¿Para qué crear un robot desde cero, si los seres vivos pueden convertirse en cíborgs? Esta es la premisa Thang Vo-Doan, investigador de la Universidad de Queensland, en Australia, ideólogo de un sistema para controlar los movimientos de escarabajos reales con un joystick de videojuegos. El objetivo es mucho más loable que estorbar a los insectos: prevén usarlos para mejorar las tareas de rescate, localizando a sobrevivientes luego de derrumbes.
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La magia ocurre gracias a una pequeña mochila con un microchip, que se coloca en la espalda del escarabajo. Con ese elemento, envían señales eléctricas a las patas delanteras y antenas del insecto, para que se mueva en la dirección deseada. El avance no es trivial: los investigadores de la institución australiana dicen que la localización de personas bajo escombros se concretaría en horas, en lugar de días.
“Los escarabajos son increíblemente eficientes energéticamente”
“Elegimos a los escarabajos no solo por su durabilidad, sino también por su pequeño tamaño y fuerza, lo que les permite transportar pequeños componentes electrónicos sin obstaculizar su movimiento”, dice Vo-Doan en diálogo con TN Tecno. “Estos insectos tienen agilidad al caminar y son adaptables a diversos entornos. Otra ventaja es que dejan de crecer tras alcanzar la etapa adulta, lo que ayuda a mantener una colocación estable de los electrodos. También son relativamente fáciles de cuidar y manipular, convirtiéndolos en una opción práctica y fiable para la investigación experimental a largo plazo”, agrega.
- ¿Recordás cuál fue el momento “eureka”, ese momento en el que surgió la idea inicial de usar escarabajos reales para este proyecto?
- Una de esas instancias clave se produjo en el año 2016, cuando logré controlar con éxito un escarabajo cíborg para que siguiera una trayectoria en forma de ocho. Fue una demostración contundente de que era posible un control preciso de la navegación. Un hito más reciente fue cuando Lachlan Fitzgerald, autor principal de este artículo, demostró que podíamos ordenar al escarabajo que trepara a voluntad, lo que eleva el concepto a un nivel completamente nuevo. Estos avances fueron importantes porque demostraron que podemos controlar la locomoción del escarabajo, desde el movimiento direccional básico hasta acciones más avanzadas y específicas para cada tarea.
- ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de usar un escarabajo real en lugar de desarrollar un robot que imite la fisonomía y las habilidades de un insecto?
- Usar un escarabajo real ofrece varias ventajas clave. En primer lugar, son increíblemente eficientes energéticamente. Se autoalimentan y no requieren motores ni baterías para moverse. Su movilidad natural y adaptabilidad en terrenos complejos también son extremadamente difíciles y costosas de replicar con robótica.
Un desafío es que los organismos vivos tienen variabilidad biológica, por lo que su comportamiento no siempre es 100% predecible. En general, los escarabajos ofrecen una plataforma ligera, de bajo consumo y muy ágil, especialmente valiosa en entornos donde los robots convencionales aún tienen dificultades.
- En una especie de sección para principiantes, ¿podrías explicarnos cómo funciona esto? Es decir, ¿cómo logra un electrodo controlar los movimientos del insecto?
- Bueno, insectos como los escarabajos dependen en gran medida de sus sistemas sensoriales, en particular de sus antenas, patas y élitros, para orientarse en su entorno. Estas estructuras les ayudan a detectar el tacto, la vibración y los obstáculos, guiando sus movimientos instintivamente.
Aprovechamos esto implantando pequeños electrodos cerca de nervios específicos que participan en esas vías sensoriales naturales. Aplicando estimulación eléctrica precisa, podemos imitar la sensación del tacto. Por ejemplo, estimular una antena puede hacer que el escarabajo sienta como si algo la rozara, lo que provoca que gire instintivamente en la dirección opuesta. Estimular la antena izquierda hace que gire a la derecha, y viceversa. Con este enfoque, podemos guiar al insecto para que gire a la izquierda o a la derecha, se mueva hacia adelante, hacia atrás, hacia los lados e incluso trepe, según nuestro reciente artículo, aunque algunos movimientos son aún más refinados que otros.
- Sabemos que usan joysticks para esto. ¿De alguna consola en particular?
- Sí, usamos un joystick de Xbox para controlarlos, pero cualquier modelo estándar funcionaría. Es simplemente una interfaz de usuario que nos permite interactuar con el sistema. Nos da flexibilidad tanto para realizar experimentos como para dirigir los movimientos de los insectos en tiempo real.
En cuanto a la batería, el cable se utiliza para alimentar la mochila para que el experimento sea más práctico, pero el insecto cíborg puede funcionar de forma inalámbrica.
- Nos intriga un aspecto bastante específico: ¿cómo consiguen “conectar” el componente electrónico al escarabajo, simplemente sujetándolo y con paciencia?
- Anestesiamos a los escarabajos con hielo picado antes de colocarles la mochila electrónica. Esto garantiza que no experimenten molestias innecesarias durante el proceso y nos facilita su manejo seguro mientras están inmovilizados temporalmente.
Este invento se utilizará principalmente en operaciones de rescate. ¿Qué otras áreas se beneficiarían de un avance como este?
- Tienen potencial en la monitorización ambiental y la agricultura. Equipados con sensores en miniatura, pueden recopilar datos en entornos de difícil acceso o peligrosos, como estructuras derrumbadas o bosques densos, midiendo la humedad y la temperatura en tiempo real. En la agricultura, ofrecen una solución ligera y de bajo impacto para monitorizar la salud de los cultivos, la humedad del suelo y la actividad de las plagas, lo que ayuda a los agricultores a tomar decisiones más informadas y a reducir la dependencia de los productos químicos.
Su capacidad para desplazarse naturalmente a través de terrenos complejos los convierte en una alternativa prometedora a los drones tradicionales o robots terrestres, tanto en la investigación ecológica como en la agricultura de precisión.
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¿Qué pasos quedan completar en esta investigación? En criollo: ¿cuándo estarán entre nosotros los escarabajos robóticos? Vo-Doan nos cuenta que actualmente trabajan en “mochilas” inalámbricas avanzadas, equipadas con sensores ambientales que pueden ayudar a detectar supervivientes y evaluar las condiciones dentro de estructuras derrumbadas.
“¿Cuándo?”, insistimos. “Estimamos que se necesitarán entre cinco y 10 años para implementar un sistema completamente desplegable en el terreno. El cronograma dependerá del ritmo de investigación y desarrollo, que naturalmente se ve influenciado por la disponibilidad de recursos y financiación”, cierra el especialista al frente de una investigación, cuyos detalles se publicaron recientemente en la revista Advanced Science.
