Comprendere e preservare l'ambiente: tecnologie bioispirate e robotica biomimetica

This thesis strives to promote a somewhat different method of doing innovation. As the title of the paper anticipates from the outset, what is strictly necessary to do before innovating is to understand. To succeed in this endeavor, the biomimetic approach was first considered, the process of which appears to be in line with the objectives posed by the research question. Thus, a definition of biomimicry was given and the reason why its popularity is growing in the scientific field was exposed: among the major causes, the negative impact of agricultural exploitation to the detriment of the environment was seen in detail. The current situation indicates that a biomimetic approach is essential to regaining a balance that the planet now seems to have long since lost. The harmony that existed on planet Earth before man succeeded in developing it is difficult to regain, precisely because the latter has always had his own conception of progress, a progress that is not as slow and efficient as natural progress, but one that rewards speed and competition, even at the expense of everything else. In doing so, the solution arrived at is often poorly functional and not entirely appropriate to the context, since it is “hurried” and “self-centered.” The paper does not place human beings at the center of attention, but wishes to turn a greater focus on something larger: nature in its totality. If one steps back and considers a larger framework, he will realize that the natural totality of things is an asset of immense value, from which the biomimetic innovator must readily learn. He, as often as he identifies an innovation problem, must have the skills to make up his mind and understand what he can achieve with what he has, without forcing the pace of innovation, and consequently the quality of it: only in this way it will be possible to see a virtue in a flaw, an opportunity in a limitation. Nature, after billions of years of evolutionary processes, can be seen as a true master of innovation, capable of designing the functioning of entire ecosystems as well as a single cell. Potentially, everything can be a source of inspiration. In order to narrow a field that would otherwise have been far too vast, the choice was made to direct research to the robotics branch, since, at the moment, developments in that discipline seem likely to dictate the future of the planet more than others. As robots are a technology that differs from others mainly in their movement capabilities, the cases discussed in the thesis all belong to macro-groups of living beings, but not only: some also refer to dead structures, which are able to perform movements without metabolism thanks to an ingenious use of certain materials. There were many examples, and individually, each macro-group provided three very important ingredients that underlie effective and sustainable innovation: materials, structures and optimization. These, through a deep understanding of the environment, become the key factors for advanced technological progress that, with due respect, avoids further damage to the natural heritage, ensuring greater protection and preservation.

Questa tesi si impegna a promuovere un metodo un po’ diverso di fare innovazione. Come il titolo dell’elaborato anticipa fin da subito, quello che è strettamente necessario fare prima di innovare è comprendere. Per riuscire in questo intento, è stato innanzitutto preso in considerazione l’approccio biomimetico, il cui procedimento risulta essere in linea con gli obiettivi posti dalla domanda di ricerca. È stata dunque data una definizione di biomimetica ed è stato esposto il motivo per cui la sua popolarità stia crescendo in campo scientifico: tra le maggiori cause, è stato visto nel dettaglio l’impatto negativo dello sfruttamento agricolo a danni dell’ambiente. La situazione attuale indica che un approccio biomimetico sia fondamentale per ritrovare un equilibrio che ormai il pianeta sembra aver perduto da molto tempo. L’armonia che c’era sul pianeta Terra prima che l’uomo riuscisse a svilupparsi è difficile da riottenere, proprio perché quest’ultimo ha sempre avuto la sua personale concezione di progresso, un progresso che non è lento ed efficace come quello naturale, ma che premia la velocità e la competizione, anche a discapito di tutto il resto. Così facendo, la soluzione a cui si giunge spesso è scarsamente funzionale e non del tutto adatta al contesto, poiché “frettolosa” ed “egocentrica”. L’elaborato non pone al centro dell’attenzione l’essere umano, ma desidera volgere un maggiore interesse verso qualcosa di più grande: la natura nella sua totalità. Se viene fatto un passo indietro e si considera una cornice più vasta, ci si accorgerà che l’insieme naturale delle cose è un bene di immenso valore, da cui l’innovatore biomimetico deve prontamente imparare. Egli, tutte le volte che individuerà un problema di innovazione, dovrà avere le capacità di fare mente locale e capire ciò che può ottenere con ciò che dispone, senza forzare il ritmo dell’innovazione, e di conseguenza la qualità di questa: solo così si può vedere un pregio in un difetto, un’opportunità in un limite. La natura, dopo miliardi di anni di processi evolutivi, può essere vista come una vera e propria maestra di innovazione, capace di progettare il funzionamento di interi ecosistemi, ma anche di una singola cellula. Potenzialmente, tutto può essere fonte di ispirazione. Per restringere un campo che altrimenti sarebbe stato davvero troppo vasto, è stato scelto di indirizzare la ricerca sul ramo della robotica, poiché, al momento, gli sviluppi in tale disciplina sembrano poter dettare più di altri il futuro del pianeta. Essendo i robot una tecnologia che si distingue dalle altre principalmente per le capacità di movimento, i casi trattati nella tesi sono tutti appartenenti a macrogruppi di esseri viventi, ma non solo: alcuni si rifanno anche alle strutture morte, in grado di compiere dei movimenti privi di metabolismo grazie ad un utilizzo ingegnoso di determinati materiali. Gli esempi sono stati molteplici e, singolarmente, ogni macrogruppo ha fornito tre importantissimi ingredienti che stanno alla base di un’innovazione efficace e sostenibile: i materiali, le strutture e l’ottimizzazione. Questi, tramite una profonda comprensione dell’ambiente, diventano i fattori chiave per un avanzato progresso tecnologico che, con il dovuto rispetto, evita di arrecare ulteriori danni al patrimonio naturale, garantendo maggiore tutela e preservazione.