¿Qué tienen en común un marcapasos cardíaco y la exploración de aguas profundas? medusas cíborgEstas criaturas marinas mejoradas electrónicamente están descubriendo territorios inexplorados del océano con una tecnología sorprendentemente sencilla. ¿El truco? Aprovechar 500 millones de años de evolución en lugar de combatirla.
El resultado supera todas las expectativas: sondas marinas que cuestan tanto como una pizza (a menos que seas de Nápoles) y funcionan mejor que los robots de laboratorio. Echémosle un vistazo.
Medusa cyborg, el marcapasos del mar
En el laboratorio de nicole xu Desde el <strong>destete</strong> hasta la <strong>lactancia</strong>, pasando por el <strong>crecimiento</strong> y el <strong>acabado</strong> Universidad de Colorado Boulder, la medusa luna (Aurelia Aurita) flotan en acuarios iluminados con luces de neón. Pero estas criaturas translúcidas esconden un secreto tecnológico: Dispositivos microelectrónicos implantados en sus cuerpos los transforman en exploradores cyborg que se dirigen a destinos imposibles para cualquier robot tradicional..
“Piense en nuestro dispositivo como un marcapasos en su corazón”, explica. Xu, profesor asistente en Departamento de Ingeniería Mecánica Paul M. Rady.
“Estamos estimulando el músculo nadador provocando contracciones y dirigiendo a los animales en una dirección determinada”.
En otras palabras, las medusas cyborg utilizan electrodos que activan sus músculos, lo que permite a los investigadores guiarlas a zonas remotas y de difícil acceso del océano. Xu planea agregar sensores a los dispositivos que también puede recopilar datos críticos sobre la temperatura, el pH y otras características ambientales.
Eficiencia que supera a cualquier robot
Las medusas luna son Los animales más eficientes energéticamente del planetaSon criaturas esencialmente prehistóricas, con una estructura corporal simple que se ha mantenido inalterada durante más de 500 millones de años. Al igual que los invertebrados, carecen de cerebro y médula espinal, aunque sí poseen órganos básicos y un par de redes nerviosas superpuestas.
Su superioridad sobre los robots mecánicos es claramente evidente en las pruebas. Las medusas cíborg pueden nadar contra corrientes constantes que las medusas no modificadas no pueden. En pruebas realizadas en aguas costeras de Massachusetts, Estas criaturas mejoradas han demostrado velocidades de natación hasta 2,3 veces más rápidas. en su línea base, alcanzando velocidades absolutas de hasta 6,6 centímetros por segundo.
Las medusas pueden medir desde un centímetro hasta más de 30 centímetros de diámetro. Sus tentáculos cortos y delgados les ayudan a picar y capturar presas como zooplancton, larvas de crustáceos y peces pequeños. Lo más importante es que se han encontrado en algunos de los lugares más bajos de la Tierra, incluyendo... La trinchera de Mariannes, que se encuentra aproximadamente a 11.000 metros bajo la superficie del Océano Pacífico occidental.
Investigación que cambia las reglas
Xu Co-creó el concepto de medusas cyborg con su ex asesor académico hace unos cinco años, y las probó en campo por primera vez en 2020, guiándolas en aguas oceánicas poco profundas frente a la costa de Woods Hole, Massachusetts.
Hoy en día, Xu dedica gran parte de su tiempo a estudiar cómo las medusas luna se mueven por el agua con tanta facilidad. Xu, investigador asociado... Yunxing Su y el estudiante de posgrado Mija Jovchevska ellos publicaron Un nuevo estudio en Physical Review Fluids que implicó agregar partículas biodegradables a un acuario de medusas.
Los investigadores luego dirigieron un láser a través del acuario para iluminar las partículas suspendidas en el agua y visualizar cómo fluye el agua mientras las medusas nadan. Anteriormente, los investigadores han utilizado trazadores sintéticos, como perlas de vidrio recubiertas de plata, para observar los patrones de flujo submarino, pero el nuevo estudio sugiere que... Las partículas biodegradables, como el almidón de maíz, podrían ser alternativas más sostenibles, más baratas y menos tóxicas..
Medusas cyborg: beneficios económicos y ecológicos
Las cifras hablan por sí solas. Medir los cambios en el océano es esencial para comprender cómo las actividades humanas impactan la vida en la Tierra, pero algunas áreas son difíciles de estudiar sin equipos de alto costo. Las medusas cíborg ofrecen una solución rentable a este problema.
El costo total es de aproximadamente 20 dólares por espécimen, según Xu, lo que hace que las medusas biónicas sean una alternativa atractiva al alquiler de un Buque de investigación que puede costar más de 50.000 dólares al día para trabajar
Al aprovechar la capacidad natural de las medusas para soportar presiones extremas en las profundidades oceánicas y su capacidad de autoabastecerse mediante la alimentación, nuestro desafío de ingeniería es mucho más manejable. Aún necesitamos diseñar el conjunto de sensores para que resista las mismas presiones de aplastamiento, pero será mucho más fácil de diseñar que un vehículo submarino completo que opere a esas profundidades.
Más allá de las implicaciones para la investigación oceánica y climática, Xu cree que podemos inspirarnos en las medusas.
Hay algo realmente especial en la forma en que nadan las medusas luna. Queremos aprovechar esto para crear vehículos submarinos de nueva generación, más eficientes energéticamente.
Cuestiones éticas y sostenibilidad (¿podría haberlo evitado? Claro que no)
Todavía queda mucho por aprender sobre la ética del estudio de los invertebrados. un artículo publicado en Bioinspiration & Biomimetics a principios de 2025Xu y otros enfatizaron la necesidad de más investigaciones sobre cómo la investigación afecta a los invertebrados.
Antes se creía ampliamente que los invertebrados no sentían dolor, pero cada vez hay más pruebas de que algunos reaccionan a estímulos aversivos. A lo largo de su investigación, Xu afirma que se esfuerza por minimizar el daño a los animales con los que trabaja.
Cuando se estresan, las medusas luna pueden secretar moco adicional y, a menudo, dejar de reproducirse. Pero las medusas de Xu no mostraron un aumento en la producción de moco, y Pequeños pólipos (medusas bebés del tamaño de la cabeza de un alfiler) recubren el interior de los tanques de medusas de Xu..
Ella y el estudiante de posgrado Charlie Fraga También están trabajando para que las medusas sean más fáciles de guiar en un entorno natural real. En el futuro, Xu espera diseñar otras herramientas inspiradas en la naturaleza para estudiar el océano. Señaló que las medusas cíborg plantean nuevas cuestiones éticas sobre las posibles consecuencias ecológicas como herramientas de monitoreo oceánico, incluyendo el impacto de los desechos electrónicos en el océano.
“Es nuestra responsabilidad como investigadores considerar estas consideraciones éticas con antelación”, dijo Xu. “Pero, por lo que sabemos, las medusas están bien. Están prosperando”.
De cualquier manera, las medusas cyborg pueden ser solo el comienzo de una nueva era en la exploración marina, donde la biología y la tecnología bailan juntas al igual que las criaturas translúcidas que las inspiran.
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