Un robot mangia-inquinamento.

Ecco "Row-bot", un robot che spazza via l'inquinamento e genera l'energia elettrica necessaria ad alimentarsi ingoiando acqua sporca. L'ingegnere robotico Jonathan Rossiter spiega come questa speciale macchina natante, che usa una cellula di carburante microbiologico per neutralizzare fioriture algali e chiazze di petrolio, potrebbe essere il precursore di robot anti-inquinamento biodegradabili e autonomi.

Salve, sono un ingegnere

e costruisco robot.

Voi tutti sapete cos'è un robot, giusto ?

Se non lo sapete, probabilmente andreste

su Google e chiedereste cos'è un robot.

Facciamolo.

Andiamo su Google e questo
è quello che otteniamo.

Ora, potete vedere che ci sono
molti tipi diversi di robots,

ma sono tutti prevalentemente
di struttura umanoide.

E sono abbastanza tradizionali,

perché hanno plastica, metallo,

hanno motori e ingranaggi e così via.

Alcuni sembrano molto amichevoli,

e potreste andare là e abbracciarli.

Altri non sono molto carini,

sembrano usciti da "Terminator",

infatti potrebbero proprio venire
da "Terminator".

Potete fare molte cose grandiose
con questi robot -

cose veramente molto eccitanti.

Ma io vorrei vedere tipi diversi
di robot -

Voglio costruire tipi diversi di robot.

E mi ispiro alle cose
che non sembrano come noi,

ma come queste.

Questi sono organismi biologici naturali

e fanno cose fantastiche
che noi non possiamo fare,

e che al momento neanche i robot
possono fare.

Fanno un sacco di cose incredibili
come muoversi sul pavimento,

vanno negli orti e mangiano i nostri
raccolti;

salgono sugli alberi;

vanno nell'acqua, escono dall'acqua;

catturano insetti e li digeriscono.

Insomma fanno molte cose interessanti.

Vivono, respirano, muoiono,

mangiano cose prese dall'ambiente.

I nostri robot attuali
non fanno tutto questo.

Non sarebbe bello

se potessimo usare alcune di queste
caratteristiche nei robot futuri

così da risolvere alcuni problemi
davvero interessanti?

Adesso prenderò un paio
di problemi ambientali,

per i quali potremmo usare
le abilità e le tecnologie

derivate da questi animali

e dalle piante,

e usarle per risolvere quei problemi.

Vediamo due
di questi problemi ambientali.

Sono entrambi causati da noi.

Questo è l'uomo
che interagisce con l'ambiente

e fa delle cose piuttosto sgradevoli.

Il primo riguarda
la pressione demografica.

La pressione demografica
è tale nel mondo

che agricoltura e allevamento
devono produrre sempre più raccolti.

Ora, per fare questo,

gli allevatori usano
sempre più sostanze chimiche.

Usano fertilizzanti, nitrati, pesticidi,

tutta una serie di prodotti
che stimolano la crescita dei raccolti,

ma che hanno alcuni effetti negativi.

Uno degli effetti negativi è che se metti
tanto fertilizzante nella terra

non tutto va a finire nel raccolto.

Molto di questo rimane nel suolo,

e poi quando piove

queste sostanze finiscono
nelle falde acquifere.

E dalle falde acquifere,

vanno in ruscelli, laghi, fiumi

e nel mare.

Ora, se mettiamo tutte queste sostanze,
questi nitrati,

in questi tipi di ambiente,

ci sono organismi lì
che ne saranno influenzati;

le alghe, per esempio.

Le alghe adorano i nitrati,
amano i fertilizzanti

quindi assorbono tutte queste sostanze

e se le condizioni sono buone,
si riprodurranno in massa.

Produrranno masse e masse d
i nuove alghe.

Questa si chiama fioritura.

Il problema è che quando le alghe
si riproducono così,

privano l'acqua di ossigeno.

E appena questo avviene,

gli altri organismi nell'acqua
non possono sopravvivere.

Allora, che facciamo?

Cerchiamo di costruire un robot
che mangi le alghe,

le consumi e le renda innocue.

Questo è il primo problema.

Il secondo problema
è anch'esso causato da noi,

e riguarda l'inquinamento da petrolio.

Il petrolio proviene dai motori
che usiamo,

dalle barche che usiamo.

A volte le navi cisterna lavano
i loro serbatoi in mare,

riversando così petrolio in mare.

Non sarebbe bello se potessimo
in qualche modo pulirlo,

usando robot che mangiano gli inquinanti
che il petrolio ha prodotto?

Quindi questo è ciò che facciamo.

Facciamo robot che mangiano inquinamento.

Per costruire questi robot,

ci ispiriamo a due organismi.

Sulla destra potete vedere
lo squalo elefante.

Lo squalo elefante è uno squalo enorme.

Non è carnivoro, quindi
potete nuotare con lui,

come potete vedere.

Lo squalo elefante apre la bocca

e nuota nell'acqua,
raccogliendo plankton.

Mentre fa questo, digerisce il cibo

e poi usa quell'energia nel suo corpo
per muoversi.

Quindi, potremmo fare un robot così,

come lo squalo elefante,
che nuota trangugiando acqua

e mangia gli inquinanti?

Bene, vediamo se ci riusciamo.

Ma ci ispiriamo anche ad altri
organismi.

Ho una foto qui di una notonetta,

e la notonetta è molto carina.

Quando nuota nell'acqua,

usa le zampe a forma di pagaia
per andare avanti.

Quindi prendiamo questi due organismi

e li combiniamo insieme
per fare un nuovo tipo di robot.

Infatti, visto che usiamo la notonetta
come ispirazione,

e il nostro robot galleggia sull'acqua,

e rema,

lo chiamiamo "Row-bot", "Rema-bot".

Quindi un Row-bot è un robot che rema.

Ok. Ma come è fatto?

Ecco alcune immagini del Row-bot,

e vedrete,

che non somiglia affatto ai robot
che abbiamo visto all'inizio.

Google si sbaglia: i robot non sono così,

sono così.

Ho qui il Row-bot.

Lo terrò così per voi.

Vi dà un'idea della dimensione,

e non assomiglia in niente agli altri.

Ok, è fatto di plastica,

e vedremo adesso i componenti

che formano il Row-bot,

che cosa lo rende speciale.

Il Row-bot è fatto di tre parti,

e queste tre parti sono proprio
come le parti di un organismo.

Ha un cervello,

un corpo

e uno stomaco.

Ha bisogno dello stomaco per creare
energia.

Ogni Row-bot avrà
questi tre componenti,

e ogni organismo avrà
questi tre componenti,

quindi vediamoli uno per uno.

Ha un corpo,

e il suo corpo è fatto di plastica,

e galleggia sull'acqua.

E ha delle pinne su questo lato,

pagaie, lo aiutano a muoversi,

proprio come la notonetta.

Ha un corpo di plastica,

ma ha una bocca di gomma soffice qui,

e una bocca qui:
ha due bocche.

Perché ha due bocche?

Una è per far entrare il cibo

e una è per farlo uscire.

Quindi effettivamente
ha una bocca e un didietro,

o un...ehm...

(Risate)

qualcosa da dove esce la roba,

proprio come in un vero organismo.

Comincia ad assomigliare
a quello squalo elefante.

Questo è il corpo.

Il secondo componente è lo stomaco.

Dobbiamo immettere energia nel robot
e dobbiamo trattare gli inquinanti,

così gli inquinanti entrano,

e lui farà qualcosa.

Ha una cellula nel centro chiamata
cellula a carburante microbiologico.

Lo metterò giù, e prenderò la cellula.

Ecco. Quindi invece di avere batterie,

invece di una alimentazione tradizionale

ha una di queste.

Questo è lo stomaco.

Ed è davvero uno stomaco,

perché potete immettervi energia
sotto forma di inquinanti

e creerà elettricità.

Allora, che cos'è?

Si chiama cellula
a carburante microbiologico.

È un po' come
una cella a carburante chimico,

che forse avrete visto a scuola,

o al telegiornale.

Le celle a combustibile chimico
usano idrogeno e ossigeno

e possono combinarli insieme
e ottenere elettricità.

Questa è tecnologia consolidata:
era nella missione spaziale Apollo.

Quindi 40, 50 anni fa.

Questa è un po' più recente.

Quest'è una cella
a combustibile microbiologico.

È lo stesso principio:

c'è ossigeno da una parte,

ma invece di avere idrogeno dall'altra,

ha una specie di brodo,

e nel brodo ci sono
micro-organismi viventi.

Ora, se prendiamo del materiale organico --

potrebbero essere dei rifiuti, del cibo,

forse un po' del vostro panino --

lo mettiamo là,
i microbi mangiano quel cibo,

e lo trasformano in elettricità.

Non solo, ma se selezioniamo
il tipo giusto di microbi,

possiamo usare questa cella
per trattare alcuni inquinanti.

Se scegliamo i microbi giusti,

questi digeriranno le alghe.

Se usiamo altri microbi,

questi digeriranno le benzine
e gli oli minerali.

Quindi vedete come
questo stomaco può essere usato

non solo per trattare gli inquinanti,

ma anche per generare
elettricità da essi.

Quindi il robot si muoverà nell'ambiente,

incamerando cibo nel suo stomaco,

digerisce il cibo, crea elettricità,

usa quell'elettricità
per muoversi nell'ambiente

e così via.

Ok, allora vediamo cosa succede
quando lanciamo il Row-bot,

quando comincia a remare.

Qui abbiamo un paio di video,

la prima cosa che vedrete --
spero che riusciate a vedere

la bocca aperta.

La bocca davanti e quella dietro
si aprono,

e rimangono aperte abbastanza,

poi il robot comincerà a remare in avanti.

Si muove nell'acqua,

così che il cibo entri e i rifiuti escano.

Ora, si è mosso abbastanza,

si ferma, e chiude la bocca;

lentamente chiude le bocche --

e poi se ne sta lì,

e digerisce il cibo.

Ovviamente queste celle
a combustibile microbiologico,

contengono microbi.

Quello che vogliamo
è tanta energia

che esca da questi microbi
il più in fretta possibile.

Ma non possiamo forzare i microbi

e questi generano piccole quantità
di elettricità al secondo.

Generano milliwatts, o microwatts.

Mettiamolo in prospettiva.

Il vostro cellulare, ad esempio,

uno di questi moderni,

se lo usate, consuma circa un watt.

Quindi mille o un miiione di volte più
dell'energia generata

dalla cella a combustibile microbiologico.

Come possiamo fare?

Beh, quando il Row-bot ha finito
la sua digestione,

quando ha assimilato il cibo,

se ne starà lì e aspetterà
di aver consumato tutto quel cibo.

Questo potrebbe richiedere alcune ore,
o alcuni giorni.

Un ciclo tipico del Row-bot è così:

apri la bocca,

ti muovi,

chiudi la bocca

e poi stai lì per un po' ad aspettare.

Una volta digerito il cibo,

puoi ricominciare a fare
la stessa cosa dall'inizio.

Ma, sapete, questo sembra proprio
un organismo reale, no?

Sembra un po' quello che facciamo noi.

Sabato sera usciamo,
apriamo le nostre bocche,

riempiamo i nostri stomaci,

ci sediamo davanti alla tv e digeriamo.

Quando ne abbiamo avuto abbastanza,
ricominciamo.

Ok, se siamo fortunati con questo ciclo,

alla fine del ciclo abbiamo ancora
energia rimanente

per poter fare altre cose.

Potremmo inviare un messaggio, ad esempio.

Un messaggio che dica,

"Questo è quanto inquinamento
ho mangiato oggi."

O: "Questo è ciò che ho trovato",

o: "Io sono qui."

La capacità di inviare un messaggio
che dica: "Io sono qui"

è molto importante.

Se pensate alle chiazze di petrolio
viste prima,

o a quelle enormi masse algali,

quello che vuoi veramente
è mettere lì il tuo Row-bot,

e lui si mangia tutto l'inquinamento,

e poi lo vai a riprendere.

Perché?

Perché questi Row-bot, al momento,

questo Row-bot che ho qui,

contiene motori, contiene fili,

contiene componenti
non biodegradabili.

I Row-bot attuali contengono
batterie tossiche.

Non possiamo lasciarli nell'ambiente,

quindi dobbiamo seguirli,

e quando hanno finito il loro lavoro

dobbiamo recuperarli.

Questo limita il numero
di Row-bot utilizzabili.

Se, invece,

abbiamo un robot che è come
un organismo biologico,

quando arriva alla fine della sua vita

muore e si degrada fino a sparire.

Quindi non sarebbe bello se questi robot,

invece di essere così, fatti di plastica,

fossero fatti di altri materiali,

che quando li rilasciamo là fuori,

si degradano e spariscono?

Questo cambia il modo
in cui usiamo i robot.

Invece di metterne 10 o 100 nell'ambiente,

doverli seguire,

e poi quando si esauriscono,

doverli recuperare,

potremmo metterne mille,

un milione, un miliardo nell'ambiente.

Disperderli un po' in giro.

Perché sappiamo che alla fine
si degradano e spariscono.

Non ce ne dobbiamo preoccupare.

Questo cambia il modo
in cui pensiamo ai robot,

e il modo in cui li usiamo.

Allora la domanda è: si può fare?

Beh, sì, abbiamo mostrato che si può fare.

Si possono fare robot biodegradabili.

Ciò che è interessante è
che possiamo usare materiali comuni

per costruire questi robot.

Ve ne mostro alcuni;
forse vi sorprenderanno.

Potete fare un robot di gelatina.

Invece di un motore, come hanno ora,

potete fare cose chiamate
muscoli artificiali.

I muscoli artificiali
sono materiali intelligenti,

se vi applichiamo elettricità,

loro si contraggono,
si piegano o si torcono.

Sembrano muscoli veri.

Così invece del motore,
abbiamo questi muscoli artificiali.

E si possono fare
muscoli artificiali di gelatina.

Se prendete un po' di gelatina e dei sali

e li mischiate un po',

potete fare un muscolo artificiale.

Abbiamo anche mostrato che si possono fare

stomaci con celle
a combustibile microbiologico di carta.

Quindi possiamo fare l'intero robot
da materiali biodegradabili.

Li buttiamo là,
e questi si degradano e spariscono.

Beh, questo è davvero molto eccitante.

Cambierà completamente il modo
in cui pensiamo ai robot,

ma ci consentirà anche
di essere molto creativi

nel pensare a come usare questi robot.

Vi faccio un esempio.

Se potete usare gelatina
per fare un robot --

noi mangiamo la gelatina, giusto?

Quindi, perché non fare una cosa così?

Un robot orsetto di gelatina.

Ecco, ne ho preparati alcuni prima.

Ecco qua. Ho un pacchetto

e ne ho uno al gusto di limone.

Prenderò questo orsetto --
non è un robot, ok ?

Dobbiamo fare finta.

E quello che facciamo è
che ce lo mettiamo in bocca.

Buono, il limone.

Non masticate troppo, è un robot,
potrebbe non piacergli.

E poi lo ingoiate.

E lui va nel vostro stomaco.

E quando è nello stomaco si muove,
pensa, si torce, si piega,

fa qualcosa.

Potrebbe andare ancora più giù,
nell'intestino,

a vedere se avete un ulcera o un tumore,

forse fare un'iniezione,
una cosa del genere.

Voi sapete che quando avrà finito,

sarà digerito dal vostro stomaco,

o se non volete questo,

può passare attraverso di voi,

nel gabinetto,

e degradarsi in sicurezza nell'ambiente.

Quindi, nuovamente, questo cambia il modo
in cui pensiamo ai robot.

Abbiamo iniziato col vedere robot
che mangiano l'inquinamento,

e ora vediamo robot
che possiamo mangiare.

Spero che questo vi dia un'idea

del tipo di cose che possiamo fare
con i robot.

Grazie per la vostra attenzione.

(Applausi)