Le tecnologie robotiche hanno mostrato la capacità di interagire con organismi viventi e persino di formare società miste integrate composte da agenti viventi e artificiali. I robot biocompatibili, che incorporano sensori e attuazioni in grado di generare e rispondere a stimoli rilevanti, possono essere uno strumento per studiare comportamenti collettivi non monitorabili con le tecniche tradizionali, come quelli di un alveare. E proprio per studiare i comportamenti dell'ape occidentale (Apis mellifera), i ricercatori del politecnico di Losanna guidati da Rafael Barmak hanno progettato un sistema robotico in grado di osservare una colonia di quattromila api utilizzando una serie di sensori termici e attuatori. La ricerca è pubblicata sulla rivista Science Robotics.
Insieme per combattere il freddo
Le api svolgono un ruolo centrale nella produzione delle colture e nel mantenimento della biodiversità. Tuttavia la diffusione di malattie e parassiti, i cambiamenti climatici, l’industrializzazione, l'abuso di agrochimici hanno contribuito al declino sia di api allevate sia di specie selvatiche. Inoltre, è stato riportato un aumento della mortalità nelle colonie di Apis mellifera durante la stagione invernale nelle regioni non tropicali, le cui cause sono tuttora poco comprese. Le api sopravvivono infatti all'inverno come colonia, a differenza di vespe e bombi, ma essendo ectotermi, adottano strategie basate su comportamenti collettivi per raggiungere e mantenere una soglia di temperatura che consenta loro di essere attive e rimanere vitali. La strategia chiave è il “glomere” invernale, costituito da una fitta aggregazione di api. All’interno del glomere si crea un microclima ottimale per le api.
«Barmak e colleghi – spiega Donato Romano dell'Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa – hanno approfittato della sensibilità delle api alla temperatura per sviluppare un alveare robotico in grado di interagire termicamente con le colonie di Apis mellifera carnica. Questo sistema robotico è stato utilizzato per osservare la colonia raccogliendo i profili termici del glomere di api per lunghi periodi. Il sistema robotico autonomo ha consentito l'interazione bioibrida con le api, esercitando un'influenza minimamente invasiva sull'architettura e sulla struttura del nido».
Riscaldamento al bisogno
Ma c’è di più: l’alveare robotico si è anche dimostrato potenzialmente utile nel fornire supporto per le colonie di api più colpite dalle temperature rigide invernali. Durante i mesi più freddi, quando le temperature scendono drasticamente all'interno dell'alveare, le api indebolite possono cadere in uno stato di coma, che spesso le porta alla morte. L'alveare robotico è stato in grado, attraverso l'attivazione degli attuatori termici, di ripristinare il comportamento normale in api in stato comatoso, prevenendo così l'immediato declino della colonia.
