Non hanno gambe.
Non penseresti che possano arrampicarsi su un muro verticale o stare in piedi, ma i serpenti lo fanno comunque. Un nuovo studio svela la fisica dietro queste ascensioni inagibili, scoprendo alcuni meccanismi sorprendenti su come i corpi morbidi generano forza contro le superfici dure.
La configurazione
I ricercatori dovevano capirlo.
Non solo perché è bello guardare un pitone abbracciare un palo, ma perché anche i robot hanno bisogno di dati. Se gli ingegneri riuscissero a capire come un serpente distribuisce il peso e trova l’appoggio senza articolazioni, forse un robot di ricerca e salvataggio potrebbe fare lo stesso.
Hanno iniziato con un problema di bioingegneria : come simulare qualcosa di così molle. I serpenti sono complessi. I loro muscoli si contraggono, espandendo la gabbia toracica per afferrare le superfici, creando trazione dove non ce n’è.
L’attrito è tutto
La gravità è il nemico qui. Tira giù il pitone, senza sosta. Per arrampicarsi, il serpente ha bisogno della forza che si oppone a tale spinta.
Non si tratta solo di presa. Si tratta di inclinare il corpo in modo che l’attrito faccia il sollevamento pesante.
Il team ha creato un modello di computer. Hanno eseguito scenari in cui l’angolazione del corpo del serpente cambiava, osservando l’interfaccia tra pelle e muro.
Si scopre che il serpente crea anelli. O meglio, curve a S. Ogni curva agisce come un piccolo punto di ancoraggio.
Lezioni di robotica
Questo è importante per il robotista.
Costruisci un serpente di metallo duro e scivolerà. Costruiscine uno morbido in grado di modulare la pressione e avrai una macchina che si arrampica sugli alberi, scala i detriti, si muove attraverso gli edifici crollati.
Lo studio ha dimostrato che la tattica conta più della pura potenza. Un leggero spostamento dell’angolo, una specifica strategia di contrazione, consente al serpente di mantenere la sua posizione verticalmente senza scivolare verso il basso.
È elegante? Forse. È utile? Decisamente.
Domande aperte
Il filmato analizzato mostra i serpenti che fanno sempre questo in natura, senza preoccuparsi dei libri di testo di fisica.
Si arrampicano e basta.
Stiamo ancora cercando di capire esattamente come il loro sistema nervoso calcola il carico su ogni segmento in tempo reale. È un’ingegneria disordinata, biologica e imperfetta.
Questo potrebbe essere l’unico motivo per cui funziona.
Abbiamo un robot che ci prova. Il serpente ha una spina dorsale e una volontà.
Il resto è ancora in aria, o almeno sul muro. 🐍
