Cuando aparecen en las despensas familiares o en las cocinas de los restaurantes, las cucarachas son comúnmente despreciadas como plagas desagradables y poco saludables y son rápidamente asesinadas. Pero en nombre de la ciencia, los investigadores de Johns Hopkins han puesto a funcionar estos insectos no deseados.
En un laboratorio abarrotado y sin ventanas, los académicos y los estudiantes están persuadiendo a los insectos para que compartan algunos consejos cruciales de locomoción que podrían ayudar a futuros vehículos robóticos a atravesar terrenos traicioneros.
Imagine las secuelas de un terremoto o la superficie desordenada e inexplorada de otro planeta. Los equipos humanos podrían dudar en ingresar a regiones tan peligrosas. Pero qué forma de vida terrenal, aparte de la que en broma se dice que es capaz de sobrevivir incluso a un atómicoexplosión de una bomba: ¿es más probable que persista en un paisaje alienígena peligroso?
Para misiones como estas, los investigadores de Johns Hopkins quieren construir robots que se comporten más como cucarachas. Los primeros hallazgos del equipo son el tema de dos artículos de investigación relacionados publicados en la edición del 2 de febrero de la revista Bioinspiración y biomimética .
Sean W. Gart, un becario postdoctoral que pone a prueba las cucarachas, fue el autor principal de los dos documentos. El autor principal fue Chen Li, profesor asistente de ingeniería mecánica que dirige el Laboratorio Terradynamics. Se centra en la ciencia del movimientoen la interfaz de biología, robótica y física.
Dentro del laboratorio, las cucarachas corren a lo largo de pistas cargadas con dos tipos de obstáculos: grandes "golpes" y "espacios" igualmente grandes. Estos imitan los agujeros y barreras que las cucarachas podrían haber encontrado en su hábitat natural accidentado.cabezas, torsos y piernas hasta que encuentren una manera de superar o atravesar los obstáculos para mantenerse en curso.
Las cámaras de alta velocidad capturan los movimientos del cuerpo y las piernas utilizados por estas cucarachas, una especie centroamericana con cuerpos de aproximadamente 2 pulgadas de largo. Estos videos luego se pueden ralentizar para ayudar a los investigadores a aprender las tácticas de viaje precisas que los pequeños robots podrían usar parasuperar el mismo tipo de obstáculos. Las cucarachas, nativas de una región de selva tropical muy abarrotada de vegetación, necesitan estas habilidades.
"Donde viven, tienes todo tipo de cosas a tu alrededor, como vegetación densa u hojas caídas, ramas o raíces", dijo Li. "Donde quiera que vayan, se topan con estos obstáculos". Estamos tratando de entender elprincipios de cómo atraviesan un terreno tan complejo, y esperamos transferir esos principios a robots avanzados ".
Algunas de estas mejoras inspiradas en cucarachas ya se han materializado. El equipo de Li ha construido un robot de múltiples patas para replicar los patrones de funcionamiento del insecto. Después de revisar cuidadosamente sus videos de errores para descubrir los principios físicos subyacentes, los investigadores agregaron una "cola" aayudar a los robots a replicar las posiciones del cuerpo que ayudaron a las cucarachas reales a superar las grandes protuberancias y huecos en la pista del laboratorio..
"Recién estamos comenzando a entender cómo estas criaturas se mueven a través de un terreno en 3D donde hay obstáculos que son más grandes o comparables al tamaño del animal o robot", dijo Li.
El siguiente paso será determinar si sus hallazgos también se aplicarán al movimiento a través de terrenos más dispersos al azar, como los escombros de un edificio demolido.
Pero no espere que el equipo abandone el uso de cucarachas para desentrañar los misterios del movimiento animal. Li ha estado trabajando con ellos desde 2012 cuando se convirtió en becario postdoctoral de UC Berkeley estudiando la locomoción animal.
"Sabía que estaría trabajando con estos animales, y estaba un poco asustado al principio porque corrían muy rápido y eran muy espeluznantes", recuerda Li. "Pero tan pronto como comencé a trabajar en el laboratorio,Aprendí que en realidad es muy fácil trabajar con ellos, y que en realidad son un organismo modelo muy agradable y fantástico. No solo porque son tan robustos y se mueven tan rápido, sino también porque son muy fáciles de manejar y motivar.ejecutar y muy fácil de cuidar. Por lo tanto, actualmente son una de las principales especies en nuestro laboratorio, que sirve como un sistema modelo ".
Los coautores del artículo de la revista sobre el recorrido de grandes brechas fueron los estudiantes de posgrado Changxin Yan y Ratan Othayoth y el estudiante de pregrado Zhiyi Ren, todos del Departamento de Ingeniería Mecánica.
La investigación fue financiada por un Premio de Carrera del Fondo Burroughs Wellcome en la Interfaz Científica, un Premio al Investigador Joven de la Oficina de Investigación del Ejército de EE. UU. Y la Escuela de Ingeniería Whiting de la Universidad Johns Hopkins.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Johns Hopkins . Original escrito por Phil Sneiderman. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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