Las colas de caballitos de mar son apéndices peculiares. A diferencia de la mayoría de los animales, la sección transversal de la cola de un caballito de mar tiene la forma de un prisma cuadrado en lugar del cilindro habitual. Al aumentar aún más su mística, los caballitos de mar no usan sus colas para nadar, como lo hacen otros peces, sino más bien como dedos gigantes utilizados para anclar en los corales o arrebatar sabrosos camarones que se alejan demasiado.
contenido relacionado
- La extraña forma del Seahorse lo convierte en un arma de sigilo
La cola de caballito de mar es tan idiosincrásica que podría ser un activo para el campo de la robótica. Investigadores estadounidenses y belgas están recurriendo al extremo extraño en busca de pistas sobre cómo diseñar mejor dispositivos de agarre flexibles pero fuertes. Como informan hoy en Science, las creaciones inspiradas en los caballitos de mar podrían encontrar aplicaciones en misiones de búsqueda y rescate, industria, medicina y más.
Mientras que varios animales tienen colas prensiles (monos, zarigüeyas y camaleones, por nombrar solo algunos), la cola del caballito de mar es excepcionalmente fuerte. La armadura de cosecha propia en forma de placas esqueléticas cubre los cuerpos de los caballitos de mar, incluida la cola. Sin embargo, a pesar de los materiales rígidos, la cola del caballito de mar es casi tan flexible como las colas más carnosas de sus contrapartes terrestres.
"La naturaleza hace que las cosas sean lo suficientemente fuertes como para no romperse, y luego lo suficientemente flexibles como para hacer una amplia gama de tareas", dice en un comunicado el coautor del trabajo, Ross Hatton, profesor asistente de robótica en la Universidad Estatal de Oregón. "Es por eso que podemos aprender mucho de los animales que inspirarán a la próxima generación de robots".
Hatton y sus colegas decidieron estudiar las colas de caballitos de mar en particular porque sospecharon que la extraña estructura cuadrada debe haber evolucionado por alguna razón, y tal vez imbuye a esos animales con algunas habilidades únicas. Para poner a prueba su presentimiento, crearon modelos de computadora y representaciones impresas en 3D de colas de caballitos de mar compuestas, como las que se encuentran en la naturaleza, de 36 segmentos cuadrados, que a su vez están formados por cuatro placas en forma de L. En el centro, la columna vertebral se mantiene en su lugar mediante tejido conectivo.
Las colas de los caballitos de mar, que se usan más para agarrar que para la locomoción, son flexibles y excepcionalmente fuertes. (Video cortesía de Dominique Adriaens, UGent)También crearon un modelo digital e impreso en 3D hecho de estructuras redondas superpuestas, el equivalente de cómo se construiría una cola de caballito de mar si tuviera la forma de la cola de la mayoría de los otros animales. Su creación cilíndrica es diferente a todo lo que se encuentra en la naturaleza, pero crearla le dio al equipo un punto de comparación para probar las habilidades de la cola cuadrada.
Los investigadores realizaron experimentos en ambos modelos en los que aplicaron diversos grados de presión de aplastamiento y distorsión. Descubrieron que si bien la cola cilíndrica se alisa y se daña si se aplica suficiente fuerza, la cola cuadrada se aplana permitiendo que sus placas óseas se deslicen una sobre la otra, desviando el daño de la columna vertebral y dándole la capacidad de absorber más energía antes está roto.
Este truco mecánico le da a la cola del caballito de mar la fuerza para resistir las fauces de algunos posibles depredadores, así como la elasticidad para retorcerse rápidamente y casi sin esfuerzo después de que se haya desenrollado. Además, en comparación con una cola circular, la cola cuadrada disfruta de más puntos de contacto con las superficies en las que se agarra, lo que le permite ser un dispositivo de agarre más diestro. La cola redonda tenía un mayor rango de movimiento, pero esa ventaja tenía el costo de la fuerza y la durabilidad.
Modelos de cola cilíndrica, izquierda y cola de prisma cuadrado. (Michael M Porter, Universidad de Clemson) En manos de los humanos, una cola de caballito de mar robótica podría ser una bendición para navegar con seguridad por grietas estrechas en el cuerpo humano y luego realizar una cirugía, o para explorar las grietas de un edificio colapsado y eliminar los escombros que bloquean el rescate de una víctima. Sin embargo, es probable que esas aplicaciones estén a años de realizarse.
Mientras tanto, el equipo al menos resolvió el enigma de por qué los caballitos de mar tienen historias cuadradas. Como señalan en el documento, "los diseños de ingeniería son medios convenientes para responder preguntas biológicas escurridizas cuando los datos biológicos son inexistentes o difíciles de obtener".
