Robots inspirados no movemento da célula reptadora máis veloz

Buscar

Susbcrición Newsletter

Introducir e-mail

Arquivo mensual

Vindeiros eventos

Non hai eventos polo momento

En espazos estreitos, a Euglena logra ser o organismo acuático unicelular máis rápido. Conségueo a través dun movemento do seu corpo que lle permite "reptar dunha forma moi eficiente". Esa capacidade de deformar o seu corpo poderá ser utilizada agora para deseñar robots máis operativos á hora de desprazarse en ámbitos complexos e confinados, tales como diferentes tipos de chan, entre entullos ou mesmo dentro do corpo humano.

Un equipo de investigadores liderado polo profesor e investigador Marino Arroyo, da UPC e o IBEC, descubriu a capacidade que ten a Euglena para reptar rapidamente en espazos estreitos. Este organismo, en palabras do científico, sempre foi "un exemplo paradigmático de movementos moi espectaculares, coordinados e moi elegantes". "Pero sempre foron un misterio", engade referíndose á causa desas alteracións.

Unha incógnita que se remonta a hai máis de tres séculos, cando Anton van Leeuwenhoek, coñecido como o pai da microbioloxía, quedou sorprendido polo comportamento dos organismos unicelulares que atopou nunha gota de auga dun estanque.

Rematou por crer que o devandito movemento era un remanente do pasado, de cando utilizaban a capacidade de deformar o seu corpo para comer outras células. Esta calidade deixou de ter sentido porque as devanditas células se fixeron fotosintéticas ao tragar algas, así que pasaron a alimentarse da luz.

"Ver un movemento con tanta intención fíxonos pensar que había algo máis", recorda Arroyo, quen traballou xunto a outros científicos de Italia. Por iso empezaron, segundo as súas propias palabras, "a tirar do fío". O primeiro paso foi entender como o fan, é dicir, de que xeito se distorsiona a Euglena. Hai que ter en conta que "a escala micrométrica as leis da física que determinan como se desprazan os distintos organismos son moi diferentes porque non teñen inercia".

O segundo paso foi atopar o porqué desas deformacións coordinadas de grande amplitude no seu corpo, un movemento coñecido como metaboly. O estudo iniciouse coa hipótese de que podería ser útil para moverse en ambientes abarrotados ou espazos estreitos, e colocaron células da Euglena en tubos cada vez máis pequenos para examinar o seu comportamento.

"As células desprazáronse cunha elegancia e efectividade sorprendentes, a unha lonxitude dun corpo cada vinte segundos, moito máis rápido que as células reptadoras máis veloces de animais", apunta o científico Giovanni Noselli.

Deste modo, e mediante a combinación de observacións experimentais e modelos teóricos e computacionais, os autores do traballo demostraron que as deformacións peristáticas do corpo do metaboly permiten que as células da Euglena preman tanto cara ás paredes de confinamento do tubo como cara ao fluído que a rodea para avanzar, facendo que sexa un modo de desprazamento particularmente versátil e adaptable.

Ademais, o estudo identificou diferentes tipos de metaboly en varias especies da Euglena, feito que pode ter un grande impacto no campo da bioloxía. "Os biólogos, agora, pódense formular como estes diferentes estilos de desprazamento se axustan á historia evolutiva da Euglena. Sabemos que son as células reptadoras máis rápidas, pero aínda non está claro cando utilizan esta capacidade no seu ámbito natural", afirma Marino Arroyo.

Intelixencia incorporada

Os resultados da investigación, publicados na revista científica Nature Physics, demostran que as células da Euglena operan seguindo o principio da 'intelixencia incorporada ou mecánica'. "Son células simples sen un sistema nervioso e, polo tanto, a intelixencia que necesitan para reptar e adaptarse a diversas condicións só pode ser mecánica", explica o científico Antonio DeSimone.

Todo isto encaixa coa tendencia actual no mundo da robótica: os soft robotics. "Estase a traballar en robots brandos e deformables que, cunhas instrucións moi sinxelas e coa propia deformabilidade do material, sexa capaz de responder a un ámbito variable e adaptarse a condicións cambiantes sen ter que procesar a información", explica o profesor da UPC en declaracións a Innovaspain.

A Euglena ten un mecanismo de deformación "moi particular", cunha superficie estriada e "todo un sistema que permite reptar en espazos confinados". Será a base para facer "robots que sexan capaces de desprazarse por ámbitos moi confinados e cambiantes". De momento están a traballar en construír prototipos centimétricos que imiten ao organismo acuático unicelular.

(Fonte: Innovaspain)