Robodragonfly: La Pequeña Mochila Convierte Un Insecto En Un Cyborg

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Los ingenieros han equipado a las libélulas con diminutos controladores de mochila que se conectan directamente a las neuronas que controlan el vuelo de los insectos.

Los científicos buscan a los animales voladores, aves, murciélagos e insectos, en busca de inspiración cuando diseñan aviones no tripulados. Pero los investigadores también están investigando cómo usar la tecnología para interactuar con, e incluso guiar, a los animales mientras vuelan, mejorando las adaptaciones únicas que les permiten salir al aire.

Para ese fin, los ingenieros han equipado a las libélulas con pequeños controladores montados en mochilas que envían comandos directamente a las neuronas que controlan el vuelo de los insectos.

Este proyecto, conocido como DragonflEye, utiliza optogenética, una técnica que emplea luz para transmitir señales a las neuronas. Y los investigadores tienen neuronas de libélula modificadas genéticamente para hacerlas más sensibles a la luz y, por lo tanto, más fáciles de controlar mediante pulsos de luz medidos. [7 animales que llevaban mochilas para la ciencia]

Las libélulas tienen cabezas grandes, cuerpos largos y dos pares de alas que no siempre se agitan sincronizadas, según un estudio de 2007 publicado en la revista Physical Review Letters. Los autores del estudio encontraron que las libélulas maximizan su sustentación cuando baten ambos conjuntos de alas, y se desplazan al batir sus pares de alas fuera de sincronía, aunque a la misma velocidad.

Mientras tanto, los músculos independientes que controlan cada una de sus cuatro alas permiten a las libélulas lanzarse, flotar y girar una moneda de diez centavos con una precisión excepcional, encontraron los científicos en 2014. Los investigadores utilizaron secuencias de video de alta velocidad para rastrear el vuelo de las libélulas y construir modelos de computadora para comprender mejor a los insectos 'maniobras complejas, presentando sus hallazgos en la 67ª reunión anual de la División de Dinámica de Fluidos, según un comunicado publicado por la American Physical Society en noviembre de 2014.

DragonflEye ve a estos pequeños maestros del vuelo como volantes potencialmente controlables que serían "más pequeños, más ligeros y sigilosos que cualquier otra cosa hecha por el hombre", Jesse Wheeler, ingeniero biomédico del Charles Stark Draper Laboratory (CSDL) en Massachusetts e investigador principal del programa DragonflEye, dijo en un comunicado.

Un primer plano de la mochila y los componentes antes de doblarlos y colocarlos en la libélula.

Un primer plano de la mochila y los componentes antes de doblarlos y colocarlos en la libélula.

Crédito: Charles Stark Draper Laboratory

El proyecto es una colaboración entre el CSDL, que ha estado desarrollando la mochila que controla la libélula, y el Instituto Médico Howard Hughes (HHMI), donde los expertos están identificando y mejorando las neuronas de "dirección" ubicadas en el cordón nervioso de la libélula, insertando genes que Hazlo más sensible a la luz.

"Este sistema empuja los límites de la recolección de energía, la detección de movimiento, los algoritmos, la miniaturización y la optogenética, todo en un sistema lo suficientemente pequeño como para que lo use un insecto", dijo Wheeler.

Incluso más pequeños que la mochila de la libélula son componentes creados por CSDL llamados optrodos: fibras ópticas lo suficientemente flexibles como para envolver alrededor del cordón nervioso de la libélula, de modo que los ingenieros pueden apuntar solo a las neuronas relacionadas con el vuelo, explicaron los representantes de CSDL en una declaración.

Y además de controlar el vuelo de los insectos, los optrodos pequeños y flexibles podrían tener aplicaciones en medicina humana, agregó Wheeler.

"Algún día, estas mismas herramientas podrían hacer avanzar los tratamientos médicos en humanos, lo que resultaría en terapias más efectivas con menos efectos secundarios", dijo Wheeler. "Nuestra tecnología de Optrode flexible proporciona una nueva solución para permitir diagnósticos miniaturizados, acceder de forma segura a objetivos neuronales más pequeños y ofrecer terapias de mayor precisión".

Artículo original sobre Ciencia viva.


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