FUENTE: NCYT

Futuros equipos de robots para tareas de búsqueda y rescate bajo tierra, podrían tener éxito gracias a la hormiga de la especie Solenopsis invicta, conocida, entre otros nombres populares, con el de hormiga roja de fuego. Este insecto es bastante común, pero no por ello deja de asombrar a los entomólogos, y hasta a los ingenieros, ya que posee una extraordinaria habilidad para excavar grandes redes de túneles subterráneos.

Mediante observaciones de hormigas de esta especie, utilizando seguimiento por vídeo y tomografía computerizada de rayos X, unos investigadores han descubierto varios principios fundamentales de la actividad de estas hormigas que también se podrían aplicar a esos futuros equipos de robots para permitirles avanzar con la mayor rapidez y eficiencia posibles a través de túneles subterráneos.

El equipo de Nick Gravish, Daniel Goldman, Daria Monaenkova y Michael Goodisman, del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech), en la ciudad estadounidense de Atlanta, estudió las reacciones de grupos de hormigas Solenopsis invicta cuando, en experimentos, se las colocaba dentro de tubos de tierra y se las permitía excavar túneles durante 20 horas. A fin de simular una gama amplia de condiciones ambientales, como la que estos insectos afrontan en su entorno habitual, se varió el tamaño de las partículas de tierra, desde 50 micras hasta 600, y también se varió la humedad desde el 1 al 20 por ciento.

Las variaciones en el contenido de humedad y tamaño de las partículas produjeron cambios en el volumen total de los túneles producidos y en la profundidad de excavación de las hormigas, pero el diámetro de los túneles se mantuvo constante y era comparable a la longitud (no al ancho) de los cuerpos de los insectos: cerca de 3,5 milímetros. Esto llamó la atención de los científicos. ¿Por qué precisamente darle 3,5 milímetros de diámetro a los túneles? Independientemente del tamaño de las partículas del suelo (ya fuesen éstas tan grandes como las cabezas de los insectos o tan pequeñas como las partículas microscópicas de un polvo fino), y también al margen de las condiciones de humedad del suelo, el ancho del túnel era siempre el mismo dentro de un rango muy ajustado. El ancho de los túneles parece, por tanto, ser un principio de diseño fundamental utilizado por las hormigas, algo que ellas controlan activamente.

Gravish cree que ese principio de diseño, asignando siempre la longitud de su cuerpo al ancho del túnel, permite a las hormigas hacer el mejor uso posible de sus antenas, extremidades y cuerpo para ascender y descender con rapidez por los túneles valiéndose de la interacción con las paredes, reduciendo las probabilidades de dar pasos equivocados.

Los investigadores también recogieron datos sobre las hormigas moviéndose a través de un laberinto de tubos de vidrio de diferentes diámetros. El laberinto se montó sobre un pistón de aire que periódicamente se disparaba, inyectando en el laberinto un soplido con una fuerza equivalente a 27 veces la de la gravedad. El chorro repentino de aire hacía que cerca de la mitad de las hormigas en los tubos perdieran el equilibrio y cayeran dando tumbos. Eso condujo a uno de los hallazgos más sorprendentes del estudio: Los insectos utilizaban sus antenas para sujetarse de las paredes del tubo cuando caían.

«Muchos de quienes hemos estudiado insectos sociales durante largo tiempo nunca hemos visto utilizar las antenas de esta manera», subraya Goodisman. «Es increíble que estas hormigas se sujeten a un sitio con sus antenas. Éste es un comportamiento adaptativo que jamás habríamos esperado».

Los problemas que las hormigas afrontan son los mismos a los que un pequeño robot de excavación en un espacio confinado podría también verse expuesto tarde o temprano: La necesidad de hacer movimientos rápidos, mantener una buena estabilidad y tener la suficiente seguridad, pero disponiendo sólo de una capacidad sensorial y una inteligencia limitadas.

Goodisman argumenta que para fabricar grupos de pequeños robots capaces de excavar redes de túneles con el mismo éxito que las hormigas estudiadas, hay que dotar a esas máquinas de los mismos principios de diseño de túneles que ponen en práctica esas hormigas.

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