Ricercatori che studiano una delle manovre acrobatiche meno comprese eseguite da insetti volanti, e che chiamano la loro indagine la "più completa esplorazione delle manovre di atterraggio delle mosche" fino ad oggi, riferiscono che le mosche blu bottiglia che atterrano a testa in giù sui soffitti usano una serie di comportamenti più complessa di quanto si pensasse. Credito:Bo Cheng, Penn State
Per ispirare la tecnologia robotica avanzata, i ricercatori del Dipartimento di ingegneria meccanica della Penn State hanno pubblicato la descrizione più completa di come gli insetti volanti atterrano capovolti.
Il documento è stato pubblicato oggi (23 ottobre) in Progressi scientifici "Attraverso questo lavoro, abbiamo cercato di capire come una mosca esegue le manovre di atterraggio capovolta in un batter d'occhio, " ha detto Bo Cheng, assistente professore di ingegneria meccanica e autore principale dell'articolo.
È probabilmente la manovra acrobatica più difficile e meno compresa condotta da insetti volanti, secondo Cheng.
"In definitiva, vogliamo replicarlo in ingegneria, ma prima dobbiamo capirlo, " Ha detto Cheng.
Insieme a Jean-Michel Mongeau di Penn State, professore assistente di ingegneria meccanica, e Pan Liu, dottorando in ingegneria meccanica, Cheng mira a comprendere i processi biomeccanici e sensoriali che le mosche usano per atterrare su diverse superfici come soffitti e oggetti in movimento.
Per raccogliere i loro dati, il team ha prima esaminato i comportamenti di atterraggio invertito delle mosche in una camera di volo utilizzando la videografia ad alta velocità. Il loro studio ha scoperto che gli insetti di solito eseguono quattro manovre perfettamente sincronizzate per atterrare a testa in giù:aumentano la loro velocità, completare una rapida manovra di rotazione del corpo (simile a una ruota di carro), eseguire un'estensione della gamba ampia e, finalmente, atterrare attraverso un'oscillazione del corpo assistita dalle gambe quando i loro piedi sono saldamente piantati sul soffitto.
I ricercatori ritengono inoltre che queste azioni siano messe in moto da una serie di complessi segnali visivi e sensoriali che le mosche percepiscono mentre si avvicinano al punto di atterraggio desiderato.
"In un batter d'occhio, queste mosche possono invertire totalmente il loro corpo e atterrare, che è abbastanza spettacolare, " ha detto Mongeau. "Lo vediamo accadere tutto il tempo intorno a noi, ma abbiamo dimostrato la complessità della manovra. C'è molto interesse che i robot siano in grado di fare lo stesso".
Però, L'attuale tecnologia robotica manca gravemente della velocità e dell'efficienza necessarie per eseguire le stesse manovre.
"Guardiamo la natura per l'ispirazione, " ha detto Mongeau. "Questo aiuta a guidare la scienza fondamentale dell'ingegneria, per capire come le mosche sono in grado di risolvere questi problemi in modo da poterli applicare alle tecnologie future."
Oltre al progresso della robotica, le implicazioni di questo lavoro possono essere applicate anche al campo delle neuroscienze.
"Come fa il sistema nervoso di una mosca a farlo così velocemente?" ha detto Mongeau. "Questo lavoro ribadisce la velocità con cui queste manovre vengono eseguite all'interno di un sistema nervoso estremamente piccolo. Questi dati possono portare a nuove ipotesi per capire come funziona il cervello".
