I ricercatori hanno costruito un pipistrello robotico per svelare i segreti di come i veri pipistrelli cacciano nella completa oscurità utilizzando l’ecolocalizzazione. Lo studio, recentemente pubblicato sul Journal of Experimental Biology, conferma le ipotesi di lunga data su come i pipistrelli identificano in modo efficiente le prede nascoste sulle foglie, anche in ambienti fitti di giungla. Questa svolta fornisce preziose informazioni su un sistema sensoriale radicalmente diverso dalla visione umana.
Imitare la precisione della natura
I pipistrelli utilizzano l’ecolocalizzazione emettendo clic ad alta frequenza e interpretando gli echi di ritorno per costruire un'”immagine” basata sul suono dell’ambiente circostante. Questo è simile al modo in cui i veicoli autonomi utilizzano LiDAR, ma i pipistrelli riescono a farlo con sorprendente semplicità: solo due orecchie e una bocca. Gli scienziati lo sanno da tempo, ma i meccanismi precisi non sono ancora chiari, in particolare il modo in cui i pipistrelli evitano di essere sopraffatti dagli echi negli habitat disordinati.
Per capirlo, un team guidato dalla scienziata di pipistrelli Inga Geipel ha creato un pipistrello robotico. Il robot imita la traiettoria di volo dei pipistrelli veri, emettendo impulsi sonar per testare come determinano se la preda è presente sulle foglie. L’esperimento ha rivelato che i pipistrelli non hanno bisogno di calcolare l’angolo esatto di ogni foglia; filtrano semplicemente per echi forti e coerenti. Se una foglia trattiene la preda, il segnale di ritorno è più forte, segnalando un potenziale pasto.
Progettazione e risultati del robot
Il pipistrello robotico è costituito da un emettitore sonar e da microfoni binaurali montati su un binario lineare, che simula il volo. Il robot ha testato foglie stampate in 3D con e senza prede artificiali (libellule). I risultati sono stati sorprendenti: il robot ha rilevato la preda il 98% delle volte, mentre l’ha identificata erroneamente sulle foglie vuote solo il 18% delle volte. Ciò conferma che i pipistrelli si affidano all’intensità dell’eco piuttosto che a calcoli angolari precisi.
“Gli esperimenti comportamentali avevano già suggerito come questi pipistrelli avrebbero potuto risolvere il problema di trovare le foglie occupate dalle prede, ma volevamo sapere se quella spiegazione fosse effettivamente sufficiente per far funzionare il comportamento”, ha spiegato Dieter Vanderelst, coautore dello studio.
Oltre questo studio: espansione della tecnologia ispirata ai pipistrelli
Questa ricerca si basa su precedenti tentativi di replicare il comportamento dei pipistrelli nella robotica. Nel 2017, gli ingegneri hanno creato Robat, un robot su ruote che navigava esclusivamente utilizzando l’ecolocalizzazione, e nel 2015 gli scienziati hanno sviluppato Bat Bot con ali che sbattono e cambiano forma. Tuttavia, il team di Geipel si è concentrato sulla funzionalità piuttosto che sull’estetica, dando priorità all’accuratezza dei dati.
Guardando al futuro, i ricercatori intendono applicare questo metodo ad altre specie di pipistrelli ed esplorare come differenziano i tipi di prede. Lo studio evidenzia che, anche se abbiamo solo scalfito la superficie della comprensione dei pipistrelli, le conoscenze acquisite dai modelli robotici si stanno rivelando preziose.
Questo studio dimostra che anche in ambienti complessi possono prosperare strategie biologiche semplici ma efficaci. Il pipistrello robot non solo conferma le ipotesi scientifiche ma apre anche nuove strade alla biomimetica nella robotica e nella tecnologia sensoriale.
