Le formiche sono caratterizzate da alto livello di organizzazione e di cooperazione, sono quindi una famiglia “eusociale” che ha ispirato spesso la ricerca scientifica fornendo 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 congestione del traffico automobilistico nei contesti fortemente antropizzati.
Per trovare delle soluzioni innovative al problema del traffico, 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”, quelli che creano code e congestione sulle nostre strade.
«Le formiche 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» spiega Marco Guerrieri, docente di Costruzioni di infrastrutture stradali e ferroviarie al Dipartimento di Ingegneria civile ambientale e meccanica dell’Università di Trento e co-autore della ricerca insieme a 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).
formiche
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.
Traiettorie delle formiche in 5 fotogrammi. © UNITN
Come un plotone in movimento
Marco Guerrieri racconta come i risultati delle osservazioni sulle formiche potrebbero rendere più efficiente anche la mobilità umana: «Abbiamo osservato 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. Per il futuro possiamo immaginare processi di regolazione del traffico stradale. Così come gli insetti comunicano attraverso i ferormoni, i veicoli a guida autonoma (CAVs) in circolazione su strade intelligenti 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».
Da queste ricerche è nato l’articolo scientifico “ANTi-JAM solutions for smart roads: Ant-inspired traffic flow rules under CAVs environment”, pubblicato dalla rivista Transportation Research Interdisciplinary Perspectives.
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