Las aves vuelan de una forma meticulosa, todavía no replicable por máquinas creadas por el ser humano, si bien dos nuevos estudios en Science Robotics y Science -que desvelan nuevos conocimientos sobre lo que otorga a las aves su inigualable control- allanan el camino hacia robots voladores que maniobren en el aire con tanta agilidad como las aves. Durante casi dos décadas se ha tratado de replicar a las criaturas voladoras con plumas a través de esfuerzos que se han visto obstaculizados por el uso de paneles rígidos en forma de plumas, así como la falta de comprensión de la mecánica esquelética y muscular que subyace a la gran plasticidad mórfica de las alas de las aves. En Science Robotics, Eric Chang et al. midieron la cinemática de la flexión y la extensión del ala en cadáveres de palomas comunes. Aplicaron sus hallazgos a un robot cuyas alas se realizaron con 40 plumas de paloma, al que llamaron "PigeonBot". Las plumas de paloma se conectaron a las muñecas y los dedos artificiales mediante ligamentos elásticos sintéticos. Una vez colocadas las alas de paloma en un túnel de viento, los investigadores determinaron que la acción de la muñeca y los dedos proporcionaban un control preciso sobre la colocación de las plumas, la envergadura del ala, el área y la relación de aspecto. En las pruebas de vuelo con PigeonBot, el movimiento asimétrico de la muñeca y los dedos generó maniobras de giro estables en ángulos agudos, en lo que constituye una de las primeras evidencias de que las aves utilizan principalmente los dedos para controlar la dirección en el vuelo.
En Science, Laura Matloff, los miembros de su equipo de Chang et al. y otros colegas investigaron las interacciones entre las plumas individuales de varias especies de aves e identificaron dos mecanismos principales subyacentes a la transformación de las alas: la redistribución pasiva de las plumas y la fijación de plumas superpuestas adyacentes mediante un gancho en forma de microestructuras que sobresalen de cada "rama" de la pluma. Actuando de un modo similar al velcro, estas estructuras se bloquearon durante la extensión y se desbloquearon automáticamente durante la flexión. En su PigeonBot, los investigadores encontraron que sin este "velcro direccional", se producían brechas entre las plumas que conducían a la pérdida de una coordinación coherente de las plumas, necesaria para la transformación dinámica de las alas bajo diferentes condiciones ambientales. Curiosamente, este mecanismo de separación, bastante ruidoso, no se encontró en aves silenciosas, como la lechuza común. Según los autores, el hallazgo del "velcro direccional" en las plumas de vuelo proporciona información sobre la evolución de las aves modernas y sus antepasados alados, y podría explorarse para aplicaciones de moda, médicas y aeroespaciales.
###
Journal
Science