Un gruppo di ricerca ha ingegnerizzato una superficie elastica che riproduce alcune straordinarie caratteristiche della pelle di polpi e seppie, che può mutare non solo il colore ma anche la trama tridimensionale, in modo da riprodurre la scabrosità degli oggetti usati dall'animale per nascondersi(red)

Un'immagine eloquente della capacità della seppia gigante australiana (Sepia apama) di usare l'estroflessione delle papille per mimetizzarsi (Credit: Roger Hanlon)

Per polpi e seppie mimetizzarsi nell'ambiente naturale per sfuggire ai predatori è un po' più facile che per gli altri animali. Questi molluschi possono infatti cambiare istantaneamente non solo il colore e la livrea della pelle ma anche mutarne la struttura superficiale tridimensionale, in modo da renderla scabrosa come quella di un corallo o di qualunque altro oggetto abbiano scelto per nascondersi. Sulla rivista “Science” un gruppo di ricercatori della Cornell University guidati da James Pikul e Robert Shepherd riferisce ora di aver ricreato artificialmente le proprietà della pelle di questi molluschi, realizzando superfici elastiche con una trama tridimensionale programmabile.La ricerca fa parte del fertile settore della bioispirazione, cioè dell'insieme delle tecniche robotiche che cercano di imitare alcune tra le più sorprendenti capacità degli animali. L'imitazione dei cefalopodi, in particolare, ha creato una vera e propria nicchia di studi, producendo “una piccola rivoluzione nella robotica, svelando i principi per sviluppare robot soffici, ovvero robot costruiti con materiali altamente deformabili”, come spiega Cecilia Laschi, della Scuola Sant'Anna di Pisa, in un articolo di commento apparso sullo stesso numero di “Science”.“Il materiale più utilizzato in questo campo è il silicone, che viene controllato in attuatori pneumatici, cioè in buona sostanza gonfiandoli e sgonfiandoli”, ha continuato Laschi. “La direzione di moto è controllata da camere di forma predeterminata che si deformano in modo asimmetrico”,anche grazie a una struttura di fibre indeformabili.Nel caso del prototipo di Pikul e colleghi, “il risultato è impressionante”: si tratta di una pelle morbida e piatta che può assumere la forma delle rocce o delle piante circostanti. E può anche produrre protuberanze sulla sua superficie per ottenere un mimetismo ancora più efficace.Il segreto del cambiamento della trama è in piccole estroflessioni chiamate papille. Esse sono un esempio di idrostato muscolare, cioè di una struttura biologica costituita da tessuto muscolare priva di supporto scheletrico, come nel caso della lingua. I molluschi possono estenderle nell'arco di 20 centesimi di secondo per il mimetismo dinamico e ritrarre per evitare un inutile attrito idrodinamico quando nuotano.“Molti animali hanno papille, ma non possono estenderle e ritrarle istantaneamente come fanno polpi e seppie”, ha spiegato Roger Hanlon, uno degli autori dello studio. “Ma per questi cefalopodi è una questione di sopravvivenza: non hanno una conchiglia che li protegga, l'arma di difesa principale è proprio il mimetismo”.“Nella seppia europea, ci sono almeno nove insiemi di papille controllate dal cervello in modo indipendente, ciascuna delle quali può passare da una superficie piatta bidimensionale a una dozzina di possibili forme tridimensionali”, ha continuato il ricercatore.In passato, diversi laboratori del mondo hanno sviluppato dispositivi per controllare la forma di materiali elastici, ma quest'ultima realizzazione dei ricercatori della Cornell ha dalla sua un'estrema facilità e rapidità di trasformazione.“Questo è un classico esempio di ingegneria che trae ispirazione dalla biologia, con molte potenziali applicazioni”, ha concluso Hanlon. “Per esempio, il materiale potrebbe essere mutato in modo controllato per riflettere la luce nella sua conformazione bidimensionale e assorbirla in quella tridimensionale: potrebbe perciò trovare applicazione in tutte le situazioni in cui occorra manipolare la temperatura di un materiale”.