College of Engineering | University of Illinois at Urbana-Champaign
Un sistema inspirado en la llamada “línea lateral” de los peces, con la que estos animales pueden evitar obstáculos o rastrear presas, ha sido desarrollado de manera artificial por científicos norteamericanos para aplicarlo en submarinos y robots acuáticos.
Los peces o las bacterias acuáticas consiguen encontrar una presa o evitar convertirse ellos mismos en presas de otros depredadores gracias a un órgano sensorial denominado “línea lateral”, que consiste en un canal que se extiende a lo largo de los laterales del cuerpo y que se comunica con el exterior a través de poros sensoriales y escamas que detectan vibraciones de baja frecuencia y diferencias de presión.
Este detector natural de presencias cercanas ha inspirado a un equipo de científicos de la universidad de Illinois en Urbana-Champaign (Estados Unidos), liderados por el profesor Chang Liu, para desarrollar una línea lateral artificial que funcionaría de la misma forma, pero aplicada a vehículos submarinos.
Según publica el centro Engineering at Illinois, de dicha universidad, en un comunicado, el sistema serviría para aumentar la habilidad humana de detección, navegación y supervivencia en el medio submarino.
Guía y rastreo
En los peces, la línea lateral sirve de guía para la sincronización de los desplazamientos, para evitar depredadores y obstáculos, y para detectar y rastrear a las presas. Un submarino o un robot submarino equipados con una línea lateral artificial podrían detectar y rastrear de la misma forma objetivos bajo el agua, y evitar colisiones con objetos quietos o en movimiento.
El sistema consiste en una serie lineal integrada por micro sensores individuales, separados entre sí de manera similar a como se separan los sensores naturales de los peces.
Estos sensores son capaces de detectar cambios en la presión y el movimiento del agua, por lo que servirían para completar la información que habitualmente registran el sonar y los sistemas de detección tradicionales en los submarinos y robots acuáticos.
Para fabricar las finas estructuras tridimensionales que componen esta línea lateral artificial, los investigadores aplicaron las técnicas de grabado de circuitos en semiconductores. Las minúsculas piezas diminutas que equivaldrían a las células sensoriales de los peces, se elaboraron sobre un material magnético. En la última etapa de fabricación, un campo magnético las hizo girar para que se colocaran adecuadamente.
Pruebas prometedoras
Cada uno de los sensores de fluido (diseñados para registrar la variación de presión del agua) mide 400 micras de ancho y 600 de alto y están separados entre sí por una distancia de un milímetro. Se encuentran alineados formando un prototipo de línea lateral, que ya ha sido probado.
En los tests, el sistema demostró que era capaz de localizar una fuente de vibración submarina cercana, así como detectar estelas hidrodinámicas (como las que dejan las hélices de los submarinos) en rastreos de larga distancia.
Con posteriores avances en la tecnología, podrían hacerse vehículos submarinos capaces de registrar los fenómenos hidrodinámicos de su alrededor de manera autónoma, publica Liu en dicho comunicado.
Los científicos reconocen que aún la biología es muy superior a la ingeniería humana, pero añaden que ésta debe aprender mucho de los sistemas biológicos. Los resultados de este trabajo han sido publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Los peces o las bacterias acuáticas consiguen encontrar una presa o evitar convertirse ellos mismos en presas de otros depredadores gracias a un órgano sensorial denominado “línea lateral”, que consiste en un canal que se extiende a lo largo de los laterales del cuerpo y que se comunica con el exterior a través de poros sensoriales y escamas que detectan vibraciones de baja frecuencia y diferencias de presión.
Este detector natural de presencias cercanas ha inspirado a un equipo de científicos de la universidad de Illinois en Urbana-Champaign (Estados Unidos), liderados por el profesor Chang Liu, para desarrollar una línea lateral artificial que funcionaría de la misma forma, pero aplicada a vehículos submarinos.
Según publica el centro Engineering at Illinois, de dicha universidad, en un comunicado, el sistema serviría para aumentar la habilidad humana de detección, navegación y supervivencia en el medio submarino.
Guía y rastreo
En los peces, la línea lateral sirve de guía para la sincronización de los desplazamientos, para evitar depredadores y obstáculos, y para detectar y rastrear a las presas. Un submarino o un robot submarino equipados con una línea lateral artificial podrían detectar y rastrear de la misma forma objetivos bajo el agua, y evitar colisiones con objetos quietos o en movimiento.
El sistema consiste en una serie lineal integrada por micro sensores individuales, separados entre sí de manera similar a como se separan los sensores naturales de los peces.
Estos sensores son capaces de detectar cambios en la presión y el movimiento del agua, por lo que servirían para completar la información que habitualmente registran el sonar y los sistemas de detección tradicionales en los submarinos y robots acuáticos.
Para fabricar las finas estructuras tridimensionales que componen esta línea lateral artificial, los investigadores aplicaron las técnicas de grabado de circuitos en semiconductores. Las minúsculas piezas diminutas que equivaldrían a las células sensoriales de los peces, se elaboraron sobre un material magnético. En la última etapa de fabricación, un campo magnético las hizo girar para que se colocaran adecuadamente.
Pruebas prometedoras
Cada uno de los sensores de fluido (diseñados para registrar la variación de presión del agua) mide 400 micras de ancho y 600 de alto y están separados entre sí por una distancia de un milímetro. Se encuentran alineados formando un prototipo de línea lateral, que ya ha sido probado.
En los tests, el sistema demostró que era capaz de localizar una fuente de vibración submarina cercana, así como detectar estelas hidrodinámicas (como las que dejan las hélices de los submarinos) en rastreos de larga distancia.
Con posteriores avances en la tecnología, podrían hacerse vehículos submarinos capaces de registrar los fenómenos hidrodinámicos de su alrededor de manera autónoma, publica Liu en dicho comunicado.
Los científicos reconocen que aún la biología es muy superior a la ingeniería humana, pero añaden que ésta debe aprender mucho de los sistemas biológicos. Los resultados de este trabajo han sido publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.