Il mondo delle formiche ha ispirato spesso la ricerca scientifica. In quanto animali ‘eusociali’, vale a dire caratterizzati da un alto livello di organizzazione e di cooperazione, le formiche hanno spesso fornito indicazioni per risolvere in modo semplice problemi apparentemente complessi. E uno dei problemi più complessi con cui si confrontano le società contemporanee è senza dubbio la mobilità nei contesti antropizzati.
Due docenti dell’Università di Trento hanno studiato i movimenti di questi piccoli insetti per capire come riescano a spostarsi agevolmente anche in presenza di flussi molto elevati, evitando fenomeni di “stop and go”. Dalle loro ricerche è nato un articolo scientifico pubblicato dalla rivista Transportation Research Interdisciplinary Perspectives, dell’editore Elsevier.
«Le formiche – spiega Marco Guerrieri, docente di Costruzioni di infrastrutture stradali e ferroviarie al Dipartimento di Ingegneria civile ambientale e meccanica e co-autore della ricerca insieme a Nicola Pugno – sono tra i pochi animali capaci di seguire percorsi con un doppio senso di marcia, un po’ come il traffico sulle nostre strade. Eppure, i loro spostamenti sono sempre molto ordinati, senza rallentamenti o tratti congestionati».
I due docenti hanno monitorato il movimento di una comunità di formiche su un tratto di 30 centimetri, pari a cento volte la lunghezza di ciascun esemplare. 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.
«Abbiamo osservato – racconta Guerrieri – come gli spostamenti seguano percorsi identificati da ferormoni, quindi tracce chimiche lasciate da un leader. Le formiche si muovono come un plotone, cioè a piccola distanza e in file parallele, senza manovre di sorpasso».
Un modello che potrebbe rendere più efficiente anche la mobilità umana: «Per il futuro – conclude Guerrieri – possiamo immaginare processi di regolazione del traffico stradale ispirati alle formiche. Così come gli insetti comunicano attraverso i ferormoni, i veicoli a guida autonoma (CAVs) in circolazione su strade intelligenti (le cosiddette ‘smart roads’) possono comunicare tra loro o con chi gestisce l’infrastruttura. In questo modo, è possibile creare una marcia in plotoni coordinati, con veicoli che si muovono ad alta velocità, ma a distanza ravvicinata, occupando tutto lo spazio della carreggiata su file parallele. Con grandi benefici per l'utenza in termini di miglioramento dei livelli di servizio e riduzione delle emissioni inquinanti».
Gli autori dello studio sono Marco Guerrieri (Dipartimento di Ingegneria civile ambientale e meccanica dell’Università di Trento - Foto sede in alto, ph. Alessio Coser) e Nicola Pugno (Laboratory for Bioinspired, Bionic, Nano, Meta Materials & Mechanics del Dipartimento di Ingegneria civile ambientale e meccanica dell’Università di Trento e School of Engineering and Materials Science della Queen Mary University of London).
