Il cavallo meccanico

Porter et al Science 2015Siamo nuovamente a cavallo. Dopo tre anni dalle attenzioni degli ingegneri meccanici, e dopo sette dalle nostre timide analisi morfometriche seriali, la coda del cavalluccio marino torna ad essere motivo di orgoglio per chi si occupa di anatomia strutturale e funzionale. Con un denso articolo su Science, zeppo di biomeccanica teorica e sperimentale, gli ingegneri si domandano perché il cavalluccio abbia le vertebre della coda quadrate. In genere le strutture articolari sono rotonde, cilindriche o comunque smussate, e quando non si rispetta una tendenza generale qualche motivo deve pur esserci. Non è probabilmente un carattere associato alla prensilità della coda del cavalluccio: alcune specie affini che non hanno questa caratteristica hanno comunque vertebre simili. Seguendo una mentalità pragmatica e operativa, gli ingegneri coinvolti in questo studio sviluppano una serie di teorie sulla meccanica della coda, e poi passano ai fatti: disegnano e producono prototipi fisici di coda con vertebre quadrate e con vertebre arrotondate, e confrontano le risposte alle sollecitazioni. Vince il cavalluccio: le vertebre quadrate resistono molto meglio alla compressione e alla torsione, senza contare che una volta deformate tornano prima al loro aspetto originario. Da qui le conseguenze, applicate all’ingegneria del materiali e alla produzione tecnologica, verso strumenti “ispirati dal cavalluccio, disegnati dagli ingegneri”. Un breve commentario presenta e sintetizza lo studio, con risorse grafiche semplici ed efficaci. A parte l’interesse per l’anatomia funzionale, l’articolo è davvero una ode alla biomeccanica, dalla progettazione del lavoro alle risorse iconografiche. Un principio fondamentale: la teoria va bene, ma poi deve funzionare. In questo, probabilmente i biologi possono imparare davvero molto da queste discipline più smanettone. Progettare delle “anatomie alternative”, prototiparle con modelli fisici, metterle alla prova, vedere se funzionano meglio o peggio, misurare le loro prestazioni. Senza arrivare necessariamente ad essere finalisti, un modello ci dice se la teoria si aggiusta sufficientemente alla realtà. Le simulazioni computerizzate (come l’analisi degli elementi finiti o le tante applicazioni delle reti neurali) oggi più che mai sono un vero gioiello, una vera rivoluzione, ma hanno il limite di essere procedure autonome dalla realtà. Che poi è anche il loro principale vantaggio. Una sperimentazione “fisica”, anche quando non coperta da una teoria completa che ne fornisca una spiegazione esauriente, mantiene un piede a terra. In questo caso, alla realtà ci si resta aggrappati con la coda.

Emiliano Bruner

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