Perché modifichiamo la nostra andatura quando camminiamo?

Potrebbe essere un test da cena con amici, in cui ognuno lancia la propria ipotesi.

Perché modifichiamo la nostra andatura quando camminiamo?

Verrebbe da dire per modificare la nostra velocità, o per risparmiare energia, o per adattarsi ai diversi tipi di terreno.

Proviamo a vedere cosa ci dice l’Intelligenza Artificiale delle reti neurali, in questo studio recente condotto su robot quadrupedi.

Lo studio sull’andatura dei robot su terreni accidentati 

In sostanza, il proposito dello studio è analizzare come un robot quadrupede impara a camminare, tramite reti neurali ispirate all’apprendimento biologico. Questo tipo di scoperte, oltre che utilissime per la materia specifica della robotica, possono anche mettere in luce aspetti interessanti delle neuroscienze, e quindi aiutare noi professionisti sanitari a prendere decisioni più informate sulla natura della postura e dell’andatura – ad esempio.

La cosa incredibile è che questi quadrupedi sono in grado di passare da un’andatura all’altra, in modo da evitare le cadute quando si trovano di fronte a buche, salite, discese ripide e simili. 

O meglio: lo studio che ho citato stabilisce che è proprio il terreno dissestato a spingere questi robot a modificare il proprio modo di camminare, mentre magari si sarebbe potuto pensare che la modifica dell’andatura fosse dovuta al risparmio di energia, ad esempio. Passiamo spesso da una passeggiata sostenuta a un ritmo più lento, quando siamo affaticati. 

I micro-adattamenti dell’andatura

Ma in realtà ci sono delle modifiche all’andatura più piccole, quasi impercettibili. Non ci pensiamo, ma nella nostra vita quotidiana mettiamo in atto una serie di micro aggiustamenti continui, che ci consentono di appoggiare il piede e la caviglia correttamente sul terreno, e di adeguare tutto il movimento fisico di conseguenza.

Pensa agli scarponi che si mettono in montagna: quelli professionali tendono a coprire la caviglia proprio per “dare una mano” al corpo e contenere la caviglia, nel caso i continui micro-aggiustamenti diventassero eccessivamente faticosi. Il che è molto comune dopo un trekking di ore e ore in montagna!

Ci sono anche altri motivi, ma questo è forse il principale. 

Il meccanismo per cui modifichiamo l’andatura

Tornando al paper scientifico, viene qui rilevato che i robot quadrupedi hanno come primo obiettivo l’evitare la caduta. Quindi, adattarsi ai diversi tipi di terreno significa trovare un dispendio energetico corretto e un’andatura tali per cui si eviti di sbilanciarsi troppo e di cadere.

È molto interessante vedere come ciò accada nella pratica dei robot quadrupedi, con un sistema che replica in parte quello del nostro cervello.

Nell’articolo vengono analizzati l’emergere delle transizioni di andatura attraverso l’interazione tra il motore sopraspinale (cervello), il generatore centrale di schemi nel midollo spinale, il corpo e il rilevamento esterocettivo, sfruttando strumenti di apprendimento rinforzato e di robotica. Coerentemente con i dati relativi agli animali quadrupedi, nell’articolo si mostra come il trotto sia l’andatura migliore, per i quadrupedi, su terreni accidentati (rispetto al passo), perché migliora l’evitamento di caduta e l’efficienza energetica.

Ma forse la cosa che più colpisce è proprio vedere quanto siamo avanti con i progressi della robotica. Al punto che un robot quadrupede riesce ormai a emulare quasi completamente l’andatura di un quadrupede vivente!