Come può lo studio del cervello degli insetti aiutare la robotica? A spiegarlo è Barbara Webb, Professoressa di Robotica all’Università di Edimburgo, intervenuta alla conferenza “Insect-inspiration for Robot Navigation“, l’ultima plenaria di i-Rim 3D, l’evento dedicato alla robotica organizzato dall’Istituto di Robotica e Macchine Intelligenti, in collaborazione con “Maker Faire Rome – The European edition”.
Nel corso della conferenza, Webb ha parlato del suo lavoro di ricerca, incentrato sullo studio del comportamento degli insetti, finalizzato al riscontro e alla riproduzione di quei sistemi percettivi che ne controllano il comportamento. In particolare, la Professoressa ha presentato il suo lavoro nello studio dei sistemi nervosi delle formiche e delle api, sottolineando come si possa imparare dalla natura per risolvere alcuni dei problemi complessi della robotica.
“È interessante comparare le formiche alle auto a guida autonoma – sottolinea Webb – perché le seconde sono in grado di fare quello che fanno grazie a un sistema complicato di sensori di portata, sistemi di movimento inerziale precisi, odometria, GPS e wireless. Le formiche, invece, si orientano attraverso la vista, che ha una risoluzione molto bassa, ma è sensibile ai raggi ultravioletti e alla polarizzazione”.
Attraverso l’analisi comportamentale di alcune formiche, il team della Professoressa ha riscontrato che esse sembrano dotate di un GPS naturale, per cui una volta individuata una fonte di cibo riescono a ripercorrere il tragitto tra il nido e il cibo (e viceversa) senza perdersi, anche quando vengono messe fuori rotta da un fattore esterno (come l’intervento di un ricercatore).
L’ipotesi testata dalla professoressa sosteneva che il cervello della formica utilizzava le proprietà della vista per creare una sorta di mappa del sentiero percorso dal nido al cibo. Quando la formica si trova nuovamente a fare il percorso, il suo cervello paragona l’immagine in tempo reale a quelle memorizzate: se c’è un match, allora la formica sa di andare nella giusta direzione. Se questa corrispondenza non viene trovata, la formica cambierà direzione fino a quando non riscontra una corrispondenza.
Questo sistema di navigazione, seppur con diverse variazioni, è stato riscontrato anche in altri insetti, come ad esempio le api, il cui cervello è dotato di un’architettura in grado di orientarle durante il volo. “Nonostante una vasta gamma di modelli corporei, capacità locomotorie, ecc., questi modelli sono presenti in quasi tutti gli insetti, suggerendo che supportano le funzioni generali chiave per le capacità di adattamento”, commenta Webb.
“Questi modelli sono meno complessi del cervello umano e della maggior parte degli algoritmi robotici, ma sembrano in grado di risolvere molti compiti analoghi“, aggiunge.
Proprio questo rende lo studio del comportamento degli insetti utile alla robotica, specifica la professoressa, in quanto permetterebbe di trovare soluzioni a basso costo e che richiedano una minore potenza di calcolo per la navigazione robotizzata. “Allo stesso tempo, possiamo usare i robot per testare le nostre ipotesi sui circuiti cerebrali degli insetti che supportano la navigazione”, conclude Webb.
