¿Cómo distinguen los insectos voladores entre arriba y abajo?

Los insectos voladores pueden determinar la dirección de la gravedad aunque no tengan órganos sensores de aceleración

Los humanos tenemos el oído interno, un pequeño y delicado conjunto de cavidades que nos indica si estamos boca arriba o boca abajo, parados o en movimiento, y que cuando funciona mal nos produce mareos. Los drones suelen utilizar acelerómetros para estimar la dirección de la gravedad y poder mantenerse en el aire. Pero hasta ahora, la forma en que lo hacen los insectos voladores ha sido un misterio.

Los investigadores miran regularmente a la naturaleza para ver cómo resuelve ciertos problemas. La biónica -palabra artificial compuesta de biología y tecnología- ya ha copiado sistemas de localización como los de los delfines para el sonar de los submarinos, o las púas de la bardana para desarrollar el velcro. Incluso Leonardo da Vinci se inspiró en las aves para sus máquinas voladoras. Pero, ¿por qué no iba a funcionar al revés? ¿Pueden las soluciones técnicas proporcionar una visión más profunda de los fenómenos biológicos no resueltos?

Un equipo de la Universidad Tecnológica de Delft, el Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) de Francia y la Universidad de Aix-Marsella ha demostrado que los abejorros pueden estimar la dirección de la gravedad haciendo que sus sensores detecten ópticamente los movimientos de su entorno y lo combinen con la modelización de su propio movimiento, es decir, la predicción de cómo se moverán. Estos resultados, publicados por los investigadores en la revista Nature, son un paso importante hacia el futuro desarrollo de diminutos drones autónomos. Además, puede explicar la forma en que los insectos voladores distinguen entre arriba y abajo. Esto demuestra cómo la sinergia entre la robótica y la biología puede dar lugar a avances tecnológicos y nuevos enfoques de investigación biológica.

Mientras que los drones suelen utilizar acelerómetros para estimar la dirección de la gravedad, los insectos voladores no tienen un sentido específico de la aceleración. Por ello, los científicos investigaron el flujo óptico, que es la forma en que un individuo percibe el movimiento en relación con su entorno. Es la impresión visual que pasa por nuestra retina cuando nos movemos. Por ejemplo, si estamos sentados en un tren, los árboles junto a las vías pasan más rápido que las montañas más lejanas. Sin embargo, el flujo visual no es suficiente para que un insecto detecte la dirección de la gravedad. El equipo de investigación descubrió entonces que combinando el flujo óptico con una predicción del movimiento es muy posible desarrollar el sentido de la gravedad.

Los experimentos de los investigadores con robots voladores muestran que este principio conduce a un control de actitud estable pero ligeramente oscilante. Según los científicos, las oscilaciones recuerdan mucho al vuelo de los insectos. Sin embargo, probar esta conjetura podría resultar difícil, ya que implica procesos cerebrales que son difíciles de controlar durante el vuelo de un animal. «Aunque esta hipótesis puede explicar teóricamente cómo los insectos voladores determinan la gravedad, todavía necesitamos la confirmación de un experimento biológico de que realmente utilizan este mecanismo», dijeron los investigadores, según un comunicado de los institutos implicados.

REFERENCIA

Accommodating unobservability to control flight attitude with optic flow