Alcuni studi sperimentali hanno dimostrato che la Physarum Polycephalum, una muffa mucillaginosa di colore giallastro che si nutre di spore e batteri, è in grado di trovare il cammino più corto in un labirinto. Da questi esperimenti e dal modello matematico da essi ricavato, Vincenzo Bonifaci, dell’Istituto di analisi dei sistemi ed informatica ‘Antonio Ruberti’ del Consiglio nazionale delle ricerche di Roma (Iasi-Cnr) ha sviluppato un’analisi matematica che conferma come il ‘ragionamento’ della Physarum Polycephalum sia un ‘algoritmo naturale’, frutto di un’evoluzione di milioni di anni.
“In questi esperimenti dell’università giapponese dell’Hokkaidō, la muffa è stata distribuita uniformemente sopra un labirinto dove sono stati collocati due fiocchi di avena, cibo di cui la muffa è ghiotta. Col passare delle ore, la muffa si ritrae dai percorsi che non portano al cibo, concentrando la massa su quello più corto – premette Bonifaci – il nostro studio ha analizzato matematicamente il meccanismo biologico che conduce la muffa a riconfigurarsi nel cammino più breve: ogni ‘capillare’ della Physarum si espande o si contrae a seconda del maggiore o minore flusso di sostanze nutritive, secondo precise equazioni identificate dai biologi. A sua volta, la maggiore o minore dilatazione del condotto comporta una variazione del flusso attraverso di esso, dando luogo a un processo dinamico”.
Lo studio, svolto dal ricercatore del Cnr in collaborazione con colleghi del Max Planck Institute for Informatics tedesco e presentato al convegno internazionale ‘Symposium on discrete algorithms’ di Kyoto, ha evidenziato come “il meccanismo di regolazione dei ‘capillari’ sia una conseguenza matematica, indipendente dalla complessità del labirinto sottostante – dice Bonifaci – Si potrebbe dire che l’evoluzione, in milioni di anni, ha messo a punto la regolazione dei capillari della Physarum in modo tale da ottenere l’algoritmo giusto per il problema del cammino più breve”.
Questo tipo di ricerche ha due finalità. “La prima è comprendere i meccanismi alla base del comportamento intelligente degli organismi più semplici: senza questo primo passo non si può sperare di afferrare i medesimi meccanismi negli organismi più evoluti e complessi come gli animali o l’uomo – spiega il ricercatore – La seconda finalità è trovare approcci alternativi e potenzialmente fruttuosi per l’ottimizzazione di reti, per esempio il progetto di una rete di connettività a basso costo, ma anche per migliorare i metodi di instradamento del traffico Internet e per provare nuovi approcci applicativi nel settore dei trasporti e delle telecomunicazioni”.
