Investigadores han demostrado que un pez biomimético es capaz de dirigir un cardumen de peces vivos
Sondeando la cuestión en gran parte inexplorada de las características que tiene un líder entre los bancos de peces, los investigadores han descubierto mediante la imitación de la naturaleza, que un pez robótico puede transformarse en un líder de los vivos.Investigadores del Instituto Politécnico de la Universidad de Nueva York (NYU-Poly) ha realizado una serie de experimentos con el objetivo de aumentar la comprensión del comportamiento animal colectivo, incluyendo el aprendizaje de cómo podrían algún día los robots conducir a peces lejos de desastres ambientales. La naturaleza es una fuente creciente de inspiración para los ingenieros y los científicos quedaron intrigados al descubrir que su pez robot biomimético, no sólo podría infiltrarse y ser aceptado por los nadadores, sino en realidad asumir un papel de liderazgo.
En un artículo publicado en línea en el Journal of the Royal Society Interface, Stefano Marras, un becario postdoctoral en ingeniería mecánica en la NYU-Poly y actualmente investigador en el Institute for the Marine and Coastal Environment-National Research Council, y Maurizio Porfiri, profesor asociado de ingeniería mecánica en NYU-Poly, encontraron condiciones que indujeron a carpitas doradas (Notemigonus crysoleucas) a seguir la estela de un pez robot biomimético, tomando ventaja del ahorro de energía generada por el robot.
Los investigadores diseñaron su pez robot bio-inspirado para imitar la propulsión de la cola de un pez nadando, y llevaron a cabo experimentos a diferentes frecuencias de ritmo y velocidad de flujo de la cola. En la naturaleza, el pez colocado en la parte delantera de un cardumen mueve la cola con mayor frecuencia, creando una estela en la que se reúnen sus seguidores. Los seguidores muestran una frecuencia mucho más lenta el movimiento de la cola, lo que lleva a los investigadores a creer que los seguidores están disfrutando de una ventaja hidrodinámica de los esfuerzos de los líderes.
En un intento de crear un líder robótico, Marras y Porfiri colocaron su robot en un túnel de agua con un banco de peces de carpitas doradas. En primer lugar, dejaron que el robot estuviese quieto y, como era de esperar, el "ficticio" pez atrajo poca atención. Sin embargo, cuando el robot simuló el movimiento de la cola de un conocido pez líder, los miembros del cardumen asumieron los patrones de comportamiento que exhiben en la naturaleza, disminuyendo el movimiento de sus colas y siguiendo al líder robótico.
"Estos experimentos pueden abrir nuevos canales para explorar las posibilidades de las interacciones robóticas con animales vivos - un área que está en gran parte sin explorar", explicó Porfiri. "Al mirar a la naturaleza para guiar nuestro diseño, y crear robots que se conectan con las señales naturales de los animales, podemos ser capaces de influir en el comportamiento animal colectivo para ayudar a la conservación del medio ambiente y los trabajos de recuperación en desastres".
Los investigadores postulan que los líderes robóticos podrían ayudar a los peces y otros animales que se comportan colectivamente - incluidas las aves - lejos de situaciones tóxicas, tales como derrames de petróleo o productos químicos o artificiales peligros, tales como presas. Otros experimentadores han encontrado éxito en la naturaleza con atrayentes no vivos, pero los investigadores creen que esta es la primera vez que alguien ha utilizado la biomimética para tal efecto.
Marras y Porfiri llevaron a cabo sus experimentos con el apoyo de la National Science Foundation.
Artículo científico: Fish and robots swimming together: attraction towards the robot demands biomimetic locomotion
Enlace: Polytechnic Institute of New York University
Ver también: Un pez robot aceptado por cardumen de peces silvestres
