Terremoti, tornado e persino attacchi aerei mietono vittime non solo per l’impatto diretto, ma anche per le difficoltà di soccorso di chi rimane intrappolato sotto le macerie. Le operazioni di ricerca, oltre a essere estremamente pericolose per i soccorritori, spesso risultano lente e inefficaci, soprattutto su ampie aree colpite. Anche i cani da ricerca, per quanto addestrati, non sempre sono sufficienti a coprire tutto il terreno necessario. Ma ora, un team di scienziati tra Singapore e Giappone ha sviluppato un’idea rivoluzionaria: sciami di scarafaggi cyborg capaci di penetrare negli spazi più angusti per individuare i superstiti. Questa ricerca, pubblicata su Nature Communications, potrebbe cambiare radicalmente il futuro del soccorso nei disastri.

Insetti cyborg: un’innovazione tecnologica per il soccorso

Negli ultimi vent’anni, la ricerca ha fatto enormi progressi nel controllo remoto degli insetti attraverso impianti neurologici. I primi esperimenti hanno coinvolto i coleotteri telecomandati (Mecynorrhina torquata), per poi passare agli scarafaggi sibilanti del Madagascar (Gromphadorhina portentosa). Il professore Hirotaka Sato, della Nanyang Technological University, ha spiegato che il suo team ha lavorato a stretto contatto con le squadre di emergenza per sviluppare un metodo che permetta di inviare piccoli cyborg viventi nelle zone di disastro.

All’inizio del 2025, gli scienziati hanno raggiunto un importante traguardo: un nuovo algoritmo che consente a un’intera squadra di insetti di muoversi autonomamente in ambienti sconosciuti, individuando le persone intrappolate.

Come si trasforma uno scarafaggio in un cyborg?

Creare uno scarafaggio cyborg è un processo sorprendentemente rapido. Secondo gli scienziati, bastano 15-20 minuti. L’insetto viene prima anestetizzato con CO₂, dopodiché si inseriscono fili d’argento ultra-sottili nei suoi cerci (appendici simili a code), nelle antenne e in un piccolo foro praticato nel suo addome. Questi elettrodi sono collegati a un micro-zaino di 1,5 cm per lato, fissato sul dorso dello scarafaggio.

I segnali elettrici inviati dal sistema di controllo inducono movimenti direzionati: stimolando un’antenna, l’insetto gira nella direzione opposta; attivando i cerci, accelera. Un impulso di meno di un secondo è sufficiente per ottenere una reazione immediata.

Perché gli insetti cyborg sono migliori dei robot?

Gli scarafaggi cyborg offrono vantaggi significativi rispetto ai robot tradizionali.

1. Efficienza energetica – Gli insetti non necessitano di batterie potenti, poiché si alimentano attraverso il loro metabolismo naturale. La batteria dello zainetto elettronico è quindi estremamente leggera.
2. Resistenza estrema – Gli scarafaggi sibilanti del Madagascar sono notoriamente robusti e possono sopravvivere per oltre una settimana senza cibo o acqua. Tuttavia, quelli utilizzati negli esperimenti vengono alimentati con una dieta di carote e mele.
3. Capacità di movimento superiori – A differenza dei micro-robot, che spesso si bloccano in terreni accidentati, gli scarafaggi viventi si muovono in modo naturale tra le macerie, arrampicandosi e attraversando spazi strettissimi senza bisogno di programmazione.

Il professor Sato sottolinea che, nonostante decenni di progressi nella robotica, i veicoli in miniatura non sono ancora praticabili per il soccorso in scenari catastrofici. Gli insetti cyborg rappresentano quindi una soluzione innovativa e altamente funzionale.

Sciami intelligenti per una ricerca più efficace

L’idea di inviare singoli scarafaggi telecomandati tra le macerie è già di per sé rivoluzionaria, ma il vero salto di qualità arriva con il concetto di sciami intelligenti.

Per sviluppare questa tecnologia, il team di Sato ha collaborato con Naoki Wakamiya dell’Università di Osaka e Masaki Ogura dell’Università di Hiroshima, esperti negli algoritmi di controllo degli sciami. Questa ricerca fa parte del progetto MOONSHOT, un’iniziativa giapponese per lo sviluppo di tecnologie avanzate.

Il concetto di intelligenza collettiva negli sciami è stato studiato per oltre 30 anni, inizialmente applicato agli agenti software e solo di recente trasferito nel campo della robotica fisica. Secondo Marco Dorgio, direttore della ricerca per il Fonds de la Recherche Scientifique belga, gli insetti sociali non sono programmati come le macchine, ma il risultato dell’evoluzione naturale ha permesso loro di sviluppare schemi comportamentali estremamente efficienti.

Come funziona il controllo degli sciami?

Nel sistema sviluppato dagli scienziati, gli scarafaggi cyborg vengono organizzati in un gruppo in cui uno è il leader e gli altri sono seguaci. Il leader conosce la posizione del punto di destinazione, mentre gli altri seguono le sue indicazioni, scegliendo autonomamente il percorso migliore tra gli ostacoli.

I vantaggi di questa strategia sono evidenti:

• Navigazione fluida – Gli scarafaggi evitano naturalmente gli ostacoli senza bisogno di comandi diretti.
• Cooperazione tra individui – Se un insetto rimane bloccato o capovolto, gli altri possono aiutarlo a raddrizzarsi.
• Riduzione dell’uso di energia – Gli insetti passano la maggior parte del tempo in movimento libero, riducendo il consumo della batteria necessaria per i comandi.
• Maggiore efficienza nelle operazioni di soccorso – Uno sciame di cyborg copre un’area più ampia e individua sopravvissuti in tempi molto più rapidi rispetto ai metodi tradizionali.

Secondo i ricercatori, questo approccio collettivo ha ridotto del 50% la necessità di comandi diretti, migliorando significativamente le prestazioni degli insetti cyborg.

Il futuro del soccorso con gli insetti cyborg

Gli scienziati stanno continuando a perfezionare gli algoritmi e i sistemi di controllo per ottimizzare l’uso degli scarafaggi cyborg nelle operazioni di soccorso. L’obiettivo è rendere questa tecnologia operativa al più presto, portando gli insetti direttamente dalle università alle zone colpite dai disastri.

Questa ricerca rappresenta una svolta rivoluzionaria nel campo della robotica biologica e della gestione delle emergenze. Se gli esperimenti continueranno a dare risultati positivi, in futuro potremmo vedere sciami di scarafaggi cyborg salvare vite umane in scenari di catastrofi naturali e situazioni di emergenza estrema.