Posts desde Skepchick: Cucarachas con jetpacks

Posts desde Skepchick: Cucarachas con jetpacks

Posts desde Skepchick es una sección en la que semanalmente traeremos traducido un interesante artículo publicado originalmente en alguno de los blogs de la Red Skepchick: Mad Art Lab, Teen Skepchick, Queereka, Skepchick.se y, por supuesto, Skepchick.

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Puede ser que hayas notado que últimamente hay muchas noticias sobre diseños de robots basados en insectos. Los insectos son excelentes modelos para robots porque los bichos tienen un modelo extremadamente estable y eficiente de locomoción: la ambulación trípode. En todo momento, las cucarachas tienen 3 patas en el suelo, incluso cuando corren. Esta estructura de trípode hace que los insectos sean extra-resistentes a tropiezos y volcaduras.

La biomimética es el nombre rimbombante usado para describir el diseño de sistemas que copia principios que se encuentran en la naturaleza. Basar robots que deben corretear por terreno accidentado en un modelo de insecto que lo ha hecho con éxito durante millones de años, tiene mucho sentido. Pero, ¿cómo es exactamente que los insectos logran mantener todas esas patas yendo en la dirección correcta? ¿Cómo pueden responder tan rápidamente ante el acercamiento de un periódico enrollado? ¿Cómo gestionan los insectos esta complicada huída con un cerebro tan pequeño? ¿Y cómo es que pueden seguir corriendo aún después de quitarles la cabeza?

(Sí, los insectos pueden vivir por un buen tiempo sin cabeza. Finalmente mueren por deshidratación o inanición porque no pueden beber ni comer más, pero siguen siendo capaces de correr y responder a los estímulos ambientales. Es realmente inquietante.)

Con el fin de construir un robot biomimético, uno primero tiene que entender la mecánica de los insectos. La explicación de la ingeniería para la locomoción de los insecto se esconde en las ecuaciones sobre oscilación viscoelástica de resorte con una masa suspendida y diminutos cañones montados en insectos.

Sí.

CUCARACHAS CON JETPACKS

Esa foto en la parte superior no es una imagen de photoshop; proviene de un trabajo de investigación de 2002 en el cual los investigadores intentaron entender matemáticamente los principios de locomoción de las cucarachas. Pueden ver el jetpack en acción en esta película:

Así que, um, ¿por qué ponen jetpacks a cucarachas? ¿Aparte de por que es una cosa ALUCINANTE?

¿Recuerdan que mencioné la estabilidad de la ambulación de trípode? Los investigadores sospechaban que la cucaracha no estaba usando sólo su cerebro para mantenerse en equilibrio y moviéndose. Crearon un modelo matemático de una cucaracha con patas de resorte.

Las propiedades mecánicas de las patas de resorte fueron capaces de explicar por sí solas cómo una cucaracha se mantenía en la pista y a toda velocidad, a pesar de los obstáculos. Llamaron a estos “mecanismos preflexivos”, para indicar que el exoesqueleto y los músculos estabilizan a las cucarachas sin intervención del sistema nervioso.

Tenían una explicación sobre el papel, con un montón de palabras largas y cálculos de velocidad lateral. El siguiente paso fue poner a prueba su precioso modelo empujando a una cucaracha mientras corría. Eso … resultó tan difícil de hacer como se están imaginando, basándose en sus experiencias persiguiendo cucarachas alrededor de la cocina.

Los investigadores necesitan tener una fuerza medida con precisión molestando a las cucarachas, para meterla a su modelo y ver si era correcto. De ahí el pequeño cañón explosivo montado sobre una cucaracha. O, para llamar al inventito por su nombre, “dispositivo de perturbación impulsiva rápida” (en inglés: rapid impulsive perturbation (RIP) device. (Ese nombre es doblemente inteligente, ya que estaban experimentando con la cucaracha de la calavera, Blaberus discoidalis.)

Calcularon que la fuerza lateral generada por la explosión RIP era igual al 85% del movimiento frontal del insecto. Si tu fueras corriendo y yo me estrellara contra ti con una fuerza que fuera el 85% de tu impulso de avance, ninguno de los dos estaría de pie. (Bueno, sí, hay masa involucrada en esto también, pero entienden a lo que voy.) Las cucarachas casi ni rompen zancada. De hecho, tomó sólo 13 milisegundos para que una cucaracha empezara a responder a la explosión y volviera a la pista. Las cucarachas se habían recuperado totalmente de la explosión RIP en 31 milisegundos.

Los insectos son animales realmente increíbles, y un modelo ideal para la robótica. Los autores han continuado su trabajo sobre la ambulación hexápode, y han propuesto varios modelos de formas en las que se pueden diseñar patas -en cucarachas y robots- para responder rápidamente a los problemas.

La ciencia es impresionante.

SOBRE EL AUTOR
Bug_girl tiene un doctorado en entomología, y es una típica académica que vive en Connecticut. Está obsesionada con los insectos, pero aparte de eso, es perfectamente normal. ¡En serio! Si quieres leer más sobre bichos, visita su blog Bug Blog.

El post original en inglés está disponible AQUI.

Born and raised in Mexico City, Daniela has finally decided to abdicate her post as an armchair skeptic and start doing some skeptical activism. She is currently living in Spain after having lived in the US, Brazil and Italy. You can also find her blogging in Spanish at esceptica.org.

2 Comments

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  2. Al contrario de lo que uno pueda pensar al leer este blog, creo que los animales que obsesionan a la mayoría de la gente no son los gatitos sino los insectos. Este post demuestra por qué. Por ello propongo que adoptéis a alguno como mascota; por supuesto no hace falta que sean cucarachas, se podría empezar con mariquitas o con polillas…
    Los posts de esta chica en Skepchic son siempre ac**jonantes. Yo siempre he pensado que el de los insectos es un mundo de pesadilla en miniatura: exoesqueletos; reflejos sobrehumanos; ojos formados por cientos de ojos; ejércitos de miles de hormigas arrasando todo a su paso; hembras que en lugar de fumarse un pitillo después de copular se comen a su partenaire; hormigas zombie; insectos tipo alien que ponen huevos en sus víctimas para que las larvas tengan un tentempié nada más nacer…; por no hablar de cuando nos muestran fotografías hechas con microscopio. Por suerte parece que es imposible que crezcan hasta un tamaño que pueda empezar a ser inquietante…

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