Eppur si muove

Eppur si muove vorrei poterlo dire di una pianta, ma non di una qualsiasi pianta. Vorrei poterlo dire della Desmodium gyrans.
Qualche mese fa, infatti, cercando del materiale sul movimento delle piante, ho scoperto che la Desmodium gyrans, detta anche pianta telegrafo o pianta danzante, si muove con le vibrazioni del suono.
Per avere un'idea potete guardare questo video

 https://www.youtube.com/watch?v=aI1DzWWddcs

Niente male, penso, potrebbe essere molto utile averla in laboratorio.
Lavorare sul movimento delle piante, infatti, ha un grande limite: la lentezza. Si mettono i semi in un terreno fatto con acqua e agar (una sostanza gelatinosa estratta da particolari alghe), e si aspetta qualche giorno finché non iniziano a svilupparsi le piantine. A questo punto si può iniziare a sperimentare. Qualche tempo fa, per esempio, ho fatto crescere della soia, e appena le piante mi sono sembrate sufficientemente grandi le ho capovolte. Le ho tenute sottosopra, e al buio, per circa un'ora. Cosa è successo? In un'ora le piante hanno curvato radici e fusto in modo da ristabilire il loro giusto senso di crescita: le radici verso il basso, il fusto e le foglie verso l'alto.
Potete vederlo nella seguente immagine (la porzione azzurra è il terreno di agar-acqua colorato con qualche goccia di colorante alimentare)

O ancora meglio in questa foto scattata un po' più da vicino e con il contenitore rimesso nel verso giusto.

Per questo esperimento, in totale, ci sono voluti circa 7 giorni + 1 ora.

La Desmodium gyrans, quindi, poteva essere la mia risposta al problema lentezza.
Mi procuro i semi, li metto in un vaso con la terra, innaffio e aspetto.
Dei circa 15 semi piantati solo 2 riescono a germinare. Mi prendo cura delle piccole piantine per diverse settimane finché, finalmente, decido che è tempo di fare la prima prova.

Provo subito con la musica.
Immobili.
Magari qualche parola...
Immobili.
Coinvolgo alcuni colleghi, forse con loro va meglio. Stefano ha un approccio scientifico. Come prima cosa usa suoni a diverse frequenze.
Immobili.
Prova quindi con il blues e infine con il rock.
Immobili

Barbara prova con la musica classica e il flamenco.
Immobili.
Francesco con qualcosa di inascoltabile.
Immobili.

Cerco di nuovo sul web, trovo diversi video sulla Desmodium; soprattutto trovo tante, tante teorie. Le piccole foglioline si muovono con le vibrazioni prodotte dai suoni, si muovono per cercare meglio la luce, si muovono di più al caldo meglio se umido, si muovono perché...nessuno lo sa perché, però si muovono.
Decido allora di provare con altri stimoli: il tatto, il caldo, la luce, l'umidità dell'aria, l'abbondanza di acqua, la mancanza di acqua, insomma provo un po' di tutto.

Immobili.

Eppur si muove... la Desmodium gyrans si muove. L'ho visto nei mille diversi video delle altre Desmodium, l'ho letto nei mille diversi articoli sulle altre Desmodium: perché queste stanno ferme? Saranno pigre?

Non mi arrendo
Se son Desmodium, balleranno.

Un po' a caso e un po' no

Stiamo lavorando ancora su attività riguardanti la matematica, nell'ambito di un progetto con il Dipartimento di matematica del Politecnico di Milano. In particolare stiamo adattando al contesto museale un lavoro sul gioco d'azzardo che i matematici del Politecnico hanno preparato per essere svolto a scuola.

Mentre mi documentavo sull'argomento (anche per non fare figuracce con loro che ne sanno) ho trovato un "gioco da pub" che sembra sconvolgere le idee sulla casualità dei lanci di una moneta (testa o croce?)

Predict a coin flip!  https://youtu.be/IMsa-qBlPIE

In effetti non si scommette sul singolo risultato del lancio, ma sulla comparsa di una successione di tre risultati definita in partenza. Per esempio il giocatore sceglie come sequenza vincente "testa testa croce (TTC)" e il banco sceglie CTT. Poi si comincia a lanciare ripetutamente la moneta, prendendo nota del risultato di ogni lancio: chi gioca segna 1 punto quando gli ultimi tre risultati della successione che si sta ottenendo coincidono con la sua sequenza (e stabiliamo che vince chi totalizza per primo 5 punti). Si segna 1 punto a favore e si ricomincia a lanciare la moneta. Vediamo che cosa succede, utilizzando una successione casuale di testa e croce generata dal sito random.org:
TCTCTT 1 punto per il banco
TTTC  1 punto per il giocatore
CTCTCCTT banco, 2 punti
TTTC giocatore, 2 punti
CCCCCTT banco, 3 punti
TCCTCTT  banco, 4 punti
TCTCTCCCCTT banco, 5 punti, vince!

Apparentemente il giocatore e il banco giocano ad armi pari. La probabilità che esca una qualsiasi sequenza di tre valori è 1/8, quindi la sequenza TTC è del tutto equivalente a CTT, ma per come è strutturato il gioco le cose sono un po' diverse e il banco ha un vantaggio.

Tutto si basa sul cosiddetto Gioco di Penney, dal nome del suo inventore Walter Penney "che nel 1969 scrisse un articolo di ben 10 righe sul Journal of Recreational Mathematics; come al solito venne reso noto al grande pubblico da Martin Gardner che lo trattò in un articolo del 1974 per la sua rubrica “Mathematical Games”" (da Il paradosso di Penney).

La spiegazione di quel che avviene (scritta meglio di quel che potrei fare io) si trova in Il gioco di Penney e in Il paradosso di Penney. La versione del gioco in cui non si usa una moneta ma un mazzo di carte (con il colore blu e rosso del dorso) è descritta nella voce di Wikipedia Penney's game.  

Io sono i miei microbi

Nel i. lab alimentazione abbiamo tentato di coltivare i batteri dello yogurt (Streptococcus thermophilus e Lactobacillus bulgaricus) e di alcuni probiotici (Lactobacillus Casei Shirota) che si comprano al supermercato, per vederli al microscopio, ma è stato un po’ complicato perché serve un terreno specifico (MRS agar) e in più bisogna stare molto attenti alle contaminazioni, che si evitano solo con l’autoclave e strumenti sterili.
Nel migliore dei casi si ottiene qualcosa di simile a questo

Visto al microscopio non dà grande soddisfazione, bisognerebbe forse provare una colorazione specifica e ingrandire veramente tanto.
Ma quello che forse è più interessante, non è tanto vedere i singoli batteri, ma usarli per cercare di capire qualcosa in più su quello che serve a un organismo per vivere, nutrirsi e riprodursi.

Abbiamo provato allora a far crescere sulle piastre batteri e funghi, dopo averli prelevati dai posti più disparati (mani, terra di vaso, yogurt, gorgonzola…) e in varie condizioni di luce e temperatura. Il terreno di coltura è abbastanza facile da preparare così:

 https://www.youtube.com/watch?v=A0b6_kg2oMc

Noi abbiamo aggiunto dell’amido (nutrimento per i batteri) secondo la ricetta che riporto in fondo.
Dopo qualche giorno, per vedere la crescita dei batteri, abbiamo inondato le piastre di soluzione di Lugol (tintura di iodio e acqua) che colora di viola o nero l’amido.
I risultati sono questi

Le aree bianche indicano la crescita dei batteri che si sono nutriti di amido.
La biologa californiana Tasha Sturm è riuscita a fare di più con una semplice idea.
Ha mandato suo figlio a giocare in giardino con il cane e al rientro gli ha fatto lasciare l’impronta della mano in una piastra di Petri con terreno agarizzato. Dopo qualche giorno ecco quello che ha ottenuto

Nel suo  blog http://www.microbeworld.org/component/jlibrary/?view=article&id=13867
ci sono tanti suggerimenti su come cercare di ottenere lo stesso risultato.

Un altro modo di vedere i batteri intorno a noi è anche uno spunto interessante per provare una contaminazione tra arte  e scienza: le “divagazioni” a base di batteri e piastre Petri di una studentessa dell’Università di Stellenbosch in Sud Africa, corso di laurea Scienze della Vita

http://surviving-science.tumblr.com/post/47354281210/petri-dish-art-by-klari-reis

Più complicato avere un’idea dei batteri dentro di noi.
Il numero totale di cellule microbiche presenti in un uomo può superare di dieci volte il numero di cellule dell'organismo stesso. Se si presuppone che i prodotti genici di queste cellule microbiche possano interagire con le cellule umane, si può dire che i geni di origine microbica possono superare di cento volte il numero di geni presenti nel genoma umano. 
Un  essere umano va pensato, quindi,  come un insieme di cellule umane e microbiche.
E’ questo il punto di partenza del progetto microbioma umano (human microbiome project) http://hmpdacc.org/ promosso dai National Institutes of Health statunitensi, con l’obiettivo di identificare e caratterizzare i microrganismi ed il loro rapporto con lo stato di salute e dell'uomo. Finora i batteri sono solo stati pesati, contati e identificati, questa è la loro mappa

http://huttenhower.sph.harvard.edu/metaphlan

Un risultato importante e uno strumento al servizio della prevenzione e di future cure, ma rimane ancora molto da capire: con quali malattie hanno a che fare i nostri batteri? Si può modificare la loro composizione con il cibo? Si possono trapiantare?
Per adesso si può partecipare a un progetto italianodi mappatura del microbioma, http://progettomicrobiomaitaliano.org, facendo richiesta dell’apposito kit e caricando in rete il risultato.
In cambio si ottiene la carta di identità della propria popolazione batterica, informazione di cui oggi non sappiamo bene cosa fare, ma un giorno, forse, letta da un esperto potrebbe servire nell’ambito di quella parte della ricerca che mira a creare farmaci su misura per ognuno di noi.

Come preparare e seminare le piastre Petri
Per ogni piastra occorrono 10 ml di H2O distillata, 0.1 g di agar (1% p/v) e 0.02 g di amido.
Aggiungere l’amido alla soluzione liquida, prima del riscaldamento.
Dopo l’ebollizione, versare nelle piaste Petri  e attendere il raffreddamento e la gelificazione del terreno (10 minuti circa).
Per la semina sospendere il campione in acqua distillata, bagnare un bastoncino di ovatta con la sospensione e seminare al centro della piastra.
Mantenere le piastre a 37-40°C per 3/5 giorni.
Dopo 3 giorni versare la soluzione di Lugol sopra il terreno di coltura

makey makey diy... del making, dell'open e del free

Il making ci piace un po' così...
che un po' si crea, un po' si condivide, un po' si copia, sempre lasciando traccia di quale sia l'origine delle proprie opere, sempre libero.
Quindi non racconterò di come ho trasformato un Arduino Leonardo in una Makey Makey, ma riporterò la piccola serie di passaggi che ho seguito per farlo e che ad ogni step ha moltiplicato informazioni e conoscenza in chi come me ha letto e provato.

Arduino suppongo che già sappiate cos'è visto il numero di volte che è apparsa su questo blog... ma per correttezza la ripresento: si tratta di quella scheda open-source che, con un microcontrollore della Atmel ed un ambiente di sviluppo derivato dal free-software Processing, ha contribuito alle mirabolanti sorti del maker movement.

Makey Makey, è anche lei una nostra sempre gradita ospite, si tratta di una scheda che collegata al pc è in grado di sostituire alcuni tasti della vostra tastiera con gli oggetti più disparati, rendendo quindi possibile l'interazione con programmi su pc tipo Scratch (creative commons attribution) anche toccando una banana o una pesca! (vedi MakeyMakey: quando l'informatica "esce" dal computer)

L'dea di farsi in casa una Makey Makey con un scheda Arduino l'ho trovata sul blog di Arduino, riportata dalla nostra amica Zoe Romano.

"Make Makey Makey using Arduino" è il progetto che Alpesh Vitha descrive attraverso un video pubblicato su Youtube.
Alpesh oltre a mettere a disposizione il codice che ha usato sul suo Arduino, racconta di come sia riuscito a gestire il segnale particolarmente rumoroso che viene fuori usando le resistenze che si generano quando i contatti non sono tra "veri" conduttori (mani, banane e pesche), ha utilizzato un programma i cui contenuti si ritrovano su github, una tra le più usate piattaforme di condivisione e sviluppo software per progetti open-source.

E così, grazie alla potenza della condivisione, possibile solo grazie a licenze di tipo open e free, con:

1 Arduino Leonardo 
10 jumper 
4 resistenze da 1Mohm 
5 "coccodrilli"
1 pc connesso a http://www.buttonbass.com/PlayerDrums1.html 

mi son fatto anch'io la mia Makey Makey
e credo di saperne un po' più di prima...forse.

Ah!! Attenzione!! Come si raccomanda nelle references di Arduino, se lasciate il controllo della vostra tastiera a "qualcun altro"...fatelo con le dovute precauzioni, io ho bloccato il mio pc un po' di volte esaurendo le flebili capacità della mia CPU a furia di scrivere ddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd 

Nuove stampanti in area makers

L'area Makers, che inaugurerà durante l’evento della notte dei ricercatori il 25 settembre, inizia a riempirsi di strumenti: dopo la stampante 3D della Fabtotum che ha sperimentato Fabrizio è arrivata la stampante MeccatroniCore, ed ho iniziato a fare qualche test.

Il processo di stampa che usiamo è quello “classico” chiamato FDM (Fused deposition modelling): l’oggetto,  disegnato al pc, viene sezionato virtualmente in tante fette, le informazioni ottenute da questo processo sono una serie di coordinate (X,Y,Z); a queste vengono unite altre informazioni, per esempio temperatura di fusione, tipo di materiale, velocità di deposizione, e infine tutto il pacchetto viene inviato alla macchina.

L’ugello estrusore, scaldato a temperature intorno ai 200°C (a seconda del materiale: plastiche PLA, ABS, cera, pasta di legno, cioccolato…), depone il materiale, uno strato sopra l’altro, seguendo le coordinate indicate, fino a compimento di tutto l’oggetto.

Non è certo una novità ma ciò che risulta interessante è che il costo di questi strumenti si è molto abbassato e le persone interessate possono arrivare ad avere a casa propria una stampante 3D accanto ad una 2D.

Questo il mio primo risultato:

La mandibla di questo T-rex è un po' sfilacciata; cè ancora un po’ da lavorare !

La stampa è durata 4h38m ! per un oggetto di dimensioni 13x5x6 cm.

La velocità, come si può intuire, è un aspetto cruciale da migliorare  per questi processi di costruzione.

Di processi costruttivi additivi (l’oggetto si costruisce aggiungendo materiale e non rimuovendolo) ce ne sono molti altri e diversi dalla FDM.

Guardate questa interessante presentazione  TED   (che mi è stata segnalata da Enrico) e qui il  video

E' interessante notare che la fonte d’ispirazione per lo sviluppo di questo nuovo processo è stato un film!

Non potendo ancora affiancare così potenti strumenti alle nostre fantastiche 3D printing, ci siamo dotati di altri strumenti per i visitatori che ci vengono a trovare in laboratorio: stampanti 3D manuali (penne 3D)

Ecco il risultato del lavoro artistico mio e di Sofia:

La scoperta dell'arco

Il ponte autoportante di Leonardo da Vinci ha sempre molto successo.

Nella foto lo vedete circondato da mattoncini (blocchetti di gasbeton) e sacchetti perchè abbiamo deciso di usarlo come sostegno temporaneo per la costruzione di un arco, cioè di usarlo come centina.

Appoggiamo i blocchetti sul ponte e poi mettiamo fra un blocchetto e l'altro un sacchetto che contiene un po' di sabbia per riempire lo spazio superiore, come si fa quando si costruisce un arco

In questo modo si dà una buona forma all'arco. E poi si toglie il sostegno

Nel video l'arco non ha una forma molto elegante, dovevamo sistemare meglio i blocchetti come in questa prova

L'arco ottenuto è bello robusto, come deve essere: in questa prova abbiamo appoggiato un contenitore pesante circa 5 kg. L'arco scarica il peso sulla base di legno.

Qui vedete la costruzione del ponte autoportante di Leonardo, un modello in piccolo come il nostro.
Questo è grande e realizzato dagli studenti di una scuola. 
Questo è molto più semplice  ma fa davvero da ponte. 

spettrometro per smartphone

In questi giorni stiamo cercando di mettere a punto la nostra stampante 3D più anziana...la nostra prima sharebot

Un progetto non troppo complesso ma abbastanza interessante per testare la nostra stampante è stato questo: http://www.thingiverse.com/thing:533598

uno scatolino da fissare alla fotocamera di un smartphone tramite due elastici che grazie ad un pezzetto di cd inserito al suo interno ci permette di fotografare lo spettro della luce.
Questo è quanto ha prodotto la nostra sharebot

E ora proviamolo!!

Quale migliore campo di prova del nostro i.lab luce?
Qui troviamo un exhibit dove vengono mostrati gli effetti ottici che 8 diverse lampade producono su una stampa colorata

e di queste 8 luci diverse abbiamo fotografato lo spettro col nostro spettrometro

1-2-3 lampade ad incandescenza, la prima con un bulbo neutro le altre due con bulbi colorati

4 lampada a fluorescenza

5 lampada alogena

6 lampada a fluorescenza

7 lampada di Wood

8 tubo a fluorescenza

si può notare la differenza tra lo spettro continuo delle lampade a incandescenza e quello a bande delle lampade a fluorescenza.

Un sito interessante rispetto alla "spettroscopia amatoriale" è http://spectralworkbench.org/, che permette di misurare on line anche l'intensità dello spettro.

Una applicazione: Using a home-made Spectrometer to test kombucha readiness
http://publiclaboratory.org/notes/mkoistinen/2-12-2013/using-home-made-spectrometer-test-kombucha-readiness-0