Bioingeniería

Una cámara que "ve" como una langosta mantis

Basado en la polarización de la luz, el dispositivo no solo es un sistema alternativo al GPS, sino que podría ayudar a entender cómo se orientan muchas criaturas marinas.

Una cámara que imita la visión de la langosta mantis
Una cámara que imita la visión de la langosta mantis Kaitlin Southworth and Viktor Gruev

La “cámara Mantis” es una cámara diseñada para imitar la forma en que una de las criaturas con el sistema visual más sofisticados- la langosta mantis - detecta las variaciones en la polarización de la luz. En un trabajo publicado este miércoles en la revista Science Advances, el equipo de Samuel Powell ofrece los detalles sobre cómo han utilizado las imágenes registradas por esta cámara en diferentes lugares del planeta para calcular su posición con un margen de error muy estrecho.

“Podemos establecer nuestra posición en el planeta con un margen de error de 61 km”

“Hemos probado nuestro método de GPS submarino emparejando nuestra cámara bioinspirada con una brújula electrónica y un sensor de inclinación para medir los datos de polarización bajo el agua en una serie de lugares a lo ancho de todo el globo, con diferentes profundidades, condiciones de viento y a diferentes horas del día”, asegura Viktor Gruev, profesor de la Universidad de Illinois y coautor del estudio. “Y hemos descubierto que podemos establecer nuestra posición en el planeta con un margen de error de 61 km”. Este margen, a escala global, sería suficiente para llegar a puntos concretos del océano y es bastante preciso teniendo en cuenta que equivale a una desviación de apenas 6 metros por cada kilómetro recorrido.

La hipótesis de partida es que las variaciones de la polarización de la luz cerca de la superficie del agua, que - a diferencia de los humanos - perciben muchos animales marinos, podría ser una de las formas en que estas criaturas se orientan en el agua, conocen su localización en el espacio e incluso se comunican. Al penetrar en el medio acuático, la luz no solo se dispersa, sino que se filtra en función de su orientación en varias direcciones (horizontal, vertical o diagonal). Para comprobarlo, bastaba fabricar una cámara que registrara esta información y utilizarla para determinar la posición del sol en el horizonte y, a partir de ahí, la localización.

Un registro de distintas sensibilidades en diferentes condiciones de viento
Un registro de distintas sensibilidades en diferentes condiciones de viento Kaitlin Southworth and Viktor Gruev

“Recogimos datos de polarización subacuáticos por todo el mundo en colaboración con biólogos marinos y nos dimos cuenta de que los patrones de polarización estaban cambiando constantemente”, asegura Gruev. “Esto contrastaba claramente con lo que los biólogos pensaban sobre la información que se podría obtener de la polarización. Pensaron que se trataba de un problema de funcionamiento de la cámara, pero estamos muy seguros de nuestra tecnología, así que yo sabía que este fenómeno garantizaba más investigaciones”. “Animales como las tortugas y las anguilas, por ejemplo, probablemente utilicen un montón de sensores para navegar durante su migración anual en la que recorren miles de kilómetros a través del océano”, añade el investigador. “Esos sensores podrían incluir una combinación de señales magnéticas, olfatorias y posiblemente - como sugiere nuestra investigación - pistas visuales basadas en información sobre la polarización”.

Se podría crear un sistema de localización basado en la luz e independiente del GPS

Los autores creen que con esta tecnología podría crearse un sistema sencillo de localización bajo el agua, independiente del GPS, que sirviera, por ejemplo, para localizar aviones y barcos hundidos o genera mapas detallados del lecho marino. “Enjambres de robots equipados con sensores podrían proporcionar medios de bajo coste de detección remota más económicos que los métodos actuales”, escriben. Por otro lado, también puede servir para analizar cómo influye la contaminación en distintos ambientes a la capacidad de detectar la polarización de la luz de los animales marinos, un fenómeno que podría explicar por qué algunos grupos de cetáceos se desorientan y terminan varados en playas con resultados fatales.

Referencia: Bioinspired polarization vision enables underwater geolocalization (Scientific Reports)



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