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La muffa che si propaga meglio delle reti metropolitane avanzate

Physarum polycephalum

Crescendo in un ambiente che riproduceva la mappa di Tokyo e dintorni la muffa ha stabilito una rete che per efficienza è paragonabile se non superiore al sistema metropolitano reale

Il miglior progettista di una rete di comunicazione o di trasporti? E’ una modesta muffa melmosa, Physarum polycephalum, che ha già fatto parlare di sé per le sue singolari capacità “matematiche”. A dimostrare questo singolare fatto è uno studio condotto da ricercatori anglo-nipponici che in un articolo pubblicato su Science spiegano come questa muffa possa aiutare a migliorare i sistemi tecnologici e in particolare la progettazione di computer e reti di comunicazione mobile più efficienti e resistenti a guasti.
“Alcuni organismi crescono sotto forma di rete interconnessa secondo una strategia di approvvigionamento che consente loro di scoprire e sfruttare nuove risorse”, osserva Atsushi Tero della Hokkaido University, che ha diretto lo studio. “Physarum è un grande organismo ameboide unicellulare che si alimenta da fonti di cibo distribuite nell’ambiente. Esso è in grado di trovare il cammino più breve in un labirinto o di collegare in modo efficiente differenti punti di alimentazione con una lunghezza totale ridotta che minimizza la distanza fra coppie di fonti e con un elevato grado di tolleranza a eventuali disconnessioni.”

Dato che questa muffa è stata oggetto di un’innumerevole serie di round di selezione evolutiva, hanno pensato i ricercatori, una formula basata sulle sue abitudini di foraggiamento poteva fornire indicazioni per la progettazione di una rete di comunicazione e di trasporti più efficiente e adattativa.
I ricercatori hanno così collocato dei fiocchi di avena su una superficie umida in posizioni corrispondenti ai centri urbani attorno a Tokyo, lasciando crescere la muffa al di fuori del centro (“Tokyo”) in cui l’avevano collocata. Hanno così potuto osservarne la crescita, e la formazione di una rete che per efficienza, realizzabilità e costi era paragonabile alla reale infrastruttura del sistema ferroviario dell’area di Tokyo. Grazie a queste osservazioni sono poi riusciti a cogliere il meccanismo che consente alla muffa di approvvigionarsi in modo così efficiente e a incorporarlo in un modello matematico.
“Il modello cattura la dinamica fondamentale dell’adattabilità di una rete attraverso l’interazione fra regole locali e produce reti con proprietà confrontabili o superiori a quelle delle nostre reti infrastrutturali reali. Il lavoro di Tero e colleghi fornisce un affascinante e convincente esempio di come modelli matematici ispirati alla biologia possano fornire sistemi tecnici dotati di caratteristiche essenziali dei sistemi viventi, utili soprattutto in campi come la computer science”, ha scritto Wolfgang Marwan della Otto von Guericke University, in Germania, in un commento al lavoro pubblicato sempre su “Science”

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