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Frijoles saltarines no se mueven al azar

Fuente: La Crónica

Investigadores estadunidenses descubrieron en un nuevo estudio que los frijoles saltarines mexicanos no se mueven al azar, y revelaron haber copiado su patrón de traslación para diseñar y programar robots que puedan moverse en una dirección controlada.

Luego de estudiar los giros y brincos de los frijoles saltarines, ingenieros mecánicos del Instituto de Tecnología de Georgia, en Atlanta, desarrollaron algoritmos que imitan el comportamiento de su traslación para programar robots, a fin de que puedan moverse en una dirección controlada.

El equipo de ingenieros, integrado por Daniel West, Lal Ishan, Leamy Michael y David Hu, publicó esta semana su estudio sobre la locomoción de los frijoles saltarines mexicanos en la revista científica Bioinspiration & Biomimetics.

Curiosidad mexicana

Los frijoles saltarines provienen de las montañas del noroeste de México y comienzan a desarrollarse cuando una polilla pone sus huevos en las flores de un helecho nativo en el comienzo del verano.

Cuando las flores maduran se convierten en vainas en forma de semillas, que se dividen aparte, y atrapan a las larvas de la polilla en secciones parecidas a las rebanadas de un pastel.

A mediados del verano, en tiempo de lluvias, cada sección de la vaina o “frijol”, cae al suelo. Para escapar del calor del sol, la larva atrapada empuja desde dentro la semilla, para encontrar rápidamente zonas de sombra donde la temperatura es más fría.

La larva se alimenta del interior del frijol, creando espacio para sí misma y ahí pasa los siguientes seis u ocho meses dentro de la semilla saltando y dando vueltas para buscar la sombra. A medida que madura, su último acto como una larva es cortar la semilla, después de lo cual se convierte en una pupa que pasa a transformarse en palomilla.

La ciencia detrás de sus saltos

En 1955 se descubrió cómo la larva controla el movimiento de la semilla, al colocar a una de ellas dentro de una cápsula de píldora transparente.

Se observó entonces que la larva usa hilos de seda para adherirse a la parte interior de la cápsula y luego mover el grano recorriendo la superficie interior o agarrar la cápsula con uno de sus extremos y rápidamente golpearla con su otro extremo, a fin de provocar saltos.

En la década de 1980, los científicos descubrieron una correlación entre la temperatura exterior y la frecuencia y duración de los movimientos de los frijoles, que alcanzaron un máximo de 40 saltos por minuto durante varios minutos a 45 grados centígrados.

Para sumarse a este conocimiento, los investigadores en el actual estudio construyeron una pequeña “pista de carreras” de 12 carriles utilizando una charola para hornear pan, debajo de la cual colocaron una cobija eléctrica y otros dispositivos para crear diferentes grados de temperatura entre uno y otro extremo.

Los investigadores colocaron frijoles en cada carril y forzaron a los granos (larvas) a moverse realizando varias carreras.

Los ingenieros calcularon la frecuencia de cada tipo de movimiento. De 550 movimientos, los granos saltaron 85 por ciento de las veces, rodaron el 14 por ciento y se voltearon el uno por ciento.

Los científicos notaron que el movimiento de salto-rodar se asemeja al de las bacterias y otros organismos. Investigaciones anteriores han demostrado que este tipo de trayectoria es óptima para la localización de objetivos distribuidos al azar, y los ingenieros esperan investigar más la estrategia en el contexto de los frijoles saltarines.

Los investigadores concluyeron que, a pesar de que frijoles saltarines son utilizados en los juegos de azar, sus movimientos individuales pueden ser en gran medida determinados.

Usando los datos recabados, los investigadores escribieron un algoritmo basado en el patrón del comportamiento del frijol y probaron su exactitud en las simulaciones y con un robot con ruedas.

En ambas pruebas, los movimientos fueron muy parecidos al movimiento de los granos.

Aporte tecnológico

Los frijoles saltarines mexicanos podrían ser útiles para el diseño de futuros micro-robots con necesidades de baja inteligencia y poder.

Por ejemplo, los investigadores prevén el diseño de frijoles saltarines mecánicos, que podrían ser utilizados como sensores de bajo costo para la detección de gradientes de temperatura.

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