Perché gli scarafaggi sono difficili da schiacciare?

Dipende da un esoscheletro flessibile, con placche capaci di sovrapporsi e ritornare al proprio posto. Un'elasticità propria anche delle ali di vespe e api, che sta ispirando nuovi tipi di robot.

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Lo scarafaggio-robot CRAM e gli originali a cui si ispira. | PolyPEDAL Lab, UC Berkeley

Siamo sinceri, prima o poi tutti ci abbiamo provato: schiacciare uno scarafaggio è particolarmente arduo, e di solito il poveretto finisce per fuggire. Nel corso della loro vita gli insetti - le blatte ma anche vespe e api - collidono con un gran numero di ostacoli, senza riportare danni: ora, gli scienziati stanno cercando di capire come facciano, per creare robot sempre più indistruttibili.

 

Una blatta cyborg per le missioni di soccorso

 

Mi piego, ma non mi spezzo. L'attuale panorama robotico prevede androidi rigidi o creature biomimetiche con arti flessibili come tentacoli, agili abbastanza da evitare traumi. Le auto moderne assorbono l'impatto e si accartocciano, sacrificando l'estetica alla sicurezza del passeggero. Ma gli insetti hanno una dote che ancora non siamo riusciti a imitare: quella di deformarsi momentaneamente, per poi tornare come prima.

 

Il segreto. Gli scarafaggi ci riescono grazie a un esoscheletro coriaceo e allo stesso tempo flessibile, con placche dure ma pieghevoli connesse da membrane elastiche che permettono ai vari segmenti di sovrapporsi quando il corpo dell'insetto viene compresso. Queste parti trasmettono energia alle zampe dell'animale anche quando queste sono completamente distanziate. In questo modo le blatte riescono a sgusciare con facilità anche nell'anfratto più angusto, e senza rimetterci in velocità.

 

Il morso dello scarafaggio, cinque volte più forte di quello umano

 

Prestazioni straordinarie. Robert Full e Kaushik Jayaramat dell'Università della California - Berkeley hanno costretto alcuni insetti a infilarsi in stretti pertugi creati in laboratorio, e li hanno filmati (vedi sotto, se non vi fa troppo schifo) con telecamere ad alta velocità. Le blatte americane (Periplaneta americana), spesse circa 9 mm, sono riuscite a infilarsi in fessure alte appena 3 mm e a uscirne indenni, spingendo con le zampe posteriori, dopo appena 1 secondo. Una velocità mai osservata finore in nessun animale (con eccezione del polpo).

 

Ali elastiche. Un mese fa Andrew Mountcastle dell'Università di Harvard aveva riportato simili superpoteri per le ali di vespe a api, dotate di una proteina elastica, la resilina, che permette alle estremità di deformarsi e tornare nella forma originaria in continuazione, superando gli ostacoli senza rompersi.

 

Buon esempio. Sia l'esoscheletro delle blatte sia le ali di vespe e api sono già servite a creare robot che aspirano alla stessa resilienza: sono nati così CRAM, un robot alto 75 mm con un esoscheletro capace di funzionare anche in posizioni "compresse", muovendosi comunque 5-10 volte più velocemente dei robot morbidi; e Robobee, un robot volante con ali flessibili.

 

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10 febbraio 2016 | Elisabetta Intini