La robotica è uno dei settori più sorprendenti degli ultimi anni con stupefacenti obiettivi raggiunti dal micro al nano. Ecco che l’ultimo esperimento non è solo eccezionale, ma ha anche qualcosa di poetico. Sono stati costruiti sciami di robot che ‘sbocciano’ come fiori al sole, rispondendo collettivamente alla luce e ombreggiando una stanza illuminata dalla nostra stella. Non solo: l’insieme dei moduli robotici, chiamato Swarm Garden, è in grado di interagire con l’uomo e ai segnali provenienti da un dispositivo indossabile. “Siamo in grado di trasformare l’ambiente in una ‘architettura viva’ – afferma Merihan Alhafnawi della Princeton University nello studio pubblicato sulla rivista Science Robotics. Ad oggi gli esperti di robotica erano riusciti a sviluppare dispositivi in grado di sfruttare l’intelligenza degli sciami, ma non a realizzare sciami di robot in grado di integrarsi negli spazi fisici e con interazioni significative tra uomo e robot. I nuovi robot modulari, chiamati SGbot, sono in grado di formare uno sciame tramite una rete WiFi condivisa. Ogni SGbot è dotato di un sensore di luce posteriore e di un sensore di prossimità anteriore con cui individua e comunica con i robot vicini ed è in grado di ritrarre o estendere un sottile foglio di plastica attraverso un’apertura, provocandone l’effetto ‘fioritura’. I ricercatori hanno quindi disposto 16 SGbot su una finestra dimostrando che potevano regolare l’effetto ‘sbocciamento’ per ombreggiare o illuminare la stanza, a seconda delle diverse condizioni meteorologiche. In un secondo test sono stati disposti 36 SGbot dello Swarm Garden in una mostra pubblica, dove i visitatori potevano interagire con lo sciame modificandone i colori dei Led o i livelli di effetto fioritura. Infine è stato utilizzato un dispositivo indossabile per interagire con lo Swarm Garden in un’esibizione di danza improvvisata: in risposta ai movimenti del braccio i robot cambiavano i colori dei LED inducendo comportamenti dinamici dello sciame in tempo reale. L'articolo Gli sciami di robot che “sbocciano” come fiori con la luce del Sole. Lo studio su Science Robotics proviene da Il Fatto Quotidiano.

È nato il primo polmone umano su chip che respira utilizzando cellule geneticamente identiche, derivate dalle cellule staminali di una sola persona. Non si tratta solo di un prodigio dell’ingegneria, ma di una vera e propria “controfigura” biologica che promette di mandare in pensione i vecchi metodi di sperimentazione. A realizzare l’innovativo modello di polmone è stato un gruppo di ricercatori del Francis Crick Institute e di AlveoliX, in uno studio pubblicato sulla rivista Science Advances. Il nuovo chip simula i movimenti respiratori e le patologie polmonari, consentendo così di testare trattamenti per infezioni come la tubercolosi e nuove terapie personalizzate. Il dispositivo è a tutti gli effetti un capolavoro di microfluidica, la scienza che studia e manipola fluidi in canali di dimensioni micrometriche. All’interno di una struttura in polimero flessibile, i ricercatori sono riusciti a ricreare l’ambiente frenetico dei nostri polmoni. C’è tutto: il passaggio dell’aria, il flusso sanguigno e, soprattutto, il movimento meccanico. Questo chip, infatti, “respira”: si contrae e si espande proprio come fanno i nostri alveoli quando inaliamo ossigeno. Ma non è solo questo movimento a rendere il nuovo modello di polmone umano una vera innovazione. Grande merito va anche ai “materiali” con cui è stato creato. Fino ad oggi, i modelli di organi su chip erano una sorta di “Frankenstein” cellulare, composti da tessuti provenienti da donatori diversi. Questo creava un rumore di fondo genetico: era difficile capire se una reazione fosse dovuta al farmaco o alle differenze biologiche tra le cellule. La svolta del nuovo modello consiste nell’aver utilizzato cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) provenienti dallo stesso individuo per generare sia le cellule dell’epitelio polmonare, quelle che “toccano” l’aria, sia quelle dell’endotelio vascolare, cioè quelle che “toccano” il sangue. Queste cellule epiteliali ed endoteliali sono state coltivate separatamente sulla parte superiore e inferiore di una membrana molto sottile, all’interno di un dispositivo prodotto dall’azienda biotecnologica AlveoliX, per ricreare una barriera alveolare. Per simulare ulteriormente il polmone umano, AlveoliX ha progettato macchinari specializzati in grado di imporre forze di stiramento ritmiche tridimensionali sulla barriera alveolare ricreata, imitando il movimento respiratorio. Questo stimola la formazione di microvilli, una caratteristica fondamentale delle cellule epiteliali alveolari, aumentando la superficie utile alle funzioni polmonari. Successivamente, gli scienziati hanno aggiunto al chip cellule immunitarie chiamate macrofagi, anch’esse prodotte dalle cellule staminali dello stesso donatore, prima di introdurre i batteri della tubercolosi per simulare le fasi iniziali della malattia. Nei chip infettati, il team ha rilevato grandi cluster di macrofagi contenenti nuclei necrotici: un gruppo di macrofagi morti al centro, circondati da macrofagi vivi. Infine, cinque giorni dopo l’infezione, le barriere cellulari endoteliali ed epiteliali sono collassate, dimostrando che la funzionalità degli alveoli era compromessa. Alla fine, i ricercatori hanno creato un sistema perfettamente armonizzato, in cui ogni parte parla la stessa lingua genetica. È il “sosia” perfetto del paziente, racchiuso in una minuscola tecnologia. “Data la crescente necessità di tecnologie non animali, gli approcci organo-su-chip stanno diventando sempre più importanti per ricreare i sistemi umani, evitando differenze nell’anatomia polmonare, nella composizione delle cellule immunitarie e nello sviluppo delle malattie tra animali ed esseri umani”, spiega Max Gutierrez, responsabile del Laboratorio sulle interazioni ospite-patogeno nella tubercolosi presso il Crick e autore senior dello studio. “Composti da cellule geneticamente identiche, i chip potrebbero essere costruiti a partire da cellule staminali di persone con particolari mutazioni genetiche. Questo – continua – ci permetterebbe di comprendere l’impatto di infezioni come la tubercolosi su un individuo e di testare l’efficacia di trattamenti come gli antibiotici”. Le implicazioni sono enormi. La precisione di questo chip è tale da offrire risposte molto più affidabili di quelle ottenute da un organismo non umano, come ad esempio quello di un topo. È il traguardo che la comunità scientifica insegue da decenni: un’alternativa etica e scientificamente superiore alla sperimentazione animale. In futuro, un medico potrebbe prelevare poche cellule dalla pelle, trasformarle in un polmone su chip e testare dieci diversi farmaci per curare malattie come l’asma o un’infezione grave. Inoltre, durante una pandemia, il chip permetterebbe di osservare in tempo reale come un virus attacca le cellule umane e come il sistema immunitario risponde, accelerando la creazione di vaccini e antivirali. I risultati sulla tubercolosi sono stati promettenti. “La tubercolosi è una malattia a lenta evoluzione, con mesi tra l’infezione e lo sviluppo dei sintomi, quindi c’è una crescente necessità di capire cosa accade nelle fasi iniziali, invisibili”, spiega Jakson Luk, primo autore dello studio. “Siamo riusciti a imitare con successo questi eventi iniziali nella progressione della tubercolosi, fornendo un quadro olistico di come le diverse cellule polmonari rispondono alle infezioni. Siamo entusiasti che il nuovo modello possa essere applicato a una vasta gamma di ricerche, come altre infezioni respiratorie o il cancro ai polmoni, e ora stiamo valutando di perfezionare il chip incorporando altri importanti tipi di cellule”. Valentina Arcovio Lo studio L'articolo “Alternativa etica e scientificamente superiore alla sperimentazione animale”, creato il primo polmone umano su chip proviene da Il Fatto Quotidiano.

“Robot microscopici che percepiscono, pensano, agiscono ed elaborano dati”. Un team di ricercatori coordinato dell’Università della Pennsylvania ha realizzato i primi robot con dimensioni comparabili a quelle di un batterio. Macchine, invisibili a occhio nudo, sono in grado di percepire l’ambiente circostante, eseguire calcoli, prendere decisioni autonome e muoversi. Il risultato dello studio, pubblicato su Science Robotics, è stato così innovativo da meritare la copertina della rivista. La robotica ha da decenni come obiettivo la miniaturizzazione di macchine completamente automatizzate, ossia capaci di operare senza alcun controllo esterno. Tuttavia, tutti i tentativi precedenti si erano scontrati con limiti tecnologici significativi: i robot più piccoli realizzati fino ad oggi avevano dimensioni non inferiori a un millimetro e necessitavano di ricevere dall’esterno sia energia sia istruzioni operative. Per superare questi limiti, i ricercatori hanno sfruttato le tecniche di litografia, comunemente impiegate per la produzione di transistor. Grazie a questo approccio, il volume complessivo dei microrobot è stato ridotto di circa 10.000 volte rispetto agli standard precedenti. I nuovi microrobot misurano appena 250 micrometri, ossia 250 milionesimi di metro, equivalenti alle dimensioni di un paramecio, uno degli organismi unicellulari più noti. Nonostante le dimensioni estremamente ridotte, i robot incorporano un micro-calcolatore, sensori e altri dispositivi miniaturizzati che permettono loro di muoversi autonomamente. Il consumo energetico è estremamente basso, pari a circa 100 nanoWatt, ossia un miliardesimo di Watt. La programmazione dei microrobot avviene tramite impulsi luminosi, permettendo loro di rispondere a stimoli esterni. I primi test sperimentali hanno dimostrato che i robot sono capaci di percepire variazioni di temperatura nell’ambiente e di dirigersi verso la fonte di calore, confermando una forma elementare di comportamento adattivo. Le potenziali applicazioni di questa tecnologia sono molteplici. I microrobot potrebbero essere utilizzati per il monitoraggio ambientale, per interventi chirurgici o per il trasporto mirato di farmaci all’interno dell’organismo, aprendo nuove prospettive nella robotica medica e nella nanotecnologia applicata. Lo studio rappresenta un passo fondamentale verso la realizzazione di sistemi robotici completamente autonomi a scala microscopica, capaci di operare in ambienti complessi senza intervento umano diretto. Lo studio su Science L'articolo Ecco i primi robot microscopici: possono prendere decisioni autonome e muoversi. Lo studio su Science proviene da Il Fatto Quotidiano.

L’imponente sciame di terremoti che ha scosso le isole greche di Santorini e Amorgos nel 2025 non è stato causato da una faglia in scivolamento, ma da un inatteso flusso di magma che agisce come un cuore sotterraneo, battendo con cicli di espansione e contrazione. A scoprirlo è stato uno studio internazionale – frutto della collaborazione tra l’ALomax Scientific (Francia), l’Università Aristotele di Salonicco (Grecia) e l’University College London (Regno Unito) – che offre uno sguardo inedito e dettagliato sulle dinamiche del magma a grandi profondità. I risultati del lavoro sono stati pubblicati sulla rivista Science. Tra la fine di gennaio e l’inizio di marzo, i ricercatori hanno analizzato oltre 25.000 terremoti che si sono verificati tra Santorini e le isole di Amorgos. Centinaia di questi erano abbastanza forti con magnitudo superiore a 4,5. Lo sciame sismico ha provocato lo stato di emergenza locale, la chiusura delle scuole e l’allarme tra residenti e turisti di Santorini. Per decenni, l’origine dell’agitazione sismica in aree vulcaniche attive come Santorini è stata oggetto di dibattito, spesso attribuita a movimenti lungo le faglie o a intrusioni magmatiche. Nel nuovo studio il team di ricerca ha superato i limiti della sorveglianza tradizionale applicando avanzati metodi di machine learning per individuare e localizzare con precisione circa 25.000 terremoti registrati durante la crisi. Questi tremori, normalmente visti solo come sintomi, sono stati trasformati in veri e propri “sensori virtuali”. Sfruttando una nuova tecnica di imaging 3D chiamata CoulSeS, i ricercatori hanno mappato come i cambiamenti di stress nel sottosuolo abbiano innescato l’attività sismica, tracciando il percorso migratorio dei sismi stessi. Il risultato è l’immagine chiara di un dicco, cioè un intrusione di magma, in propagazione che non avanza in modo lineare, ma con un meccanismo dinamico e sorprendente: il “flusso a pompa”. Mentre il magma spingeva in avanti la sua sacca sotterranea, ha dovuto superare ripetutamente delle “barriere di stress” nella crosta terrestre. Dopo ogni rottura, il flusso si arrestava, per poi subire cicli dinamici di contrazione ed espansione, un comportamento che ricorda i battiti di un cuore geologico. “Abbiamo utilizzato un nuovo metodo per determinare la causa di uno sciame di terremoti, trattando ciascuno dei 25.000 terremoti localizzati con precisione come ‘misuratori di stress virtuali’, ovvero indizi su come lo stress stava cambiando nel sottosuolo”, spiega Stephen Hicks, del Dipartimento di Scienze della Terra dell’UCL. “Questo ci ha fornito un quadro robusto e ad alta risoluzione di ciò che stava accadendo, consentendoci di escludere lo slittamento della faglia come causa principale dei terremoti. La nostra tecnica – continua – potrebbe essere applicata ai futuri sciami sismici quasi in tempo reale e potrebbe consentirci di prevedere meglio la probabilità di eruzioni vulcaniche o terremoti più forti”. Le evidenze dello studio suggeriscono che il magma che ha causato i terremoti di Santorini non si stava avvicinando alla superficie. “Se applicassimo la nostra tecnica a sciami di terremoti simili in futuro, potremmo individuare con precisione dove il magma potrebbe fuoriuscire e potenzialmente in che quantità”, spiega Hicks. “Il nostro approccio utilizza solo dati provenienti dai sismometri che registrano le vibrazioni del terreno, ed è quindi particolarmente utile per gli eventi sottomarini in cui le immagini satellitari o il GPS terrestre, utilizzati per individuare i cambiamenti nella posizione del terreno, potrebbero non essere disponibili”, conclude. Valentina Arcovio Lo studio L'articolo Santorini trema per il “cuore di magma”: lo sciame sismico rivela cosa ha provocato i terremoti del 2025 proviene da Il Fatto Quotidiano.

Mentre aumentano i focolai al Nord con aziende sequestrate e abbattimenti eseguiti, contro lo spettro dell’influenza aviaria (negli Usa si è registrato un contagio umano), dalla ricerca italiana arriva un sistema sentinella per riconoscere i virus più a rischio di spillover. Si chiama FluWarning ed è stato messo a punto da un team del Politecnico di Milano e dell’università degli Studi del capoluogo lombardo. Si tratta di un sistema digitale – spiegano da PoliMi e Statale – che analizza il codice genetico dei virus influenzali cercando cambiamenti sottili, ma significativi, che potrebbero indicare il passaggio da una specie animale all’altra: per esempio dagli uccelli al bestiame o all’uomo. FluWarning è al centro di uno studio pubblicato di recente su Science Advances, sviluppato nel contesto del Prin Pnrr 2022 – progetto Sensible, coordinato da Anna Bernasconi. Del gruppo di ricerca fanno parte tre scienziati del Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria (Deib) del Politecnico di Milano, ossia Bernasconi, il docente Stefano Ceri e il ricercatore Tommaso Alfonsi, e per UniMi Matteo Chiara, docente del Dipartimento di Bioscienze. Per lo studio sono stati utilizzati i dati della piattaforma Gisaid su cui vengono condivise sequenze virali e relativi metadati prodotti dai laboratori di tutto il mondo. In particolare – si legge in una nota – FluWarning è stato messo a punto usando i dati della pandemia di influenza ‘suina’ H1N1 del 2009, esempio ampiamente documentato di virus passato dagli animali agli esseri umani, ed è stato poi applicato anche all’influenza aviaria H5N1, un ceppo altamente patogeno diffuso tra gli uccelli e che nell’ultimo anno negli Stati Uniti ha cominciato a diffondersi anche nel bestiame. Il sistema utilizza un metodo statistico per riconoscere nel genoma virale eventuali spie del rischio spillover, e a seconda delle impostazioni può essere usato per riconoscere sequenze anomale singole o in gruppi. FluWarning le stana ed emette un alert, quindi per ciascuna allerta i virologi analizzano le sequenze corrispondenti e confermano o smentiscono la presenza di un salto di specie. “Grazie alla sua semplice installazione e alla creazione di analisi che possono essere effettuate su specifiche località e periodi temporali – afferma Bernasconi – il software FluWarning ha il potenziale per essere utilizzato da molti laboratori o istituzioni di sorveglianza genomica a livello regionale, permettendo scoperte significative sia su piccola che su grande scala. Il sistema, infatti, è perfettamente operativo: può dare riscontro giorno per giorno di questi cambiamenti”. Nel biennio 2024-2025 – ricordano PoliMi e Statale – due genotipi di H5N1 sono stati collegati a focolai indipendenti negli Usa, dove numerosi capi di bovini da latte sono risultati contagiati dall’influenza aviaria. Ebbene, “FluWarning – riferisce Chiara – ha individuato cluster di attività virale in diversi Stati americani e in particolare in California, dove è stato dichiarato lo stato di emergenza il 18 dicembre 2024 per il rischio di contaminazione da aviaria nel bestiame. Sorprendentemente, alcune allerte FluWarning sono apparse prima della pubblicazione dei rapporti ufficiali. Il sistema ha inoltre rilevato mutazioni specifiche nel gene dell’emoagglutinina (Ha), una proteina chiave che influisce sul modo in cui il virus infetta le cellule ospiti”. Lo strumento è riuscito a monitorare l’evoluzione del virus e a identificare marcatori caratteristici dei ceppi californiani. “FluWarning – conclude Ceri – rappresenta un importante passo avanti verso una rilevazione più efficace dei cambiamenti virali che potrebbero rappresentare rischi per animali o esseri umani. Rendendo questa tecnologia ampiamente accessibile, auspichiamo di contribuire a rafforzare la sorveglianza a livello globale su un tema sanitario di impatto collettivo”. Lo studio L'articolo FluWarning, il sistema sentinella per riconoscere i virus a rischio spillover proviene da Il Fatto Quotidiano.