Dai piccioni viaggiatori ai droni, lo studio sul campo visivo

AGI - I piccioni non tengono gli occhi immobili durante il volo, come si riteneva finora, ma li muovono lentamente per raccogliere più informazioni sull’ambiente circostante. È quanto emerge da uno studio coordinato da Anthony Lapsansky, che ha condotto la ricerca come ricercatore post-dottorato, e dal professor Doug Altshuler del Dipartimento di Zoologia della University of British Columbia, pubblicato sulla rivista scientifica Current Biology.

Il volo dei piccioni per potenziare i droni

I risultati potrebbero contribuire allo sviluppo di droni e robot volanti capaci di orientarsi in modo più efficace negli ambienti complessi. Per studiare il comportamento visivo dei piccioni viaggiatori, i ricercatori hanno sviluppato un sistema miniaturizzato montato direttamente sulla testa degli animali.

Il sistema miniaturizzato usato nello studio

L’apparato, del peso complessivo di 27 grammi, comprendeva una minuscola videocamera modificata, un computer grande circa metà di una carta di credito, un’unità di misura del movimento e dell’orientamento e tutta l’elettronica necessaria per registrare le immagini durante il volo. Per fissare la strumentazione gli studiosi hanno realizzato speciali cappucci ispirati a quelli utilizzati nella falconeria, insieme a piccoli zaini che ospitavano il resto dell’equipaggiamento.

L'esperimento sui piccioni

Due piccioni alla volta venivano equipaggiati con il sistema all’interno di uno stormo di circa sedici individui, mentre altri animali indossavano dispositivi privi di strumentazione per mantenere condizioni sperimentali comparabili.

Movimenti oculari durante il volo

Contrariamente all’ipotesi prevalente, secondo cui gli uccelli con gli occhi posizionati ai lati della testa dovrebbero mantenerli immobili per non alterare le informazioni visive generate dal movimento, i ricercatori hanno osservato piccoli e lenti movimenti oculari durante il volo in avanti.

“Abbiamo rilevato movimenti oculari molto sottili e lenti mentre i piccioni volavano”, spiega Anthony Lapsansky. “Invece di bloccare gli occhi, sembrano compensare il movimento visivo con movimenti oculari che potrebbero permettere di distinguere dettagli più fini o identificare elementi dell’ambiente utili alla navigazione”.

Lo studio dell'atterraggio

Lo studio ha inoltre documentato un secondo comportamento inatteso. Durante l’atterraggio su un posatoio, infatti, i piccioni convergono entrambi gli occhi verso l’interno. Secondo gli autori questo meccanismo potrebbe consentire una visione stereoscopica, cioè la valutazione della profondità confrontando le immagini provenienti dai due occhi. Finora questa capacità era stata osservata soltanto in alcune specie di rapaci.

Applicazioni per droni e robot

I risultati potrebbero avere importanti applicazioni nella robotica. Oggi molti droni utilizzano telecamere rigidamente fissate alla struttura del velivolo e sfruttano il movimento delle immagini per stimare velocità, direzione e rischio di collisione con ostacoli. Secondo Anthony Lapsansky, gli uccelli utilizzano invece la vista in modo molto più sofisticato, modificando continuamente anche l’orientamento dei propri “sensori visivi”.

Un sistema visivo più complesso del previsto

“Gli uccelli usano la visione per svolgere tutte queste funzioni, ma contemporaneamente muovono anche le loro ‘telecamere’ per ottenere ancora più informazioni dall’ambiente. In sostanza, il sistema è molto più complesso di quanto immaginassimo”.

Per gli autori, comprendere queste strategie potrebbe permettere di progettare robot volanti e droni autonomi più simili agli animali, capaci di orientarsi con maggiore efficacia in ambienti complessi e di avvicinarsi a un’autonomia di volo sempre più completa.