Por Endika Vásquez

18 de enero de 2022

Mecánica

Aterrizaje del geco, inspiración para el futuro de la robótica

Cuando los gecos saltan entre superficies verticales, como árboles, son capaces de adherirse a esas superficies, a pesar de ir de cabeza e impactar de lleno contra la pared. Los doctores Robert Full, Ardian Jusufi y Rob Siddall han descubierto la razón para ello, y han copiado la capacidad en un pequeño robot.

Los gecos, además, son expertos escaladores y son incluso capaces de correr sobre pequeñas superficies de agua. La razón para ello siempre ha causado interés en el ámbito científico, con el objetivo de replicar esas capacidades en favor de su uso humano. Su capacidad de escalada es debida a unas estructuras de gran parentesco a vellos en las suelas de sus patas.

Pata de geco capturada a través de un microscopio óptico. Imagen: Nisenet.org

Un estudio de 2018 halló que los reptiles pueden correr sobre el agua gracias a una mezcla de tensión superficial y un movimiento de "planchazo". También se encontró recientemente que los gecos constan de tantos dedos en sus patas con el objetivo de ajustar su carga y balance en función de la resistencia causada por la gravedad.

Ambos estudios anteriormente mencionados son procedentes del doctor Robert Full, de la Universidad de California-Berkeley, y el más reciente fue llevado a cabo por Full junto a Ardian Jusufi, Rob Siddall, ambos del Instituto para Sistemas Inteligentes de Stuttgart, Alemania, y Greg Byrnes de la Universidad de Siena.

Ardian Jusufi(izquierda) y Rob Siddall(derecha) con el robot inspirado en los gecos, en el laboratorio para la Locomoción en Biorobótica y Sistemas Somáticos, en Stuttgart. Imagen: Wolfram Scheible

Esta vez, los científicos mostraban interés en la capacidad de planeo de los reptiles de cola plana, que nunca había sido cuantificada. Estudios ateriores habrían puesto a los gecos en un túnel de viento, descubriendo su capacidad de planeo, y habilidad de utilizar sus colas para rotar en el aire. Esta información iría destinada al diseño de robots con capacidades de supervivencia a grandes caídas e impactos.

Las aves y planeadores de los bosques son capaces de sobrevivir a caídas con facilidad, pues constan de amortiguadores naturales como alas o membranas que les capacitan el aterrizaje de pie. Pero los reptiles carecen de ello, de manera que había que estudiar la razón para su supervivencia a estos impactos.

Para ello, los estudiosos tomaron una serie de lagartos, con y sin cola, y grabaron una serie de saltos hacia árboles. Los datos de las cámaras de alta velocidad revelaban que aquellos con cola eran capaces de aterrizar y adherirse sin problemas al árbol, mientras que los ejemplares sin cola resbalaban y caían sin aterrizar.

Podemos observar que cuando el geco impacta, dobla su torso hacia atrás, a veces con inclinaciones superiores a 100 grados, haciendo que sus patas delanteras pierdan la adherencia por completo, mientras las traseras agarran y la cola disipa la fuerza del impacto, por ello los ejemplares sin cola no eran capaces de aterrizar exitosamente en el árbol.

Ilustración de la respuesta a impacto del geco. Imagen: Andre Wee.

Validando su hipótesis, Jusufi y su equipo construyeron un robot réplica con velcro en los pies, y programado para doblar su cuerpo hacia atrás al momento de impacto. Los resultados fueron satisfactorios, y además aportaron información sobre el largo de cola necesario, indicando que cuanto mayor largo tuviese, menor era la fuerza transferida hacia las patas, resultando en mayor adherencia.


Fuentes: Ars Technica, Science.org, Newatlas.com, Universidad de Berkeley