El moviment d’un organisme aquàtic unicel·lular podria inspirar nous robots reptadors

El moviment d’un organisme aquàtic unicel·lular podria inspirar nous robots reptadors

En el futur, es podrien concebre robots inspirats en l’Euglena per desplaçar-se en entorns complexos i confinats, com per exemple, dins del cos humà

Actualitat, Notícies

Javier Sánchez Pedrera | 20 febrero, 2019

Compartir:
Manresa – 15/12/2018

Un equip d’investigadors liderat pel professor i investigador Marino Arroyo, de la UPC i l’IBEC, entre d’altres científics, ha descobert la capacitat que té de reptar ràpidament en espais estrets l’Euglena, un organisme aquàtic unicel·lular que habita a l’aigua i que realitza deformacions coordinades de gran amplitud en el seu cos, en un moviment conegut com a metaboly. Els resultats de la recerca, publicats a Nature Physics, inspiren noves aplicacions en l’àmbit de la robòtica mèdica.

El moviment de l’Euglena és un misteri que es remunta a fa més de tres segles, quan Anton van Leeuwenhoek, conegut com el pare de la microbiologia, va quedar sorprès pel comportament dels organismes unicel·lulars que va trobar en una gota d’aigua d’un estany.

Actualment, entre els biòlegs que estudien l’Euglena hi ha el consens que el metaboly és un vestigi sense funcions heretat a través de l’evolució dels seus ancestres, que utilitzaven la capacitat de deformar el seu cos per menjar altres cèl·lules. Tanmateix, els investigadors del treball, Marino Arroyo, del grup de recerca en Mathematical and Computational Modeling (LaCàN) de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) i també investigador associat a l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), juntament amb altres científics d’Itàlia, creien que aquest moviment era massa intencionat com per ser un romanent del passat. Per aquest motiu, van iniciar la recerca conjunta, els resultats de la qual es publiquen ara a la revista científica de referència internacional Nature Physics, amb el títol Swimming Euglena respond to confinement with a behavioural change enabling effective crawling.

En el futur, es podrien concebre robots inspirats en l’Euglena per desplaçar-se en entorns complexos i confinats, com per exemple, dins del cos humà

L’estudi es va iniciar amb la hipòtesi que el metaboly podria ser útil per moure’s en ambients atapeïts o espais estrets, i van col·locar cèl·lules de l’Euglena en tubs cada vegada més petits per examinar el seu comportament. «Les cèl·lules es van desplaçar amb una elegància i efectivitat sorprenents, a una longitud d’un cos cada vint segons, molt més ràpid que les cèl·lules reptadores més veloces d’animals«, assegura Giovanni Noselli.

D’aquesta manera, i mitjançant la combinació d’observacions experimentals i models teòrics i computacionals, els autors del treball han demostrat que les deformacions peristàtiques del cos del metaboly permeten que les cèl·lules de l’Euglena pressionin tant cap a les parets de confinament del tub com cap al fluid que l’envolta per avançar, fent que sigui un mode de desplaçament particularment versàtil i adaptable.

A més, l’estudi ha identificat diferents tipus de metaboly en diverses espècies de l’Euglena, fet que pot tenir un gran impacte en el camp de la biologia. “Els biòlegs, ara, es poden plantejar com aquests diferents estils de desplaçament s’ajusten a la història evolutiva de l’Euglena. Sabem que són les cèl·lules reptadores més ràpides, però encara no està clar quan utilitzen aquesta capacitat en el seu entorn natural”, afirma Marino Arroyo.

Inspirant noves tecnologies

Els resultats de la recerca demostren que les cèl·lules de l’Euglena operen seguint el principi de la ‘intel·ligència incorporada o mecànica’, un nou paradigma segons el qual un robot tou pot respondre de manera fiable demandes canviants i complexes explotant la seva flexibilitat, en lloc de confiar en la percepció complexa i la computació. “Les Euglenes són cèl·lules simples sense un sistema nerviós i, per tant, la intel·ligència que necessiten per reptar i adaptar-se a diverses condicions només pot ser mecànica”, explica Antonio DeSimone. Els autors del treball creuen que, en el futur, es podrien concebre robots inspirats en l’Euglena per desplaçar-se en entorns complexos i confinats, com ara diferents tipus de sòl, entre runes (o bé enderrocs) o fins i tot dins del cos humà.

Font: Universitat Politècnica de Catalunya

Enllaç a la nota de premsa

Compartir:
@COPYRIGHT Clúster Salut Mental Catalunya
Translate »