Volando en tecnología
2011/09/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Para realizar una investigación puntera con murciélagos es imprescindible utilizar la última tecnología, condición indispensable: "los ingleses le llaman cutting edge technology", afirma el biólogo Joxerra Aihartza, director del grupo de investigación de murciélagos de la UPV. Él ha vivido el proceso de sofisticación de la investigación de los murciélagos. "La tecnología ha dado un gran salto desde que empezamos, hace 20 años. Tenemos que seguir trabajando en la montaña, pero cada vez vamos más herramientas a la espalda".
Según Aiartza, en ornitología tampoco se utiliza la tecnología tan puntera como los murciélagos. "Son animales nocturnos, voladores y silenciosos para nosotros". Los sonidos que emiten no oyen los oídos humanos, son ultrasonidos. Y, por tanto, la mera identificación de una especie de colonia requiere de un detector de ultrasonidos, un dispositivo que hace oír el grito del murciélago. No debe ser un dispositivo muy sofisticado, sino que también se une a los aficionados amateurs. Pero es un ejemplo representativo, no hace falta un dispositivo para oír los pájaros, sino un dispositivo para escuchar los murciélagos.
La mayoría de las especies se pueden distinguir por ultrasonidos, pero a veces no basta con que los ultrasonidos "oigan", sino que hay que analizarlos. Los sonogramas de ultrasonidos se recogen y las especies se identifican mediante el análisis por ordenador.
Tecnología para todos
El análisis del sonido se ha simplificado mucho en los últimos años, ya que está disponible un tratamiento sonoro adecuado y de calidad, incluso para no profesionales. Y no sólo el software, sino que hoy en día los amateurs tienen a su alcance la mayoría de los profesionales hace 20 años que no tenían tecnología. Al mismo tiempo, las posibilidades tecnológicas para los profesionales se han ampliado enormemente.
"Las cámaras de infrarrojos que usábamos en su día eran bastante especiales: cambiábamos las cámaras normales", ha recordado Aiartza. "Actualmente las videocámaras familiares que se venden en cualquier tienda tienen una opción llamada night shot para grabar en el infrarrojo cercano. Eso también abre muchas posibilidades para que la gente pueda hacer cosas. Hasta que estas cámaras se extienden al mercado, para los investigadores se han desarrollado otras tecnologías". El grupo de Aiartza, por ejemplo, combina cámaras que graban 1000 fotogramas por segundo con cámaras de infrarrojos, cámaras térmicas.
Y, por ejemplo, el uso de cámaras térmicas se ha llevado al extremo en Estados Unidos para investigar las gigantescas colonias de murciélagos. "Se han realizado seguimientos vía satélite para detectar la dispersión del murciélago en la actividad cinegética nocturna en Estados Unidos. Allí hay colonias que recogen millones de murciélagos; cuando salen de la cueva se pueden ver mediante imágenes térmicas tomadas del satélite; los satélites detectan cómo se dispersan con el calor en el espacio". Este seguimiento no se ha realizado para la investigación de otros tipos de animales.
Esto es un caso extremo en el que pocos investigadores han podido utilizar esta técnica. Sin embargo, son muchos los grupos de investigadores que analizan los murciélagos a través de las técnicas habituales de telemetría, y también se han producido cambios significativos en la tecnología en este campo. Por ejemplo, "unos pequeños transmisores de radiotelemetría que pesaban un gramo hace pocos años pesan 0,3 gramos". El murciélago Pipistrellus, típico de Euskal Herria, es un animal de entre 3 y 8 gramos, y en especies de este tamaño, por ejemplo, la reducción de peso del transmisor ha abierto sus posibilidades de investigación.
Quizá los mayores avances realizados por los ingenieros no están relacionados con la ecología y el comportamiento del murciélago, sino con la investigación de la fisiología. ¿Cómo son los murciélagos? ¿Cómo vuelan? ¿Podemos imitar y utilizar sus técnicas de revoco? La tecnología que se utiliza actualmente para responder a estas preguntas es sorprendente.
La lista de características físicas estudiadas con equipos sofisticados es larga. Por ejemplo, un equipo de la Universidad de Aberdeen utilizó el radar de efecto Doppler para investigar la respiración del murciélago, es decir, para aclarar la velocidad a la que penetran y expulsan el aire han utilizado un radar, en este caso la técnica sofisticada es una gran ventaja, cualquier otra técnica invasiva. Y eso es sólo un ejemplo.
Murciélagos en Fórmula 1
También ocurre el camino inverso; la investigación de las características físicas del murciélago contribuye a diversas áreas de la ingeniería. Las técnicas de vuelo y el ecoenclave han despertado el mayor interés.
Los murciélagos no vuelan como los pájaros. Hay grandes diferencias. Los murciélagos tienen alas muy ligeras respecto al peso de todo el cuerpo, agitan rápidamente y, aunque a poca velocidad, lo hacen muy bien. Las aves, en general, presentan características opuestas (salvo excepciones).
Investigadores de la Universidad Lund han utilizado túneles de viento para investigar el vuelo del murciélago. En su estudio destacan que los murciélagos deforman enormemente sus alas al volar, mucho más que cualquier ave. Así consiguen la capacidad de maniobra.
A los ingenieros les interesa mucho esta investigación, ya que la investigación de formas variables también ha cobrado gran importancia en aeronáutica y automoción. La aerodinámica es flexible. El caso extremo es la fórmula 1, los alerones de los coches son flexibles y cambian de forma conforme aumenta la velocidad. Se ha convertido en un tema muy polémico --y la superación de un grado de flexibilidad está prohibida en la Fórmula 1 - porque la aerodinámica es muy efectiva y aumenta la velocidad de los coches y el riesgo de accidente. Pero está cobrando importancia en coches convencionales y aviones, ya que además de aumentar la aerodinámica, las piezas deformables también reducen el consumo energético.
El ecoenfoque también puede ser útil en robótica. Un robot autónomo podría imitar el sonar del murciélago para apoderarse del entorno. Es una cuestión muy compleja que todavía no se ha conseguido del todo. Muchos expertos en robótica han reconocido que al principio han tomado muy bien la idea, pero ante las dificultades que supone la creación de un ecoenfoque artificial, recurren a las cámaras y a los recursos habituales de los láseres.
Sin embargo, un equipo de ingenieros de la Universidad de Amberes retomó el reto y creó un jefe robótico de un murciélago para crear un ecoenclave artificial.
Revoco artificial
Es un proyecto CIRCE. "El objetivo era copiar el funcionamiento de un murciélago real hasta el funcionamiento del oído interno", explica Herbert Peremans. El resultado fue un cabezal robótico de murciélagos de 6 x 6 x 6 cm. que emite ultrasonidos y que, gracias a orejas artificiales externas, los recibe. "La forma de estas orejas externas está basada en las formas de las orejas del auténtico murciélago, que imita la interacción entre el sonido y el oído para captar o descartar el sonido según su orientación". Recibe el eco de los ultrasonidos a través de unos pequeños micrófonos en los oídos exteriores, los digitaliza y los dirige a un modelo de oído interno para crear patrones reales de actuación de las neuronas.
Sin embargo, el proyecto CIRCE no ha concluido. "El principal reto que queda es hacer un mecanismo de atención inteligente que dirija hacia dónde debe mirar. Así, cuando la cabeza está instalada en un robot móvil, podrá navegar por un entorno. Necesitamos un mecanismo de atención a los ojos, y en ello está centrada nuestra investigación", afirma Peremans.
En definitiva, los ingenieros del CIRCE trabajan mirando a los murciélagos. Deben comparar los resultados de su trabajo con las características del murciélago real. Esta es otra de las razones para proteger a los murciélagos --y a otros animales-. Ellos son el escaparate de las soluciones "tecnológicas" de la naturaleza. Necesitamos tecnología para investigar los murciélagos y necesitamos murciélagos para avanzar en tecnología.
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