giovedì 2 marzo 2017

BIO-STAMPANTI 3D: COME LA TECNOLOGIA PUÒ UNIRE ARTIFICIALE E NATURALE

Foto: Luigina Pugno
I concetti di artificiale e naturale sono sempre stati in contrapposizione tra loro.

Questa percezione è diventata ancora più evidente a seguito delle rivoluzioni industriali e del progresso tecnologico, che possono essere visti come il risultato di processi nel quale l'essere umano mette mano.

I fenomeni appartenenti alla natura vengono comunemente ritenuti come naturali, mentre come artificiali, si intendono le cose progettate/costruite/eseguite dall'uomo.

Tutto ciò che ci circonda nel quotidiano, che siano computer, smartphone, automobili, edifici, è per forma tendente allo squadrato, e per colore alla scala dei grigi, niente di più lontano da alberi, animali, fiumi, laghi e tutto ciò che racchiude la natura, dalle sfaccettature cromatiche e strutturali più complesse.

Questo divario apparente tra tecnologia e natura può però essere colmato da alcune considerazioni riguardanti la necessità dell'uomo di "imitare" la natura.



Qualsiasi materia scientifica ha come base e fondamenta le leggi della natura.
Uno degli esempi più concreti sono i robot autonomi: queste macchine sono nate inizialmente prendendo spunto dalla struttura di esseri animali, come quadrupedi o rettili, per poi tendere a riprodurre i meccanismi motori della figura umana.
Infatti i normali "bracci robotici" industriali sono solo una rappresentazione più "grossolana" di un braccio umano, dove i giunti rappresentano i gradi di libertà dati da spalla, gomito e polso. Andando oltre, la ricerca sui robot si sta indirizzando sempre più verso figure umanoidi, ovvero con vere e proprie sembianze di un corpo umano.
L'intelligenza artificiale, per di più, può essere considerata un tentativo di riprodurre la "macchina" più complessa mai creata proprio dalla natura stessa: il nostro cervello.

Industry 4.0

Robot autonomi e Intelligenza artificiale fanno parte della Industry 4.0 e di una nuova rivoluzione tecnologica che sta coinvolgendo e "stravolgendo" il mondo.

Cosa sono le stampanti 3D?

Tra i pilastri di questa rivoluzione ci sono anche le stampanti 3D, che hanno cambiato il concetto di produzione, non più basata sul sottrarre materiale da grossi blocchi, ma bensì aggiungendone (in inglese additive manufacturing), diventando così un'alternativa senza scarti ai tradizionali metodi di produzione.
Una stampante 3D permette di produrre un oggetto seguendo un modello tridimensionale realizzato tramite CAD o scansionato tramite apparecchiature laser.
Il prodotto prende forma attraverso il deposito di strati di materiale, che sovrapponendosi, si aggregano tra loro dando la struttura tridimensionale.

Quali sono le applicazioni della stampa 3D a cellule naturali?

Foto: Luigina Pugno
La stampa 3D può essere utilizzata per realizzare le applicazioni più disparate, utilizzando diversi tipi di materiali, anche materiali naturali in sostituzione di quelli plastici.

In particolare il 3D Bio-printing (Bio-stampanti 3D) combina cellule, materiali biocompatibili e componenti di supporto per creare tessuti viventi e funzionali.
La ricerca medica sta investigando fortemente sul 3d Bio-printing nell'ingegneria rigenerativa, per creare protesi "artificiali" di tessuti umani o organi funzionali.
Inoltre, date le problematiche ambientali sempre più critiche, si sta studiando l'utilizzo di cellule vegetali per la produzione di ossigeno, o la produzione stampata di cibi, in modo da ridurre i forti consumi dell'industria alimentare o, come ha già sperimentato la NASA, per "sfamare"(oppure nutrire) i suoi astronauti. Un'altra applicazione notevole sarà quella di creare tessuti alternativi agli animali testati nella ricerca.

Presto i concetti di artificiale e naturale non faranno più parte di una così forte antitesi, ma, con l’intervento di queste nuove tecnologie, non saremo più in grado di distinguere cosa è “naturale” da cosa è “artificiale”.
Sistemi biologici, fisici, digitali e meccatronici verranno integrati tra loro per migliorare la qualità della vita umana e per rigenerare l’ambiente in cui viviamo.

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