Come fanno gli insetti volanti a distinguere il sopra e il sotto?
Gli insetti volanti possono determinare la direzione della gravità anche se non hanno sensori di accelerazione. Un team ha sviluppato una teoria che potrebbe spiegare questo fenomeno.
I ricercatori guardano regolarmente alla natura per trovare soluzioni a determinati problemi. La bionica - una parola inventata composta da biologia e tecnologia - ha già copiato i sistemi di localizzazione dei delfini o la barbetta della bardana e l'ha utilizzata per sviluppare la chiusura in velcro. Anche Leonardo da Vinci si è ispirato agli uccelli per le sue macchine volanti. Ma perché non dovrebbe funzionare al contrario? Le soluzioni tecniche possono fornire una visione più approfondita dei fenomeni biologici irrisolti?
Un team della Delft University of Technology, del Centre national de la recherche scientifique (CNRS) francese e dell'Università di Aix-Marseille ha dimostrato che i droni possono stimare la direzione della gravità grazie ai loro sensori che rilevano otticamente i movimenti intorno a loro e combinano questo dato con la modellazione del proprio movimento, cioè con la previsione di come si muoveranno. Questi risultati, che i ricercatori hanno pubblicato sulla rivista Nature", rappresentano un passo importante verso lo sviluppo di piccoli droni autonomi. Potrebbe anche spiegare come gli insetti volanti distinguano tra alto e basso. Questo dimostra come la sinergia tra robotica e biologia possa portare a progressi tecnologici e a nuovi approcci di ricerca biologica.
Mentre i droni normalmente utilizzano accelerometri per stimare la direzione della gravità, il modo in cui gli insetti volanti fanno questo è stato un mistero perché non hanno un senso specifico dell'accelerazione. Gli scienziati hanno quindi studiato il flusso ottico, ovvero il modo in cui un individuo percepisce il movimento in relazione all'ambiente circostante. È l'impressione visiva che passa sulla nostra retina quando ci muoviamo. Ad esempio, quando siamo seduti su un treno, gli alberi vicino ai binari passano più velocemente delle montagne più lontane. Tuttavia, il flusso visivo da solo non è sufficiente per un insetto per rilevare la direzione della gravità. Il team di ricerca ha poi scoperto che, combinando il flusso ottico con la previsione del movimento, è possibile per un insetto sviluppare il senso della gravità.
Gli esperimenti condotti dai ricercatori su robot volanti dimostrano che questo principio porta a un controllo dell'assetto stabile ma leggermente oscillante. Secondo gli scienziati, le oscillazioni ricordano fortemente il volo degli insetti. Tuttavia, verificare questa congettura potrebbe rivelarsi difficile, in quanto coinvolge processi cerebrali difficili da monitorare durante il volo di un animale. "Sebbene questa ipotesi possa spiegare teoricamente come gli insetti volanti determinano la gravità, abbiamo ancora bisogno di conferme da esperimenti biologici che dimostrino che essi utilizzano effettivamente questo meccanismo", hanno affermato i ricercatori, secondo una dichiarazione degli istituti coinvolti.
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