Sembrano piccoli vermi o filamenti in movimento osservati al microscopio. In realtà sono robot. O meglio, microrobot: strutture stampate in 3D grandi poche decine di micrometri, quindi molto più piccole dello spessore di un capello umano, capaci di muoversi, cambiare direzione e reagire agli ostacoli senza sensori, software o un sistema di controllo a bordo.
Il risultato arriva da uno studio pubblicato su PNAS da un gruppo di ricercatori della Leiden University, che ha lavorato su una delle sfide più difficili della microrobotica: costruire sistemi minuscoli in grado di adattarsi all’ambiente senza dover miniaturizzare tutto quello che oggi rende “intelligente” un robot, dai chip ai motori, fino alle batterie.
Quando il corpo diventa sistema di controllo
Questi microrobot sono composti da piccole unità rigide, collegate tra loro da giunti flessibili, una specie di catena microscopica. Quando vengono esposti a un campo elettrico alternato, cioè un campo che cambia direzione continuamente, le varie parti iniziano a generare movimento. Ma la parte interessante è quello che succede dopo: mentre avanzano, le strutture si piegano e si deformano, in una mutazione che cambia a sua volta il modo in cui continuano a muoversi.
È, in poche parole, un meccanismo di feedback incorporato nel corpo stesso. La forma produce movimento, il movimento modifica la forma e da questa interazione emergono comportamenti che, visti al microscopio, ricordano quelli di piccoli organismi viventi. I ricercatori hanno osservato movimenti ondulatori, rotazioni, battiti, ma anche la capacità di riorientarsi, evitare collisioni e cercare percorsi alternativi quando incontrano un ostacolo.
L'intelligenza incorporata
Naturalmente non sono vivi e non stanno “pensando”, perché non c’è alcun cervello artificiale che interpreta l’ambiente, né un algoritmo che decide dove andare. La loro risposta nasce dalla struttura fisica, dalla flessibilità dei giunti e dal modo in cui il corpo interagisce con il campo elettrico e con l’ambiente circostante.
Ed è a questo punto che lo studio si fa goloso. Alla scala dei micrometri, costruire robot come versioni miniaturizzate di quelli tradizionali è estremamente complesso. Inserire sensori, processori, attuatori e fonti di energia in un oggetto così piccolo, oltre a essere spesso difficile, in molti casi è impraticabile. Per questo la strada esplorata dai ricercatori è diversa, perché invece di aggiungere intelligenza al robot attraverso l’elettronica, provano a incorporarla nella sua forma.
È un’idea vicina alla cosiddetta embodied intelligence, l’intelligenza incorporata: sistemi in cui il corpo non è solo un involucro, ma parte attiva del comportamento. In natura succede continuamente, con molti organismi microscopici che si muovono e si adattano non perché abbiano un cervello complesso, ma perché la loro forma, la loro elasticità e il loro modo di interagire con l’ambiente producono risposte efficaci.
Parlare di applicazioni mediche immediate sarebbe prematuro, ma in prospettiva, microrobot di questo tipo potrebbero diventare utili in ambienti dove i robot tradizionali non arrivano. Si pensi ai fluidi, ai microcanali, ai materiali complessi e, chissà, magari anche sistemi biologici.ù
