Nuestro miedo y disgusto de que las cucarachas puedan pasar rápidamente por las grietas más pequeñas están bien justificados, dicen los científicos de la Universidad de California en Berkeley.
No solo pueden aplastarse para entrar en grietas de un décimo de pulgada, sino que una vez dentro pueden correr a alta velocidad incluso cuando están aplastados por la mitad.
Estos son solo algunos de los hallazgos espeluznantes de un estudio de UC Berkeley sobre cómo las cucarachas estadounidenses Periplaneta americana penetra en las juntas y uniones más estrechas en menos de un segundo.
Lo que los investigadores encontraron ha inspirado a un robot que puede atravesar las grietas rápidamente, una nueva capacidad de búsqueda y rescate en los escombros que resultan de tornados, terremotos y explosiones.
"Lo impresionante de estas cucarachas es que pueden correr tan rápido a través de un espacio de un cuarto de pulgada como un espacio de media pulgada, reorientando sus patas completamente hacia los lados", dijo el líder del estudio Kaushik Jayaram, quien recientemente obtuvo su Ph.D. De UC Berkeley y ahora es un becario postdoctoral en la Universidad de Harvard. "Miden aproximadamente media pulgada cuando corren libremente, pero pueden aplastar sus cuerpos a una décima de pulgada, la altura de dos centavos apilados. "
Las cucarachas que atraviesan grietas, descubrió Jayaram, pueden soportar fuerzas 900 veces su peso corporal sin sufrir lesiones.
Utilizando la técnica de la cucaracha como inspiración, Jayaram diseñó un robot simple y económico del tamaño de la palma de la mano que puede extender sus piernas hacia afuera cuando se aplasta, luego lo cubrió con un escudo de plástico similar a las alas suaves y resistentes que cubren la parte posterior de una cucaracha.CRAM, para un robot compresible con mecanismos articulados, pudo meterse y atravesar grietas de la mitad de su altura.
"En caso de un terremoto, los socorristas deben saber si un área de escombros es estable y segura, pero el desafío es que la mayoría de los robots no pueden meterse en los escombros", dijo Robert Full, profesor de biología integrativa enUC Berkeley. "Pero si hay muchas grietas, conductos de ventilación y conductos, puede imaginarse simplemente lanzando un enjambre de estos robots para localizar a los supervivientes y puntos de entrada seguros para los socorristas".
Jayaram construyó el robot modelo utilizando una técnica de fabricación similar al origami, ahora disponible como un kit económico fabricado por Dash Robotics, un derivado comercial del trabajo robótico anterior en UC Berkeley. Ahora, se necesitarán versiones más robustas para la realidad.-pruebas mundiales.
"Esto es solo un prototipo, pero muestra la viabilidad de una nueva dirección usando lo que creemos que son los modelos más efectivos para robots blandos, es decir, animales con exoesqueletos", dijo Full. "Los insectos son los animales más exitosos entierra. Debido a que se entrometen en casi todas partes, deberíamos buscar en ellos inspiración sobre cómo hacer un robot que pueda hacer lo mismo ".
Jayaram y Full publicarán sus hallazgos esta semana en la primera edición en línea de la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Durante las últimas tres décadas, Full y los estudiantes de su laboratorio Poly-PEDAL han estudiado cómo los animales caminan, corren, saltan, se deslizan, gatean y se deslizan para comprender los principios biomecánicos básicos que subyacen a la locomoción, y que pueden usarse para diseñar mejorrobots. Sus hallazgos han inspirado a robots con patas como las de las cucarachas y cangrejos, así como pies pegajosos como los de los geckos. Full, hace 25 años, descubrió que las cucarachas estadounidenses pueden correr sobre dos patas, una hazaña certificada por el Libro Guinness deRécords mundiales, y puede alcanzar una velocidad de casi 5 pies por segundo, o 50 veces la longitud de su cuerpo por segundo.
Usando una cámara de alta velocidad, Jayaram filmó cucarachas corriendo casi a toda velocidad entre placas espaciadas un cuarto de pulgada, menos que la parte más delgada del cuerpo de una cucaracha. Al estrechar las ranuras, descubrió que podían deslizarse a través de las ranuras deun décimo de pulgada si está muy motivado.
Mientras están aplastados, no pueden usar correctamente los pies, por lo que usan las espinas sensoriales de la tibia para empujar contra el piso y avanzar.
"Tienen que usar diferentes partes del cuerpo para moverse en estos espacios, porque sus piernas y pies no están orientados para funcionar correctamente", dijo Jayaram. "Pero aún son capaces de generar las grandes fuerzas necesarias para la locomoción, lo que hizo volar mimente."
Jayaram colocó papel de lija en la parte superior e inferior de las grietas para determinar cómo la fricción afectaba su capacidad para moverse, y descubrió que una capa superior suave y no demasiada fricción en el piso eran la clave, ya que la cucaracha debe tener suficiente fricción para avanzar,pero no demasiado para ralentizarlo. Los investigadores se refieren a este nuevo modo de locomoción como "el cuerpo arrastrando las piernas por fricción con arrastre sobre el cuerpo", ya que el empuje de las piernas está dominado por la fricción, pero no hay arrastre de los medios que fluyen, comocomo aire, agua o arena.
Jayaram ahora está probando todas las partes de la cucaracha para determinar sus propiedades mecánicas y su papel en el rastreo espeluznante de los insectos.
El trabajo es apoyado por el Laboratorio de Investigación del Ejército a través de Micro Autonomous Systems and Technology MAST, una Alianza Tecnológica Colaborativa que involucra a la industria, universidades y el Ejército de los EE. UU.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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