Una investigación arroja luz sobre el sistema autopiloto de los insectos
Un equipo de investigadores ha descifrado, con la ayuda de un robot volador especialmente diseñado, la forma en que utilizan los insectos voladores las indicaciones visuales para iniciar el vuelo, mantener la altura y aterrizar. El trabajo, financiado por la UE a través del Quinto Programa Marco y el Centro Nacional de Investigación Científica de Francia, ha sido publicado en línea por la revista Current Biology. Los insectos y otras criaturas voladoras son capaces de controlar su altura respecto al suelo a pesar de que no cuentan con los instrumentos sofisticados de los que disponen los pilotos humanos. En la reciente investigación, los científicos diseñaron un micro-helicóptero para probar la teoría de que los insectos utilizan un sistema conocido como «flujo óptico» para obtener información sobre la altura respecto al suelo. Cuando los insectos vuelan hacia delante, la imagen del suelo abajo recorre hacia atrás su campo visual con una velocidad que está inversamente relacionada con la altura respecto al suelo alcanzada por el insecto. En otras palabras, en alturas cortas, el suelo parece que se mueve más deprisa que en alturas superiores. Los investigadores opinan que los insectos tienen un regulador de flujo óptico interno que utiliza un bucle de referencia para evaluar la velocidad terrestre con respecto a la altura y equiparon su micro-helicóptero solamente con este sistema en el que, cuando el suelo parece que se mueve demasiado lento, el insecto desciende hasta que el suelo se mueva a la velocidad óptima según el regulador de flujo óptico; mientras que si el suelo se mueve demasiado deprisa el insecto asciende. Descubrieron que el robot imitaba muchos modelos de comportamiento de vuelo del insecto que habían sido observados durante años. Por ejemplo, cuando las mariposas migratorias tienen que cruzar un cañón, no lo hacen simplemente por arriba, sino que descienden volando una cara, atraviesan por el fondo y luego ascienden por la otra cara. De igual forma, si quieren sobrevolar un obstáculo, como un bosque, la altura que alcanzan por encima de los árboles es la misma que la anterior, que tenía como referencia el suelo. Este modelo explica también por qué los insectos descienden cuando vuelan con viento en contra. Este viento provoca que la velocidad con respecto al suelo del insecto disminuya, por lo que desciende hasta que el suelo le parece que se mueve a la velocidad «adecuada», según el regulador. Por el contrario, si vuelan con viento de cola el suelo se mueve más deprisa y el insecto asciende para compensarlo. El sistema, sin embargo, no está exento de fallos. En la década de 1960, un estudio descubrió que las abejas que vuelan sobre aguas tranquilas que se reflejan tenían la tendencia a volar cada vez más bajo hasta que realmente estampaban sus cabezas contra el agua. Pero, cuando el agua está rizada, pueden mantener una altura adecuada sin problemas. En el presente estudio los autores explican que esto se debe a que las aguas completamente tranquilas no aportan elemento alguno de contraste al ojo de la abeja, por lo tanto el sensor de flujo óptico deja de responder. Esto produce una señal de error negativa en el sistema que hace que el insecto descienda hasta que se golpea contra el agua. «Una tendencia igualmente desastrosa se observó en el micro-helicóptero cuando introdujimos la variable de falta de contraste en el suelo», señalan los investigadores. El despegue y el aterrizaje se pueden realizar también utilizando este regulador. En el despegue, al inclinar la parte delantera del helicóptero hacia delante esto hizo que se aumentara la velocidad con respecto al suelo, lo que provocó un ascenso. En el aterrizaje, se inclinó hacia atrás la parte delantera del helicóptero, provocando una ralentización y, por consiguiente, el descenso. «Nuestro plan de control explica cómo los insectos consiguen volar de manera segura sin utilizar ninguno de los instrumentos a bordo de las aeronaves para medir la altura y la velocidad con respecto al suelo y la velocidad de descenso», escriben los investigadores. «Un regulador de flujo óptico es bastante simple en términos de aplicación neural y tan apropiado es para los insectos como para las aeronaves».
Países
Francia