di Alfonso D’Ambrosio

Nella prima lezione abbiamo visto come costruire degli animali matematici introducendo il movimento. In questa lezione forniremo al gattino dei “sensori”, che saranno simili ai nostri sensi.

Partiamo con un sensore molto affascinante che è l’olfatto.

Inseriamo del cibo all’interno della scatola e cerchiamo di capire come far avvicinare il gattino al cibo.

La strategia più semplice è quella di sostituire l’intensità di odore del cibo con la distanza. Più siamo vicini più il cibo apparirà intenso.

Occorre quindi introdurre un concetto di distanza. Nel mio caso la distanza è quella cartesiana tra due punti (http://www.youmath.it/formulari/formulari-di-geometria-analitica/426-distanza-tra-due-punti-nel-piano.html) e per questo motivo l’attività è rivolta a studenti della secondaria di I e II grado o a docenti curiosi ed appassionati.

Il sensore olfatto funzionerà in questo modo:

 

OLFATTO

se la distanza dal cibo è maggiore della distanza precedente allora odore più forte

altrimenti odore più debole

 

occorre creare una lista che memorizzi le distanze al variare del tempo ed un sistema di confronto delle distanze.

 

In che modo il gattino può utilizzare tale senso?

 

Possiamo costruire un algoritmo di questo tipo:

 

CERCA CIBO OLFATTO

ripeti per sempre

vai avanti di tot passi

se l’odore è più debole allora ruota di tot gradi

 

Una simulazione più realistica consente di introdurre come variabili sia il passo sia la rotazione.

Il gattino si muoverà diritto se l’odore diventa più forte , altrimenti cambierà direzione.

Ecco il codice ed il progetto: 

ecco il link https://scratch.mit.edu/projects/184742123/

 

Una versione  più avanzata tiene conto del passo e della rotazione coma variabile e del tempo di impatto. E’ utile così capire quali sono i parametri di rotazione e passo che migliorano la raccolta del cibo.

https://scratch.mit.edu/projects/187356050/

 

Una terza versione tiene conto di passi e rotazioni casuali.

https://scratch.mit.edu/projects/184755101/

 

Esistono diverse modifiche al sensore olfatto. Nella prossima lezione vedremo l’interazione con più cibo (quale sceglierà per prima il gattino?) e la simulazione del moto di formiche in fila.

Una applicazione interessante consiste nel far reagire il gattino ad una data intensità di odore più che ad una variazione di intensità.

Mi spiego meglio.

Esistono animali che vivono per la maggior parte in luoghi umidi. E’ il caso degli onischi, che si muovono più lentamente quando sono in zone umide (ortocinesi).

Se è la variazione d’intensità di uno stimolo esterno a scatenare il comportamento, a seconda della natura dello stimolo si parla di igro-, foto-, chemiocinesi ecc. Con la sola igroortocinesi taluni Crostacei Isopodi terrestri fortemente igrofili riescono nella maniera più semplice ad aggregarsi nelle aree di umidità preferita, decelerando il moto fino a fermarsi a mano a mano che le condizioni esterne diventano più favorevoli e accelerandolo in caso contrario (Gunn, 1937). Con meccanismi chemotermo-clinocinetici (mutando direzione a caso in condizioni non ottimali) anche Batteri e Protozoi riescono ad aggregarsi nelle zone più adatte di un gradiente chimico o termico. Filogeneticamente, quindi, si tratta di meccanismi fra i più elementari e primitivi dell’orientamento, anche dal punto di vista dell’organizzazione sensoriale, poiché essi presuppongono unicamente – quando sono esternamente motivati – una capacità di percezione delle variazioni di intensità degli stimoli, che può essere attribuita anche a sensibilità generalizzata e non essere necessariamente mediata da speciali recettori.
Di gran lunga più frequenti sono i casi in cui l’esplorazione diventa più organizzata e sistematica e ciò specialmente quando l’animale è motivato alla ricerca di mete spazialmente concentrate (oggetti, aree più ristrette rispetto all’ambito d’azione dell’individuo).

DA http://www.treccani.it/enciclopedia/orientamento-degli-animali_%28Enciclopedia-del-Novecento%29/

 

I parameci invece si concentrano più in zone buie (clinocinesi). La velocità dell’animale è costante ma cambiano le rotazione a seconda dell’intensità dello stimolo.

 

Riuscite a introdurre questi meccanismi più complessi nel vostro codice?

 

Scrivetemi ad alfonsodambrosio@yahoo.it

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