La scienza dietro gli occhi di gatto luminosi e come ispira la tecnologia moderna

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L’inquietante bagliore degli occhi di un gatto nell’oscurità non è magia: è un adattamento straordinario che affascina gli esseri umani da millenni. Al di là del folklore, questo fenomeno naturale ha portato a un’invenzione improbabile che ancora oggi salva vite umane: i tacchetti riflettenti incorporati nelle autostrade di tutto il mondo. Ma la storia non finisce qui. Gli scienziati moderni stanno ora studiando gli occhi di gatto per migliorare la tecnologia delle telecamere, la robotica e i sistemi di sorveglianza.

Un’invenzione fortuita: dai gatti a Catseyes®

Nel 1933, l’uomo d’affari britannico Percy Shaw quasi uscì da una strada buia dello Yorkshire. Il salvatore? Un gatto i cui occhi lo fissavano, avvertendolo del pericolo. Da questo momento è nata un’idea: le strade potrebbero essere rese riflettenti, proprio come gli occhi dei gatti. Nel giro di un anno, ha brevettato i riflettori Catseye®, che utilizzano perni incorporati per riflettere i fari verso i guidatori, migliorando la visibilità in condizioni di scarsa illuminazione.

Come funzionano gli occhi di gatto: il Tapetum Lucidum

Il segreto sta in uno strato dietro la retina chiamato tapetum lucidum. Agli esseri umani manca questa superficie riflettente. Quando la luce entra nell’occhio di un gatto, tutta quella che non viene assorbita dalla retina colpisce il tapetum lucidum e rimbalza indietro, dando alla retina una seconda possibilità di catturarla. Questo è il motivo per cui gli occhi di gatto sembrano brillare quando sono illuminati: vedi la luce riflessa da quello specchio interno.

Questo adattamento migliora significativamente la sensibilità alla luce, consentendo ai gatti (e ad altri animali come mucche, pecore e persino delfini) di vedere nella quasi oscurità. Gli animali attivi durante il giorno – inclusi esseri umani, scoiattoli e maiali – generalmente non hanno un tapetum lucidum perché non hanno bisogno di questo livello di visione notturna. È interessante notare che i cani spesso hanno questo strato, ma alcune razze con gli occhi azzurri o di taglia più piccola potrebbero non averlo.

Applicazioni moderne: tecnologia di ispirazione biologica

L’occhio felino si è rivelato una preziosa fonte di ispirazione per la tecnologia all’avanguardia. Il dottor Young Min Song, professore di ingegneria elettrica, ha recentemente progettato una fotocamera che imita il tapetum lucidum. Incorporando uno strato riflettente, la fotocamera ha migliorato notevolmente le prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione senza richiedere energia aggiuntiva.

Song ha anche modellato l’apertura della fotocamera sulla pupilla verticale a forma di fessura di un gatto. Questa forma ha un duplice scopo: ridurre i riflessi in condizioni di luce intensa e rendere più nitidi i contorni per un giudizio accurato della distanza. I test hanno rivelato che questo design ha migliorato significativamente il rilevamento del camuffamento, rendendo più semplice individuare oggetti nascosti in scene complesse.

“Gli occhi dei gatti mi affascinano da tempo, in particolare la loro capacità di vedere chiaramente in condizioni di illuminazione estremamente ampie, dalla luce del giorno alla quasi oscurità.” – Dottor Young Min Song

Possibilità future

Le implicazioni vanno oltre la fotografia. Song ritiene che questi principi potrebbero rivoluzionare la visione robotica, i sistemi autonomi e i dispositivi di sorveglianza. L’obiettivo è creare una tecnologia che funzioni in modo affidabile in qualsiasi condizione di illuminazione.

I tacchetti da strada di Percy Shaw hanno salvato innumerevoli vite, ma il futuro dell’innovazione ispirata ai gatti è solo all’inizio. Gli scienziati continuano a svelare i segreti della visione felina, portando potenzialmente a scoperte in vari campi. L’umile occhio di gatto è una testimonianza del potere del design bio-ispirato, dimostrando che la natura offre soluzioni ad alcune delle nostre sfide tecnologiche più urgenti.

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