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In molti hanno ben presente cosa sia un robot, macchine spettacolari che uniscono l'intelligenza artificiale, l'elettronica e la meccanica per compiere magicamente compiti che solitamente spetterebbero agli esseri umani. La loro utilità si estende a numerosi campi, compresa la ricerca scientifica sugli animali, come dimostra un recente studio delle cure parentali di alcune rane velenose. Un team di ricercatori ha infatti utilizzato dei mini robot simili a girini per studiare le cure dei genitori nei confronti di questi finti figli. I risultati sono stati pubblicati in anteprima sul server di prestampa arXiv.
Anche se se ne parla poco, l'utilizzo della robotica nella ricerca biologica è estremamente utile. Negli ultimi decenni, i robot sono stati sviluppati ispirandosi a una vasta gamma di animali, inclusi cani, serpenti, uccelli, ragni, pipistrelli, polpi e diverse specie di insetti. Sono stati progettati principalmente per affrontare problemi che ostacolavano particolari studi, come entrare in spazi ristretti, muoversi su terreni irregolari o volare in modo affidabile su lunghe distanze. Grazie ai robot sono state superate alcune di queste barriere, permettendo ai ricercatori di ottenere tutta una serie di risultati preziosi che altrimenti non sarebbero riusciti a reperire.
Un team di ricercatori della Stanford University ha però recentemente creato un piccolo robot che assomiglia proprio a un girino e lo ha utilizzato per studiare il comportamento parentale di una specie di rana velenosa (Ranitomeya imitator). «Siamo interessati alle rane velenose perché mostrano un'immensa diversità comportamentale, specialmente se si considerano le cure parentali», spiega Billie C. Goolsby, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio. «Poiché questi anfibi non riconoscono direttamente la loro prole, bensì si basano sullo spazio che le circonda, l'utilizzo di girini-robot è stato molto utile per osservare in che modo i genitori rispondono agli atteggiamenti dei finti figli». Questa tipologia di approccio è molto interessante e soprattutto innovativa perché non applicabile a molte altre specie, quasi tutte in grado di riconoscere i propri figli.
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Gli studiosi si sono però concentrati su una particolare tipologia di comportamento. In natura, moltissime madri portano il cibo ai loro piccoli e l'alimentazione varia a seconda della specie. In questo caso, le mamme-rana sono solite rilasciare uova non fecondate per darle in pasto ai girini. Questo accade in risposta a una particolare richiesta di cibo da parte dei girini: si avvicinano alla madre e cominciano a strofinare vigorosamente su di essa le loro code. Un altro aspetto molto interessante, inoltre, riguardava il comportamento dei papà-rana, che generalmente ispezionano la loro prole con attenzione per capire chi tra i piccoli ha più bisogno di cibo. Si tratta perciò di una specie dove le femmine, quindi, non sono mamme single e vengono aiutate dal proprio partner dell'accudimento della prole, comportamento non così comune tra gli anfibi.
Ed è qui che entrano in gioco i girini-robot. Grazie a questi finti figli è stato possibile esaminare più nel dettaglio il comportamento dei genitori poiché, esattamente come dei girini veri e propri, riuscivano a riprodurre esattamente i movimenti oscillanti della coda. Con grande entusiasmo, i ricercatori hanno così scoperto che i robot "hanno superato il test" ingannando i genitori-rane, in particolare i padri, che sembravano trattarli proprio come se fossero figli loro. Infatti, quando questi cominciavano ad agitare le loro code, i papà accorrevano subito in loro soccorso per poi successivamente avvisare le mamme affinché potessero nutrirli.
Ma ecco che però la situazione cambia: le femmine, dopo aver risposto all'appello dei maschi, si sono avvicinate ai finti girini, ma non hanno rilasciato le uova. Ciò suggerisce che queste possano far affidamento ad ulteriori segnali, come vibrazioni o altri movimenti, per decidere se depositare o meno le uova. Per avere un quadro completo della situazione sarebbe opportuno in primis individuare tali segnali e, successivamente, capire dove avviene il processo decisionale dei genitori nel cervello di questi anfibi. «Combinando questi risultati, possiamo iniziare a comprendere meglio l'ascendenza e l'evoluzione dei circuiti neurali coinvolti nelle cure parentali», ha affermato Goolsby.
Questo studio dimostra come la tecnologia e l'intelligenza artificiale possano essere strumenti utilissimi per la ricerca scientifica, soprattutto nel campo della biologia e dell'etologia animale. Tuttavia, resta ancora molto lavoro da fare per ottenere conclusioni definitive su questo argomento. Il prossimo passo sarà quindi quello di migliorare i robot per renderli ancora più simili ai girini reali, senza smettere di continuare a studiare il comportamento dei genitori.
