Guarda la prima ape artificiale del mondo

In una colonia di api, normalmente, le femmine, ovvero, le api operaie, escono in esplorazione fuori dall'alveare, raccolgono il polline e producono il miele. Invece i maschi, i fuchi, servono solo a fecondare la regina perché generi più operaie. Tuttavia, in risposta al declino delle popolazioni di api, un gruppo di ricercatori in Giappone ha sviluppato dei droni che possano assolvere al loro compito.

Combinando del nastro adesivo, setole di pennello, un piccolo quadricottero e un esperimento finito male che era stato dimenticato, questi ricercatori hanno prodotto un'ape artificiale: un drone-fuco.

Dieci anni fa, Eijiro Miyako, chimico presso l'Istituto Nazionale di Scienze e Tecnologie industriali avanzate in Giappone, ha lavorato alla creazione di un liquido ionico — una sostanza appiccicosa pensata per condurre l'elettricità attraverso i dispositivi. Ma i suoi esperimenti non sono andati a buon fine. Così ha ha chiuso nel cassetto il prototipo e se ne è dimenticato fino a quando, due anni fa, i suoi laboratori dovevano cambiare sede.

"Sono rimasto veramente sorpreso perché il gel aveva ancora una viscosità molto alta," mi ha raccontato su Skype Miyako . "Sembrava una poltiglia appiccicosa, come gel o cera per capelli."

Dopo aver fatto gocciolare parte del liquido sul terreno, ha notato che raccoglieva la polvere in maniera molto efficace. Nello stesso periodo, stava guardando dei programmi tv incentrati sul declino delle popolazioni di api e su come questo fenomeno influenzi negativamente l'impollinazione, così, ha avuto un'idea: avrebbe utilizzato il suo gel per impollinare i fiori.

Il suo primo obiettivo era verificare se il liquido avrebbe potuto aumentare l'impollinazione naturale svolta dagli insetti. Ma, in quel momento, era inverno quindi risultava un po' difficile trovare degli insetti nelle vicinanze.

"Ho contattato tutta una serie di allevatori. La maggiore parte di loro dubitava di me, perché nessuno gli aveva mai chiesto questo tipo di favore," ha raccontato Miyako. "Ma quelli più giovani mi hanno permesso di andare da loro a cercare insetti."

Così, Miyako si è fatto una gitarella in campagna, raccogliendo insetti da mucchi di sterco di animale che trovava in giro.

Un volta tornato in laboratorio, ha rivestito le formiche e le mosche con la sostanza appiccicosa e le ha riposte in un contenitore con dei fiori. Dopo alcuni giorni, ha osservato che gli insetti ricoperti  dalla sua sostanza riuscivano a trasferire più polline e che non erano morti. Quindi, il liquido non era solamente efficace per l'impollinazione ma anche non tossico.

A quel punto, Miyako ha ideato un piano per riutilizzare il liquido con un drone telecomandato, ma non riusciva a fare aderire la sostanza appiccicosa alla plastica. Così, il suo team ha posizionato le setole naturali di un pennello sopra del nastro biadesivo, ha sistemato il tutto su un piccolo quadricottero e rivestito le setole con la sostanza appiccicosa.

Miyako ha comprato 10 droni, nove di questi sono finiti distrutti. Nel documento che descrive il suo modello, pubblicato il 9 febbraio sulla rivista Chem, scrive, "è necessaria una certa pratica con il telecomando dell'impollinatore artificiale."

Alla fine il team è riuscito comunque a trasferire il polline da un fiore all'altro.

Alcune caratteristiche del liquido sono alla base del successo dell'impollinazione. Secondo il team, il polline vi aderisce grazie alle forze di Van der Waals, attrazioni deboli tra le molecole contenute nel liquido e il polline. Quando il drone entra in contatto con il fiore, il contatto rompe il legame debole e, quindi, il polline viene rilasciato sul fiore.

"In natura, il polline è circondato dal pollenkitt, una sostanza liquida appiccicosa che consente al polline di essere raccolto e trasferito molto facilmente," ci ha spiegato al telefono Carson Meredith, professore alla Georgia Tech School of Chemical e Biomolecular engineering. "Credo che probabilmente il loro gel liquido imiti il comportamento naturale del pollenkitt."

Il gel è anche molto morbido, flessibile e non degrada nel tempo, oltre ad essere estremamente stabile a varie temperature, il che lo rende ideale per l'uso esterno.

Meredith ha anche effettuato la review del paper per la pubblicazione. Ha detto che è "straordinario" come il gel riesca facilmente ad aderire al polline e rilasciare il polline, una proprietà difficile da replicare.

"Al giorno d'oggi, non sono molti gli ingegneri o gli scienziati dei materiali che lavorano con il polline," ha spiegato Meredith. "Eppure, è un tema così importante."

Ma un drone impollinatore ricreato in laboratorio non è sufficiente a combattere gli effetti del declino delle popolazioni di api. Miyako crede che un giorno i suoi droni potranno aiutare gli agricoltori ad impollinare le loro colture quando le popolazioni di api saranno troppo ridotte per svolgere questo compito. Ma, probabilmente, cercare di formare gli agricoltori a pilotare i droni loro stessi non sarà fattibile. Invece, Miyako pensa che il GPS o le tecnologie di intelligenza artificiale possano essere le chiavi per le applicazioni dei suoi droni nella vita reale.

Lo stesso liquido è una tecnologia interessante, ha spiegato Meredith. L'esperta suggerisce che potrebbe essere utile in altri ambiti dell'agricoltura, ad esempio, nell'applicazione mirata di pesticidi.

Nel frattempo, Miyako è occupato a capire come far svolazzare la tecnologie che ha sviluppato sopra questo campo di applicativo.