La mayoría de las personas no piensan en la dinámica de fluidos cuando se trata del parto. Pero Megan Leftwich sí.
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El profesor de ingeniería mecánica y espacial de la Universidad George Washington en Washington, DC, estudia los flujos biológicamente inspirados, como los mecanismos que permiten que los peces naden o la interacción entre fluidos y otras fuerzas cuando un bebé pasa por el canal de parto.
Después de observar los patrones de natación de los leones marinos durante un viaje familiar al Zoológico Nacional Smithsonian, Leftwich comenzó a pensar en el método de natación de los leones marinos con sus aletas delanteras en lugar de sus aletas traseras. Los mamíferos son nadadores eficientes y casi no producen estela . En colaboración con el Zoológico Nacional, Leftwich filmó a los leones marinos, rastreó los graciosos aplausos de sus aletas y diseñó una aleta robótica que replica el movimiento. Ella espera tener un prototipo funcional para fines del verano.
La aleta robótica sigue una larga línea de inventos inspirados en la naturaleza. El ingeniero George de Mestral estudió la cabeza puntiaguda de una planta de bardana bajo un microscopio y patentó Velcro en 1955. Y, más recientemente, el brillo de las alas de mariposa inspiró una pantalla para lectores electrónicos. La evolución ya ha resuelto muchos de los problemas que encontramos, de una forma u otra, para otros seres vivos.
En última instancia, Leftwich visualiza vehículos no tripulados con aletas robóticas en lugar de hélices que podrían hacer cosas como explorar campos de minas submarinos sin crear grandes perturbaciones que disparen bombas vivas y buques de investigación tan eficientes que puedan viajar grandes distancias con una sola batería.
¿Cómo te inspira la naturaleza?
Estoy tan inspirado por el mundo natural porque vivimos en él y lo vemos todo el tiempo. Es realmente fácil para mí ver hojas que soplan en el viento y luego pensar '¿Eh, me pregunto cuánta fuerza puede tomar esa hoja antes de que se la arranque?' Estas preguntas las puedo vivir hasta cierto punto, por lo que siempre puedo ver algo nuevo para explorar. Estoy fascinado por la forma en que el proceso natural, esa evolución ha encontrado tantas soluciones a tantos problemas diferentes. Si puedo ver la manera en que esa solución, ya sea cómo la forma de una flor o pasto que crece en cierta dirección interactúa con los fluidos que la rodean, entonces puedo investigar un problema.
¿Por qué estudias organismos que nadan?
Muchos peces simplemente nadan agitando su aleta caudal, pero los delfines y las ballenas lo agitan de arriba abajo. Los calamares y las medusas contraen sus cuerpos y disparan un jet, y las serpientes marinas mueven todo su cuerpo hacia arriba y hacia abajo. Entonces, incluso esta idea de moverse por el agua, ya tenemos muchas soluciones. Estaba realmente interesado en cuál es la conexión fundamental entre todas esas soluciones.
Los leones marinos se impulsan con sus aletas delanteras de una manera que produce muy poca estela. (Jon Betz) ¿Puedes describir las maniobras que hacen los leones marinos?
Los leones marinos son grandes nadadores. Son muy ágiles y muy juguetones, por lo que pueden hacer cosas como curvas muy cerradas hacia donde avanzan y, de repente, subirán y darán 180 grados en un radio muy estrecho. Si van hacia adelante y de repente quieren ver algo detrás de ellos, levantarán la cabeza y en realidad solo darán la vuelta y se irán en la otra dirección. Harán rollos de barril y girarán con la nariz como eje. Son extremadamente ágiles.
Debido a que están nadando con sus aletas delanteras en lugar de sus colas, no crean la estela típica que esperas ver detrás de un pez, un delfín o una ballena. Y si entendemos cómo lo hacen y podemos convertirlo en un vehículo no tripulado, por ejemplo, podríamos crear un vehículo que sea mucho más difícil de detectar en el agua, algo que sea hidrodinámicamente silencioso.
¿Cómo fue conocer a los leones marinos en el zoológico nacional?
No es que muchas personas tengan la oportunidad de acariciar a un león marino. Pensé que serían viscosos, pero no lo eran. Era algo así como un Doberman pinscher mojado.
Después de haber trabajado con leones marinos durante casi dos años, conocer a uno y tocarlo y ver cómo se siente el pelaje de los leones marinos fue realmente esclarecedor y agregó una comprensión profunda a este problema que estudiamos en la pantalla de una computadora o al menos a través de seis pulgadas de vidrio.
Leftwich estudia una película de los leones marinos del zoológico nacional. (Jon Betz) ¿Te consideras un innovador?
No siempre estoy resolviendo un problema en cuestión, pero realmente creo que estoy resolviendo los problemas del futuro. Creo que esta base de conocimiento se traducirá en soluciones a problemas que ni siquiera sabemos que tenemos, o que sabemos que tenemos y que no estamos interesados en resolver en este momento. Quizás la alta tasa de partos quirúrgicos en nuestro país no sea un gran problema, pero es un problema, y si tuviéramos una mejor solución, ¿no sería maravilloso? Definitivamente creo que mucho de lo que hago es buscar física fundamental donde la gente no cree que exista.
