El
hombre no cesa de inspirarse en la naturaleza. Un nuevo ejemplo de ello son...
las cucarachas. Estos insectos, que despiertan una profunda aversión en la
mayoría de los humanos, poseen un exoesqueleto cambiante, que les permite
moverse por espacios diminutos y soportar fuerzas de casi 900 veces su peso
corporal sin lesionarse. Una maravilla que puede ser la clave para construir robots
de búsqueda y rescate de víctimas entre escombros.
Para
desesperación de los profesionales del control de plagas y de sus clientes, la
capacidad de adaptación de las cucarachas para sobrevivir parece no tener límites.
Se
resisten a los insecticidas, evoluciona su sentido del gusto para esquivar las
trampas con glucosa, o escapan en direcciones imprevistas y aleatorias para no
ser alcanzadas por sus depredadores. A esta lista de habilidades hay que añadir
los resultados obtenidos en un estudio realizado en la Universidad de
California en Berkeley (EEUU), que analiza la extraordinaria capacidad de las
cucarachas para comprimirse y resistir presiones sobre su cuerpo.
Los
exoesqueletos articulados de las cucarachas les permiten una locomoción rápida
pero, a la vez, conservan la habilidad de un cuerpo blando, capaz de cambiar de
forma para explorar ambientes confinados. En los experimentos realizados, los
investigadores pusieron a prueba estas características físicas de las cucarachas,
con unos resultados sorprendentes.
Al
hacerlas pasar por grietas horizontales, con una altura inferior a una cuarta
parte de la altura del cuerpo del insecto de pie, las atravesaron rápidamente
en 300-800 milisegundos, mediante la compresión de su cuerpo un 40-60%.
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| Periplaneta americana |
La
grabación del experimento revela que el paso por la grieta es una maniobra
compleja y discontinua. Después de atravesar las grietas horizontales y entrar
en un espacio confinado vertical, las cucarachas se arrastraron a velocidades
cercanas a los 60 cm⋅s-1 (20 veces la longitud de su
cuerpo por segundo), a pesar de la compresión corporal y los cambios posturales.
La
velocidad de la carrera y la longitud y el periodo de la zancada sólo se
redujeron a la altura más pequeña en la grieta (4mm), mientras que el
deslizamiento o "arrastramiento" del cuerpo y el desplazamiento en
zigzag aumentaron.
Para
analizar los límites de rendimiento de la carrera en espacios confinados, los
investigadores alteraron la fricción en el techo y el suelo de la grieta. Un
aumento de la fricción en el techo disminuyó la velocidad, al disminuir la
longitud de la zancada y aumentar el deslizamiento o "arrastramiento"
del insecto. En cambio, un aumento de la fricción en el suelo aportó velocidad
y longitud de zancada, obteniendo un máximo en los niveles intermedios de
fricción.
Estos
datos apoyan un modelo de locomoción que los investigadores han descrito como
un "arrastramiento mediante las patas, con fricción en el cuerpo".
Por
otra parte, para definir los limites de la compresión del cuerpo de las
cucarachas en espacios confinados, realizaron pruebas cíclicas de compresión
dinámica en animales vivos. El exoesqueleto de los insectos les permitió
resistir fuerzas de 300 veces su peso corporal al atravesar las grietas más
pequeñas y de hasta casi 900 veces su peso corporal sin lesionarse.
No es
de extrañar pues, que los flexibles y resistentes exoesqueletos de las
cucarachas y su modo de desplazarse en espacios confinados, puedan servir de
inspiración para diseñar robots de búsqueda y rescate, capaces de penetrar en
los escombros generados por tornados, terremotos o explosiones.
Fuente:
Kaushik Jayaram, Robert J. Full: Cockroaches traverse crevices, crawl rapidly
in confined spaces, and inspire a soft, legged robot, University of California,
Berkeley, 2015
Publicado en Higiene Ambiental, el jueves 11 de febrero de
2016: http://www.pnas.org/content/early/2016/02/04/1514591113.abstract
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