Indagine sulle scaglie caudali degli scoiattoli africani
Il gruppo Soft Kinetic di Empa, in collaborazione con il Max Planck Institute for Intelligent Systems, ha esplorato il meccanismo di locomozione degli scoiattoli dalla coda squamosa (famiglia Anomaluridae), tipici delle foreste pluviali dell’Africa occidentale. Gli studiosi hanno esaminato le piccole strutture simili a punte poste sotto la coda di questi animali, notoriamente utili per fissarsi alla corteccia liscia degli alberi. A partire da modelli tridimensionali ottenuti attraverso la scansione ad altissima risoluzione di esemplari museali, il team ha ricostruito la geometria e l’assetto delle scaglie, dopodiché ha creato prototipi fisici con stampanti 3D professionali.
Metodi sperimentali e modellazione
Per riprodurre fedelmente le scaglie, i ricercatori hanno utilizzato materiali polimerici ad alta resistenza, lavorati con macchine di stampa stereolitografica in grado di restituire dettagli inferiori al decimo di millimetro. Le repliche sono state montate su supporti mobili che simulano il movimento del corpo dell’animale, permettendo di verificare sul campo l’efficacia del sistema di ancoraggio. Attraverso calcoli ingegneristici e test statici, è emerso che le punte incrementano la capacità di carico e la stabilità fino a raddoppiare la forza di attrito rispetto a superfici prive di asperità.
Applicazioni per la robotica bionica
Le scoperte offrono indicazioni preziose per la progettazione di robot e droni in grado di muoversi in ambienti verticali complessi. Aziende specializzate in automazione e robotica, come Festo e Boston Dynamics, potrebbero integrare questi principi nei loro progetti: basti pensare a piccoli robot ispezionatori capaci di aggrapparsi a pareti lisce o a droni in grado di posarsi su superfici instabili senza perdere l’equilibrio. Anche spin-off del Max Planck Institute, quali Adhesys Medical, stanno già sperimentando adesivi bio-ispirati che replicano la geometria di strutture naturali per applicazioni industriali e mediche.
Osservazioni dinamiche e studi sul campo
Il professor Ardian Jusufi e il dottor Andrew K. Schulz prevedono di estendere la ricerca con prove dinamiche che imitino situazioni di emergenza, come cambi di direzione rapidi o atterraggi di fortuna. Secondo i ricercatori, quando uno scoiattolo rileva un predatore durante il volo planato, le scaglie caudali assorbono parte dell’energia d’urto, contribuendo a evitare cadute gravi. Le future campagne osservative in natura aiuteranno a validare il ruolo di questi meccanismi in condizioni reali.
Prospettive per l’ingegneria dei materiali e la stampa 3D
Il lavoro dimostra come la combinazione di analisi biomeccanica e produzione additiva consenta di trasferire soluzioni naturali in contesti tecnologici. Oltre ai campi della robotica e del soccorso in situazioni di disastro, si intravedono possibili sviluppi nell’edilizia – per la realizzazione di rivestimenti capaci di aderire a superfici curve – e nell’industria automobilistica, dove sistemi di ancoraggio temporanei potrebbero agevolare operazioni di manutenzione in spazi ristretti.
