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Dos peces cíclidos africanos de llamas amarillas, los que están en el centro de la investigación del equipo de la Universidad de Bristol para robots submarinos. | Fuente: Universidad de Bristol
Un equipo de investigación dirigido por el Universidad de Brístol es estudiando los organos sensoriales de los peces para comprender mejor las señales que dan para determinar el comportamiento colectivo. Estos investigadores creen que estas mismas señales podrían usarse en enjambres de robots submarinos.
La investigación del equipo se centra en el órgano sensor de la línea lateral que se encuentra en los peces cíclidos africanos, pero también se puede encontrar en la mayoría de las especies de peces. Este órgano sensor de línea lateral ayuda a los peces a sentir e interpretar las presiones del agua a su alrededor. Estos órganos son lo suficientemente sensibles para detectar influencias externas, como peces vecinos, cambios en el flujo de agua, depredadores cercanos y obstáculos.
En los peces, el sistema de líneas laterales se distribuye por la cabeza, el tronco y la cola del pez. Se compone de mecanorreceptores, o unidades sensoriales de la línea lateral llamadas neuromastos que se encuentran dentro de los canales debajo de la piel o en la superficie de la piel.
“Estábamos tratando de averiguar si las diferentes áreas de la línea lateral, la línea lateral de la cabeza versus la línea lateral del cuerpo, o los diferentes tipos de unidades sensoriales de la línea lateral, como las que están en la piel, versus las que están debajo de ella. , juegan diferentes roles en la forma en que el pez puede sentir su entorno a través de lecturas de presión ambiental”, dijo en un comunicado Elliott Scott, autor principal del artículo y miembro del Departamento de Ingeniería Matemática de la Universidad de Bristol. “Hicimos esto de una manera novedosa, utilizando peces híbridos, que permitieron la generación pure de variación”.
Los investigadores encontraron que el sistema de líneas laterales alrededor de la cabeza de un pez tiene la mayor influencia en qué tan bien los peces pueden nadar en un grupo o en un banco. Además, cuando se encuentran muchos neuromastos debajo de la piel, los peces tienden a nadar más juntos. Muchos neuromastos que se encuentran en la piel significan que es possible que los peces naden más separados.
Luego, los investigadores recurrieron a la simulación para demostrar cómo los mecanismos detrás del trabajo que realiza la última línea son aplicables tanto en casos más pequeños, como para grupos de peces, como a escalas más grandes. Estos mecanismos podrían imitarse utilizando un tipo de sensor de presión de fácil fabricación para robots submarinos. El sensor ayudaría a estos robots a navegar en entornos oscuros o turbios con los que luchan los sistemas de detección tradicionales.
“Estos hallazgos brindan una mejor comprensión de cómo la línea lateral informa el comportamiento de formación de bancos en los peces, al tiempo que contribuyen con un diseño novedoso de sensor de presión económico que podría ser útil en robots submarinos que tienen que navegar en entornos oscuros o turbios”, dijo Elliott.
El equipo de la Universidad de Bristol planea desarrollar aún más este sensor y eventualmente integrarlo en una plataforma robótica para demostrar su efectividad.
La investigación fue financiada por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC), Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas (BBSRC) y el Programa de Ciencias de la Frontera Humana (HFSP).
