Las narices de murciélago inspiran sonar robótico

La «hoja de nariz» de un murciélago es capaz de emitir sonar de diferentes maneras dependiendo de la frecuencia.Rolf Mueller

¿Cómo, exactamente, un murciélago dispara rayos de sonar por su nariz?

Rolf Müller, físico computacional de la Universidad de Shandong en Jinan, China, ha peinado las cuevas del sudeste asiático para averiguarlo. ” Estamos mirando a diferentes especies para entender sus trucos físicos», dice Müller, quien modela la forma en que las narices de murciélago actúan como antena, y cómo sus oídos funcionan como platos para recoger el sonido.

El trabajo no solo es importante para los biofísicos que quieren entender cómo evolucionan los animales en sistemas complejos, sino también para los roboticistas que intentan encontrar nuevas formas de navegar en situaciones en las que los sensores de luz no funcionan tan bien, incluso de noche o bajo el agua.

Se han realizado pocos estudios biofísicos de narices de murciélago. Un investigador dobló la hoja de la nariz de un murciélago, la compleja estructura que rodea sus fosas nasales, para ver qué pasaría; otro científico untó las delicadas estructuras con vaselina. Ambos procedimientos arruinaron la navegación de los murciélagos.

Para obtener una mejor imagen de lo que está pasando en la nariz de un murciélago, Müller tomó radiografías de la cara de un murciélago rufo de herradura (Rhinolophus rouxii), compilando escaneos para construir un modelo tridimensional de computadora de las cavidades nasales. Luego disparó ondas de sonido de diferentes frecuencias a través de la nariz modelada para ver dónde resonaban y cómo se emitían desde la hoja de la nariz.

Sonar emitido desde una hoja de nariz de murciélago: rojo resalta las posibles fuentes de sonido.Los sonidos de alta frecuencia de Rolf Mueller

, encontró Müller, resonaban en una estructura en la parte media posterior de la nariz llamada sella, y se emitían desde la hoja de la nariz como un haz de enfoque estrecho. Sonidos de baja frecuencia resonaban en una cavidad llamada lanceta, en la parte superior de la hoja de la nariz. Los surcos en la lanceta crearon cuatro fuentes de sonido secundarias, de modo que el sonar se emitió desde un total de seis fuentes, en lugar de solo los dos orificios nasales. «Ensancha el haz: tiene una matriz más amplia y puede salpicar mejor el sonido», dice Müller. El estudio fue publicado en Revisión Física E1.

El haz ancho podría ser útil para la navegación general, dice Müller. Un sonar más apretado sería mejor para perseguir presas o evitar objetos específicos, por ejemplo.

El sonar de nariz robotizada

se ha utilizado durante mucho tiempo como una herramienta de navegación básica en robots. Hacer un ruido y escuchar su reflejo con un micrófono puede ayudar a determinar las distancias a los objetos y sus ubicaciones.

El sonar es generalmente más lento de interpretar y menos preciso que la visión por computadora o los sensores láser. Pero ese es un problema que los murciélagos han logrado solucionar, dice Herbert Peremans, un especialista en robótica de la Universidad de Amberes en Bélgica. «Claramente no sufren de este problema. Vuelan en entornos bastante complicados, y tienen objetivos que intentan escapar de ellos.»

Peremans ya ha incorporado la otra mitad del trabajo de Müller — orejas de murciélago modeladoras — en sus robots. Ha fijado dos orejas de plástico de nailon, inspiradas en el trabajo de murciélago, separadas por varios centímetros en la cabeza de un robot. Está tratando de demostrar que, con el software adecuado, puede usar estos oídos para localizar objetos con precisión. El siguiente paso sería refinar la fuente de sonar con un diseño basado en el modelo de hojas de nariz de Müller.

Conseguir murciélagos del comedor de beneficencia local.Rolf Mueller

Peremans dice que hay muchas aplicaciones posibles en el diagnóstico por ultrasonido o para robots móviles en condiciones inusuales. Así que debería haber demanda por el catálogo de orejas y narices de Müller. Müller dice que hay miles de especies de murciélagos que espera analizar una por una.

Conseguir los murciélagos puede ser la parte fácil, añade. Recientemente estuvo en un restaurante en Camboya que servía sopa de murciélagos de frutas; compró un cadáver y regresó a China con las orejas. Estaba preocupado por explicar su carga a los funcionarios de aduanas, pero después de mostrarles los oídos, dice, le dijeron que no los molestara con algo tan trivial.