Barbara Mazzolai, roboticista all’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova, trae ispirazione dalla natura fin dall’inizio della sua carriera. Oggi promuove un nuovo approccio, la robotica della sostenibilità, presentata in un manifesto pubblicato a luglio su Nature Machine Intelligence.
Robot ispirati al vivente
Biologa di formazione, Barbara Mazzolai ha cambiato strada grazie a un’occasione inaspettata, diventando una delle pioniere della robotica bio-ispirata, che si basa sulle soluzioni sviluppate dagli esseri viventi. Ha progettato robot ispirati a polpi, radici delle piante e persino semi. « Sono sempre stata affascinata dagli organismi viventi, dallo straordinario ventaglio di soluzioni della natura, selezionate dal processo evolutivo », dichiara.
Dopo una laurea magistrale in biologia all’Università di Pisa, dal 1999 lavora come assistente di ricerca presso Paolo Dario, un roboticista riconosciuto in questo campo. Inizia sviluppando sensori, poi robot destinati a monitorare aria, acqua e suolo. Nel 2004 viene promossa professoressa assistente e partecipa alla progettazione di un robot soffice ispirato al polpo. « Lo abbiamo proposto come paradigma per lanciare questa idea di robotica soffice: dimostrare che possono essere morbidi, esercitando al contempo una forza significativa sull’ambiente, come fa l’animale », afferma.
Nel 2009 diventa responsabile di team al Centro per la Micro-BioRobotica dell’IIT, prima di assumerne la direzione due anni dopo, dopo aver completato il dottorato in ingegneria dei microsistemi all’Università di Roma Tor Vergata.
Il modello delle radici
Le piante hanno poi assunto un ruolo importante nei suoi lavori. Mazzolai è stata attratta dalla capacità delle radici di esplorare efficacemente il sottosuolo, una capacità che immagina di trasporre a macchine utilizzate per la modellazione ambientale e l’agricoltura di precisione. Secondo lei, le radici progrediscono solo grazie alla loro estremità molto sottile, mentre la base più spessa rimane immobile, riducendo fortemente l’energia necessaria per attraversare il terreno, rispetto a una trivella convenzionale che spinge l’intera struttura dalla superficie.
Per riprodurre questo principio, il suo team ha sviluppato una stampante 3D miniaturizzata posta all’estremità del robot. Inietta un filamento termoplastico attraverso un ugello riscaldato e costruisce dietro di sé un corpo a forma di serpente. L’estremità ospita anche sensori che permettono di evitare ostacoli e rilevare nelle vicinanze nutrienti o acqua. La ricercatrice sottolinea che le piante rimangono in movimento per tutta la vita: « Crescono davvero per tutta la vita. Adattano la loro morfologia, il loro comportamento all’ambiente esterno; si riparano, percepiscono, comunicano. »
Una robotica più sostenibile
Secondo Barbara Mazzolai, molte tecnologie moderne, in particolare le plastiche e le batterie delle auto, sono state progettate con poca riflessione sui loro effetti sull’ambiente a fine ciclo di vita. Vuole evitare che la robotica segua la stessa strada. La robotica della sostenibilità si basa su tre pilastri: limitare l’impatto dei robot sull’ambiente, renderli accessibili a persone di tutti i paesi e di tutte le condizioni socioeconomiche, e fare in modo che siano « simbiotici », cioè benefici sia per gli umani che per la natura.
Concretamente, propone di integrare la nozione di ciclo di vita nella progettazione dei robot, affinché, a fine utilizzo, queste macchine possano essere riutilizzate, riciclate o biodegradate. Si dice convinta che i mezzi esistano per raggiungere questo obiettivo e che questa visione ispirerà i futuri roboticisti. « Ci sono giovani che vogliono davvero lavorare in questo campo, perché è il futuro, il loro futuro », conclude. Di fronte alla minaccia del degrado ambientale, « vogliono sviluppare qualcosa che possa aiutare ».
