Gli «insbot» gettano luce sul comportamento decisionale degli insetti

Uno studio finanziato dall’Unione europea ha messo in pratica le teorie sul comportamento collettivo degli insetti utilizzando come modello un gruppo di scarafaggi, nell’ambito del progetto
LEURRE, alcuni scienziati hanno introdotto piccoli robot autonomi nel gruppo di insetti e hanno analizzato la loro interazione.

Secondo una relazione pubblicata sulla rivista «Science», l’esperimento ha dimostrato che i modelli di autorganizzazione degli scarafaggi e di conseguenza il loro processo
decisionale potevano essere influenzati e controllati da microrobot simili agli insetti stessi (insbot) non appena tali robot si integravano socialmente. I ricercatori hanno raggiunto questo
risultato avvolgendo gli insbot in una carta cosparsa di una miscela di composti chimici, una sorta di feromone, che gli insetti utilizzano per riconoscersi. I «robot-scarafaggi»
non avevano alcuna somiglianza fisica con i loro omologhi naturali.

Per stabilire se gli insetti e gli insbot avrebbero effettivamente interagito gli uni con gli altri, i ricercatori avevano costruito una «arena» con due «ripari» tra cui
il gruppo avrebbe dovuto scegliere. «Nella prima serie di esperimenti i ripari sono perfettamente identici», ha spiegato il dottor Jose Halloy, biologo teorico presso
l’Università libera di Bruxelles, in un’intervista rilasciata alla rivista «Science». «Se la loro scelta avvenisse in maniera casuale, finiremmo per avere il 50% dei
soggetti da una parte e il 50% dall’altra. In questo caso, però, abbiamo osservato che il 90% dei soggetti si rifugiava sotto lo stesso riparo e questo significa che la scelta di quel
determinato riparo era frutto di una decisione di gruppo».

Nella seconda serie di esperimenti, il dottor Halloy e la sua équipe di ricerca hanno offerto al gruppo misto di insetti e robot la possibilità di scegliere tra un riparo buio e
uno più luminoso. «Ovviamente gli scarafaggi preferiscono ritirarsi nei luoghi bui», ha dichiarato il dottor Halloy. Modulando il comportamento dei robot e inducendoli a
preferire i rifugi più luminosi, i ricercatori hanno cercato di influenzare il processo decisionale collettivo del sistema e in alcuni casi sono riusciti nel loro intento, mentre in
altri i robot hanno seguito gli scarafaggi nel rifugio più buio.

«I robot sono stati in qualche modo indotti a scegliere il rifugio buio dal sistema a causa dell’interazione sociale», ha precisato il dottor Halloy. «Per gli scarafaggi
avviene altrettanto: benché preferiscano rimanere al buio perché percepiscono la presenza degli altri, compresa quella dei robot, finiscono per trovarsi nel luogo luminoso a causa
delle interazioni sociali e non perché la loro scelta sia determinata esclusivamente dalle preferenze personali.» Tuttavia, dalle statistiche è emerso che nel 60% circa dei
casi la scelta degli insbot è ricaduta sul rifugio più luminoso.

Gli scienziati sono giunti alla conclusione che il comportamento degli animali che vivono in gruppo può essere studiato e controllato tramite dispositivi autonomi intelligenti.
«Gli ingegneri sono molto interessati a costruire sistemi autonomi, gruppi di robot che sono in grado di risolvere problemi», ha dichiarato il dottor Halloy. «Il passo
successivo consisterà nel costruire gruppi di sistemi artificiali e animali in grado di cooperare per risolvere problemi. Di conseguenza, la macchina saprà ascoltare e percepire
ciò che gli animali stanno facendo e gli animali saranno in grado di intuire e capire ciò che le macchine stanno comunicando loro.»

In pratica, robot come quelli utilizzati nell’esperimento LEURRE potrebbero rivelarsi utili per la disinfestazione, poiché consentirebbero di attirare gli insetti all’interno di
trappole, oppure un giorno potrebbero addirittura essere utilizzate versioni di maggiori dimensioni per radunare il bestiame, ha suggerito la dottoressa Daniela Rus, del Massachusetts Institute
of Technology (MIT), negli Stati Uniti. Inoltre, lo studio LEURRE potrebbe consentire di approfondire le conoscenze sullo sfruttamento del concetto di autoorganizzazione per il coordinamento di
sistemi multirobot autonomi come i sistemi di robotica degli sciami, che si avvalgono dell’autoorganizzazione come meccanismo di coordinamento principale.

Il progetto LEUREE, del valore di 2 Mio EUR, ha ricevuto 1,5 Mio EUR di finanziamento dall’UE nell’ambito del Quinto programma quadro (5°PQ).

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