Traffico, per evitare ingorghi basta studiare le formiche: la ricerca

Sotto terra, in una matassa intricata di cunicoli irregolari e spazi comuni, milioni di formiche collaborano senza interruzioni, muovendosi in flussi ordinati e senza mai bloccarsi. Questo straordinario livello di coordinazione naturale ha catturato l’attenzione di due ricercatori dell’Università di Trento, convinti che le formiche possano insegnarci molto su come risolvere il caos del traffico urbano. Ogni formica all’interno della colonia ha infatti un ruolo specifico, ma non c’è nessun leader che supervisioni le operazioni. La colonia stessa si comporta come un “superorganismo”, un’entità collettiva capace di adattarsi e funzionare in armonia perfetta, anche in situazioni di alta densità. Dallo studio questo modello naturale, i professori Marco Guerrieri e Nicola Pugno hanno tratto ispirazione per affrontare uno dei problemi più complessi delle società moderne: la mobilità urbana. Nello studio pubblicato sulla rivista Transportation Research Interdisciplinary Perspectives dell’editore Elsevier, i ricercatori hanno spiegato di aver monitorato i movimenti di una comunità di formiche lungo un percorso di 30 centimetri, una distanza enorme per questi insetti, pari a cento volte la lunghezza di un singolo esemplare. Questi piccoli insetti hanno dimostrato che riescono a spostarsi agevolmente anche in presenza di flussi molto elevati, evitando fenomeni di “stop and go”.

ORGANIZZAZIONE
Le immagini registrate sono poi state analizzate con tecniche di intelligenza artificiale, in particolare algoritmi di deep learning, per individuare il singolo insetto e tracciarne traiettoria e velocità nel tempo. Il risultato è stato una organizzazione impeccabile. «Abbiamo osservato – ha spiega Guerrieri, docente di Infrastrutture stradali e ferroviarie presso il Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Meccanica – che le formiche si spostano seguendo percorsi definiti dai ferormoni, segnali chimici che fungono da guida. Si muovono come un plotone militare: distanze ravvicinate, file parallele e nessuna manovra di sorpasso». Il funzionamento del formicaio è infatti il risultato di un particolare modo di comunicare, quasi magico. La formica agisce sulla base del puro istinto aiutata da un potente potere, quello della ricezione di sostanze chimiche chiamate ferormoni, proprio grazie alle loro antenne. Le formiche ne lasciano tracce mentre si spostano, ma anche quando cercano il cibo e marcano il percorso, oppure per avvisare le altre di situazioni di pericolo. Ancora più sorprendente è ciò che succede quando una formica muore. Alla morte di una formica il nido va ripulito e una delle formiche operaie si occupa di trasportare fuori il cadavere impilandolo nel cumulo di rifiuti, proprio all’esterno del formicaio. Come fa? Riconosce la morte di una formica dal particolare odore lasciato dall’acido oleico presente successivamente alla morte del piccolo insetto. Tutto questo per dire che i ferormoni non solo guidano gli spostamenti, ma consentono anche alla colonia di reagire rapidamente al cambiamento delle condizioni esterne, dimostrando una capacità di adattamento straordinaria.

LA NATURA
«Così come le formiche comunicano attraverso i ferormoni, i veicoli autonomi (CAVs) potrebbero dialogare tra loro e con l’infrastruttura stradale attraverso reti intelligenti – ha continuato Guerrieri –. Questo permetterebbe di creare plotoni coordinati di veicoli che si muovono ad alta velocità, occupando tutto lo spazio disponibile su file parallele e con una distanza minima tra di loro.» Questo sistema, che potrebbe essere implementato su strade intelligenti dotate di sensori avanzati e tecnologia di comunicazione, offrirebbe vantaggi enormi: riduzione delle emissioni inquinanti, incremento della sicurezza stradale e una maggiore efficienza complessiva dei flussi di traffico. Guardare alle formiche per risolvere i problemi della mobilità urbana non è solo un esempio di biomimesi applicata, ma una dimostrazione di come la natura possa offrire soluzioni semplici e innovative a sfide complesse. «Le formiche – ha concluso Guerrieri – ci mostrano come sia possibile gestire situazioni di alta densità con semplicità ed efficienza. Se riusciremo a tradurre il loro modello in soluzioni tecnologiche per le nostre città, potremo affrontare il traffico con un approccio radicalmente nuovo». Dalle reti internet alle infrastrutture stradali, le regole del formicaio continuano a ispirare progetti innovativi che potrebbero rivoluzionare la nostra vita quotidiana. È il momento di guardare più attentamente sotto i nostri piedi: il futuro della mobilità potrebbe essere nascosto proprio lì.