali, a freddi materiali metallici e movimenti meccanici. Già, perché i “plantoidi”, invece, mimano radici, semi e rampicanti, possono essere soffici e fluidi e, perfino, crescere. E, come spiega la scienziata nel suo ultimo libro Il futuro raccontato dalle piante (Longanesi), in un domani già prossimo ci aiuteranno a conoscere meglio e salvaguardare l’ambiente in cui viviamo, a iniziare proprio da quel mondo estremo e ancora in gran parte inesplorato dove le piante, quelle vere, traggono la loro linfa vitale, il sottosuolo. Quanto tutto ciò sia urgente, oltre che affascinante, è lei stessa a spiegarcelo.

Photo credit: Barbara Mazzolai
Photo credit: Barbara Mazzolai

Com’è nata l’idea di creare un robot ispirato alle piante?

Sono laureata in biologia e agli inizi ho fatto ricerca sull’impatto degli inquinanti nella nostra catena alimentare. Il mio interesse per la robotica nasce da qui, dalla necessità di trovare nuove soluzioni per esplorare il terreno e controllarne la salute. Così ho fatto un master alla Scuola Superiore di Sant’Anna e ho cominciato a occuparmi di intelligenza artificiale. Le tecniche finora utilizzate per sondare in profondità impiegano molta energia e, soprattutto, provocano danni. Osservando gli organismi del sottosuolo, mi sono resa conto che se si voleva esplorare senza distruggere, occorreva fare come le radici, che si muovono crescendo dalla punta.

Un robot capace di crescere è una bella sfida: come lo avete realizzato?

Grazie a stampanti 3D in miniatura. Ottenerne di così piccole, tra l’altro, non è stato facile. Quando si lavora a un progetto totalmente nuovo, può succedere che le tecnologie necessarie non siano ancora state inventate. In questi casi, l’unica opzione è fare da sè, ed è ciò che ho fatto con il mio team. Abbiamo costruito una stampante minuscola con un motore collegato a un rocchetto che fila un materiale appiccicoso, di modo che ogni nuovo strato si attacchi al precedente. Così il plantoide, che è munito di sensori, si muove nel suolo allungando le sue “radici”.

Che cosa sa fare un plantoide?

Al momento è usato in via sperimentale in agricoltura, in alcune aziende vinicole, per monitorare i metalli pesanti nel suolo e la temperatura. In futuro, potrà anche rilasciare sostanze per le bonifiche.

Ha avuto difficoltà agli inizi quando ha presentato il suo progetto?

Diciamo che non è stato facile. Nessuno fino ad allora aveva preso in considerazione il mondo vegetale, e la mia ricerca è stata accolta con perplessità. Sono riuscita a ottenere i finanziamenti necessari solo al terzo tentativo, nel 2012. Confesso che in alcuni momenti sono stata tentata di lasciar perdere.

Nel suo libro scrive che le piante sono vittima di pregiudizi…

È così, li ho vissuti sulla mia pelle. L’obiezione più frequente è che non si muovono, ma non è così. Lo fanno continuamente nel loro processo di crescita, solo che non ce ne accorgiamo, perché in parte, come nel caso delle radici, non sono visibili, e poi seguono altri tempi e ritmi, rispetto a quelli più veloci cui siamo abituati. L’uomo fatica a concepire l’idea di organismi viventi privi di muscoli e sensi, ma in grado di spostarsi e di avere capacità sensoriali. Non esiste nemmeno un termine per definire le modalità con cui un albero interagisce con l’ambiente, eppure lo fa eccome: ogni radice si comporta in modo diverso, in base ai bisogni della pianta.

Cosa l’ha spinta a non mollare?

Ho continuato perché ci credevo, e i risultati sono arrivati. Le piante possono guidarci davvero nello sviluppo di tecnologie innovative, in grado di aiutarci a comprendere fenomeni naturali importanti per il futuro del Pianeta. Paradossalmente, conosciamo meglio lo spazio di quanto avviene nel suolo che, come gli abissi marini, è fondamentale per la biodiversità.

Il prossimo passo?

Stiamo studiando dei prototipi ispirati ai rampicanti, e altri che prendono spunto dalla struttura dei semi volanti, mini robot biodegradabili, capaci di muoversi in base all’umidità o al vento, per indicare la presenza di inquinanti tramite un dispositivo a fluorescenza visibile ai droni. Da pochi mesi, poi, è partito il progetto i-Wood finanziato dalla Comunità Europea, per studiare le leggi che governano la complessa rete sotterranea di radici e ife, i filamenti dei funghi – chiamata Wood Wide Web per sottolineare sorprendenti analogie con Internet – tramite la quale le piante sono costantemente connesse.

Una scoperta davvero straordinaria. Ma di cosa parlano gli alberi quando comunicano tra loro?

Si scambiano informazioni, per esempio se sono sotto attacco di animali erbivori. Noi vediamo solo una piccola parte del mondo vegetale: nel suolo, radici e funghi stabiliscono una vitale simbiosi, prendendo ciascuno dall’altro il proprio nutrimento, le prime sali minerali, i secondi zuccheri. Questi scambi oltre a rendere fertile il terreno, sembra che siano essenziali per fissare l’anidride carbonica, e quindi contrastare l’innalzamento del riscaldamento globale. Una ricercatrice canadese li sta monitorando sul campo, nelle foreste, ma ora noi avremo l’opportunità di analizzarli da vicino in laboratorio studiandone le regole, e questo potrà aprire nuovi scenari nella lotta al climate change. Useremo dei simulatori per creare le connessioni e anche il plantoide verrà “arruolato”: ci aiuterà a favorire la formazione di spore.

Il prossimo robot che progetterà?

Un modello ispirato ai ricci e alle stelle di mare: si muovono anche in verticale, grazie a soffici pedicelli, connessi internamente con un sistema di canali e valvole, un meccanismo idraulico affascinante e molto efficiente.

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