Neurociencia

Un nuevo estudio muestra cómo estos insectos son capaces de realizar un aterrizaje invertido | Vídeo.

Para inspirar la tecnología robótica avanzada, los investigadores del Departamento de Ingeniería Mecánica del Estado de Penn han publicado la descripción más completa de cómo los insectos voladores aterrizan boca abajo.

El artículo fue publicado en Science Advances. «A través de este trabajo, buscamos entender cómo una mosca ejecuta las maniobras de aterrizar boca abajo en un abrir y cerrar de ojos», dijo Bo Cheng, profesor asistente de ingeniería mecánica y autor principal del artículo.

Podría decirse que es la maniobra acrobática más difícil y menos comprendida realizada por insectos voladores, «En última instancia, queremos replicar eso en ingeniería, pero primero tenemos que entenderlo», dijo Cheng.

Junto con Jean-Michel Mongeau de Penn State, profesor asistente de ingeniería mecánica, y Pan Liu, estudiante de doctorado en ingeniería mecánica, Cheng tiene como objetivo comprender los procesos biomecánicos y sensoriales que las moscas usan para aterrizar en diferentes superficies como techos y objetos en movimiento.

Para recopilar sus datos, el equipo examinó primero los comportamientos de aterrizaje invertido de las moscas en una cámara de vuelo mediante videografía de alta velocidad. Su estudio encontró que los insectos generalmente ejecutan cuatro maniobras perfectamente cronometradas para aterrizar boca abajo: aumentan su velocidad, completan una maniobra de rotación rápida del cuerpo (similar a una rueda de carreta), realizan una extensión de pierna de barrido y, finalmente, aterrizan a través de una pierna asistida el cuerpo se balancea cuando sus pies están firmemente plantados en el techo.

Los investigadores también creen que estas acciones se ponen en marcha mediante una serie de complejas señales visuales y sensoriales que las moscas perciben a medida que se acercan al punto de aterrizaje deseado.

«En un abrir y cerrar de ojos, estas moscas pueden invertir totalmente su cuerpo y tierra, lo cual es bastante espectacular», dijo Mongeau. «Lo vemos todo el tiempo sucediendo a nuestro alrededor, pero hemos demostrado la complejidad de la maniobra. Hay mucho interés en que los robots puedan hacer lo mismo».

Sin embargo, la tecnología robótica actual carece de la velocidad y la eficiencia necesarias para ejecutar las mismas maniobras.

«Buscamos inspiración en la naturaleza», dijo Mongeau. «Esto ayuda a impulsar la ciencia fundamental de la ingeniería, para comprender cómo las moscas pueden resolver estos problemas para que podamos aplicarlos a tecnologías futuras».

Además del avance de la robótica, las implicaciones de este trabajo también se pueden aplicar al campo de la neurociencia.

«¿Cómo es que el sistema nervioso de una mosca puede hacer esto tan rápido?» Dijo Mongeau. «Este trabajo reitera cuán rápido se ejecutan estas maniobras dentro de un sistema nervioso extremadamente pequeño. Estos datos pueden conducir a nuevas hipótesis para comprender cómo funcionan los cerebros».

Los colaboradores del proyecto incluyen a Sanjay P. Sane, profesor asociado en el Centro Nacional de Ciencias Biológicas en Bangalore, India, y Jianguo Zhao, profesor asistente en el estado de Colorado.

Mayor información: Pan Liu, Sanjay P. Sane, Jean-Michel Mongeau, Jianguo Zhao and Bo Cheng. «Flies land upside down on a ceiling using rapid visually mediated rotational maneuvers» Science Advances, Published: 23 October 2019.

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