Mitad animal y mitad máquina: científicos crean una medusa biohíbrida para explorar las profundidades oceánicas

Alrededor del 95 % de los océanos de la Tierra están aún sin explorar. Es incalculable la cantidad de especies, paisajes e información que permanece oculta a miles de metros de profundidad, en la oscuridad total, y a una presión cientos de veces mayor que en la superficie.

Frente a este desafío, los científicos se las ingenian para desarrollar nuevas maneras de explorar los océanos, y de hacerlo de manera cada vez más innovadora, segura y eficiente.

Esta semana, el Caltech (Instituto de Tecnología de California) presentó un enfoque totalmente novedoso: una medusa robotizada. Pero no se trata de un robot con forma de medusa. Se trata de una medusa real, “intervenida” con un implante microelectrónico. La han llamado medusa biónica o medusa biohíbrida.

Esta criatura -mitad animal, mitad máquina- es capaz de nadar hasta 4,5 veces más rápido que una medusa natural, y recolectar información de temperatura, salinidad y niveles de oxígeno, variables sensibles al cambio climático.

Medusas reales versus medusas híbridas

La medusa es el animal nadador más eficiente. Al expandir y contraer sus cuerpos, crea remolinos de agua que les permiten moverse con mínimos recursos.

Dabiri llevaba tiempo investigando a esta especie. Primero, inventó un robot que usaba sus mismos principios de movimiento. Pero este robot nunca fue tan veloz ni eficiente como las medusas reales. Entonces se preguntó, ¿por qué no trabajar simplemente con las medusas?

El científico diseñó e insertó una especie de sombrero –llamado cuerpo anterior- sobre la campana de la medusa, que es la parte que tiene forma de hongo. Esta prótesis favorece un nado más aerodinámico y sirve para transportar sensores y dispositivos electrónicos.

"Diseñamos cuerpos impresos en 3D para agilizar la campana del robot medusa, reducir la resistencia y aumentar el rendimiento de la natación" , dijo Anuszczyk, coautor del proyecto. "Pudimos equilibrar cuidadosamente la flotabilidad y mantener a las medusas nadando verticalmente", agregó.

La combinación del control externo de la natación y la adición del cuerpo delantero mecánico aumentaron la velocidad de natación unas 4,5 veces. Además, las medusas biohíbridas fueron capaces de transportar un volumen de carga útil de hasta el 105% del volumen corporal de la medusa.

Una "cinta de correr" para medusas nadadoras

Para medir la efectividad del dispositivo y la capacidad de nado vertical, construyeron un tanque de seis metros de alto y 13.600 litros, en el Laboratorio Guggenheim de Caltech.

"En el océano, el viaje de ida y vuelta desde la superficie hasta varias millas de metros les llevará unos días a las medusas, por lo que queríamos estudiar ese proceso en el laboratorio", explicó Dabiri. "Nuestro tanque vertical permite a los animales nadar contra una corriente vertical que fluye, como una cinta de correr para nadadores”.

"Dado que no tienen cerebro ni la capacidad de sentir el dolor, hemos podido colaborar con expertos en bioética para desarrollar esta aplicación robótica biohíbrida de una manera que se basa en principios éticos", asegura el científico.

Una de las principales ventajas del método es su bajo costo. Cada medusa lleva un equipamiento de sólo 20 dólares. Esto hace a las medusas biónicas una alternativa muy conveniente, considerando que el valor de un barco de exploración oceánica puede alcanzar los 50 mil dólares diarios.

El estudio "Mejora electromecánica de medusas vivas para la exploración oceánica", se publicó en Bioinspiration & Biomimetics. La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias y la Fundación Charles Lee Powell.