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Las patas autónomas de los arácnidos

Las habilidades tejedoras de las arañas podrían inspirar nuevas aplicaciones robóticas.

Incluso una araña con cuatro patas acortadas en un lado (en la imagen) es capaz de tejer una tela perfecta. [DE «SPIDER WEBS INSPIRING SOFT ROBOTICS», FRITZ VOLLRATH Y THIEMO KRINK, EN JOURNAL OF THE ROYAL SOCIETY INTERFACE, 11 DE NOVIEMBRE DE 2020 (https://doi.org/10.1098/rsif.2020.0569)]

Las patas de las arañas parecen pensar por sí mismas. Según los resultados de una investigación publicados en Journal of the Royal Society Interface, cada extremidad actúa como un «ordenador» semiautónomo, con sensores que captan e interpretan el entorno inmediato e inician los movimientos en consecuencia. Tal autonomía ayuda a los arácnidos a tejer con rapidez telas perfectas, con un mínimo empeño del cerebro. Los autores del estudio simularon reglas sorprendentemente simples que rigen este comportamiento complejo, que podrían acabar siendo aplicables en el campo de la robótica.

«Lo novedoso del artículo reside en que sienta un paradigma interesante y posiblemente importante de cara al estudio y ensayo de nuevas ideas para la próxima generación de robots», afirma Fritz Vollrath, biólogo de la Universidad de Oxford y autor principal del artículo. «El comportamiento que demuestra la araña cuando teje la tela es un ejemplo perfecto para estudiar ese tipo de cuestiones en profundidad.»

El estudio gira en torno a la «computación morfológica», la idea de que una función puede estar codificada en una parte periférica del cuerpo, sin depender de las instrucciones del cerebro. Algunos ejemplos serían el reflejo rotuliano, que se desata al golpear por debajo de la rodilla, o el acto de caminar. «Básicamente se trata de un atajo, y ni el propio cerebro sabe qué está ocurriendo allí abajo», aclara Vollrath. Esta delegación de funciones le ahorra la necesidad de supervisar acciones corrientes perfeccionadas por la evolución o la práctica.

Los expertos en robótica han fijado su mirada en la computación morfológica por la misma razón: economiza potencia y tiempo de cómputo. Pero pocos estudios hasta la fecha habían examinado con detenimiento el fenómeno en la naturaleza. Según Vollrath, las arañas son ideales para un experimento que contribuya a llenar esa laguna, no solo por lo fácil que es ver los cambios de trazado en sus redes geométricas, sino porque sus patas se regeneran cuando se quiebran.

Él y el otro autor, el informático de la Universidad de Aarhus Thiemo Krink, filmaron y digitalizaron los movimientos de varias arañas de jardín (Araneus diadematus).Pese a que todas tenían algunas patas de posiciones concretas parcialmente regeneradas hasta la mitad de su longitud, tejieron su red con la misma rapidez y perfección que otras cuyas extremidades permanecían intactas. Según los autores, si el cerebro hubiese tenido que computar el modo de compensar la escasa longitud de esas patas, se habrían observado retrasos mínimos pero medibles en la operación. En lugar de ello, en su estudio plantean que la pata de la araña recibe órdenes básicas del cerebro pero ajusta sus movimientos en función de las señales que afluyen desde los sensores locales, que adoptan la forma de pelos y hendiduras en la superficie del cuerpo.

Mediante la comparación de los movimientos de las patas largas y cortas también dedujeron reglas sobre el modo en que las patas se desplazan automáticamente para medir ángulos y longitudes durante la tejedura. Para someter a prueba esas reglas, programaron una araña virtual; Vollrath explica que el próximo paso será construir un autómata arácnido.

«Creo que se trata de un trabajo sumamente interesante, pues nos enseña más sobre las arañas y también sobre la computación morfológica», opina Cecilia Laschi, especialista en biorrobótica de la Escuela Superior Santa Ana de Pisa, que no ha participado en el estudio. «Nunca se sabe qué innovaciones notables puede depararnos la ciencia básica como la de este estudio.»

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