Los científicos entrenan a una araña saltadora con el objetivo de crear microrrobots ágiles
Científicos han descubierto los secretos de cómo algunas arañas depredadoras atrapan a sus presas mientras cazan, entrenando a una para saltar diferentes distancias y alturas por primera vez.
Araña Kim./ UNIVERSIDAD DE MANCHESTER
El estudio, realizado en la Universidad de Manchester, es el más avanzado de su tipo hasta la fecha y el primero en utilizar tomografía 3D y cámaras de alta velocidad y alta resolución para registrar, monitorear y analizar el movimiento y el comportamiento de una araña.
El objetivo de la investigación es responder a la pregunta de por qué la anatomía y el comportamiento de las arañas saltarinas evolucionaron de la manera en que lo hicieron y, en segundo lugar, utilizar esta mejor comprensión de las arañas para imaginar una nueva clase de micro robots ágiles que actualmente son impensables utilizando la ingeniería actual.
El estudio se publica en la revista ‘Nature Scientific Reports’.
SALTA SEIS VECES SU LONGITUD CORPORAL
Mostafa Nabawy, autor principal del estudio, dice que “el objetivo del presente trabajo es la extraordinaria capacidad de salto de estas arañas. Una araña saltadora puede saltar hasta seis veces su longitud corporal desde un punto fijo”.
“Lo mejor que un humano puede lograr es aproximadamente 1,5 longitudes de cuerpo –explica–. La fuerza en las patas al despegar puede ser hasta 5 veces el peso de la araña; esto es sorprendente y si podemos entender esta biomecánica podemos aplicarla a otras áreas de investigación”.
Los investigadores entrenaron a la araña, a la que apodaron Kim, para saltar diferentes alturas y distancias en una plataforma artificial en un entorno de laboratorio. Kim pertenece a una especie de arácnido saltador conocido como ‘Phidippus regius’ o ‘Regal Jumping Spider’.
Luego, el equipo grabó los saltos utilizando cámaras de ultra alta velocidad y usó tomografías micro de alta resolución para crear un modelo en 3D de las patas y la estructura del cuerpo de Kim con un detalle sin precedentes.
Los resultados muestran que esta especie particular de araña usa diferentes estrategias de salto dependiendo del desafío de salto con el que se presenta.
Por ejemplo, para saltar distancias más cortas y cortas, Kim favoreció una trayectoria más rápida y más baja que consume más energía, pero minimiza el tiempo de vuelo. Esto hace que el salto sea más preciso y más efectivo para capturar a su presa.
Pero, si Kim está saltando una distancia más larga o hacia una plataforma elevada, tal vez para atravesar terrenos abruptos, salta de la manera más eficiente para reducir la cantidad de energía utilizada.
Los insectos y las arañas saltan de diferentes maneras, ya sea mediante un mecanismo similar a un muelle, fuerzas musculares directas o usando presión de fluido interna.
Los científicos saben hace más de 50 años que las arañas usan presión hidráulica interna para extender sus patas, pero lo que no se sabe es si esta presión hidráulica se usa activamente para mejorar o reemplazar la fuerza muscular cuando las arañas saltan.
Bill Crowther, coautor del estudio, explica que los resultados sugieren que, aunque Kim puede mover sus patas de forma hidráulica, no necesita la energía adicional de la hidráulica para lograr su extraordinario rendimiento de salto. “Por lo tanto, el papel del movimiento hidráulico en arañas sigue siendo una pregunta abierta”, concluye.
