Innovazione

Paleobionica: la nuova disciplina che trasforma i fossili in robot per studiarne l’evoluzione

Un antichissimo organismo fossile marino, che risale a 450 milioni di anni fa, è tornato a rivivere in un robot. Un esempio di paleobionica, la disciplina che studia l'evoluzione delle specie viventi estinte.

La paleobionica è una nuova branca scientifica, inventata dai ricercatori del Dipartimento di Ingegneria Meccanica della Carnegie Mellon University, in collaborazione con un gruppo di paleontologi spagnoli e polacchi. Si tratta di una disciplina che unisce biologia evolutiva, paleontologia e robotica che si occupa di far rivivere organismi estinti grazie alla realizzazione di robot progettati a partire dai fossili, utilizzando componenti elettronici flessibili e materiali morbidi. Lo scopo di questa nuova scienza è comprendere più a fondo l'evoluzione delle specie viventi, riproducendo sembianze e movimenti di animali estinti da milioni di anni.

Robotica Soft. L'Homo Sapiens esiste da circa 300.000 anni, un'inezia se si considera che rappresenta solo lo 0,007% della storia del Pianeta. Questo significa che la nostra comprensione dell'evoluzione animale si basa solo su una piccola frazione del totale delle creature che vi hanno vissuto.

Per ampliare la prospettiva sul loro aspetto e su come si muovessero, i ricercatori dell'ateneo statunitense hanno utilizzato la cosiddetta "Softbotics", riportando virtualmente in vita sistemi biologici che altrimenti potremmo conoscere solo dal punto di vista statico. Servendosi di simulazioni computazionali e di robotica avanzata, dunque, il team di ricerca ha scelto di iniziare riproducendo i pleurocistidi, organismi ora estinti ma che esistevano in ambiente marino circa 450 milioni di anni fa.

Movimento muscolare. Da sempre osservati dai paleontologi per via del loro ruolo fondamentale nell'evoluzione degli echinodermi, questi animali acquatici fanno parte della stessa classe che include stelle marine e ricci di mare. I ricercatori hanno utilizzato prove fossili per la progettazione, unite a una combinazione di elementi stampati in 3D e di polimeri in grado di mimare la struttura flessibile della loro colonna vertebrale.

Si è così concluso che questi organismi erano in grado di muoversi sui fondali grazie a uno stelo muscolare che li spingeva in avanti con ampi movimenti oscillanti. Grazie alla ricostruzione robotica, sono state provate diverse configurazioni di locomozione al fine di determinare quale fosse quella probabilmente più corretta, ossia quella che comportasse un minor dispendio di energia e risultasse più funzionale.

I risultati. Sebbene restino aperte alcune domande circa le possibilità che i pleurocistidi avevano di muoversi con andature differenti a seconda del fondale, i risultati sin qui ottenuti rappresentano un'ottima base di partenza, soprattutto per lo studio di altri organismi nell'immediato futuro. Tra i prossimi fossili a essere "robotizzati", infatti, ci saranno i tetrapodi, il gruppo di vertebrati che per primo passò dalla vita acquatica a quella terrestre.

10 dicembre 2023 Simone Valtieri
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