La ingenieria biologica o bioingenieria es la aplicacion de conceptos o metodos de la biologia (y secundariamente de la fisica, la quimica, las matematicas y las ciencias computacionales) para resolver problemas reales relacionados con las ciencias de la vida y/o sus aplicaciones derivadas, utilizando sus propias metodologias analiticas y sinteticas asi como tambien la tradicional preocupacion por optimizar costos y funcionalidad en las soluciones a que se llegan. En este contexto, mientras que la ingenieria tradicional aplica las ciencias de la fisica y las matematicas para analizar, disenar y elaborar herramientas inanimadas, estructuras y procesos, la ingenieria biologica utiliza primordialmente el rapido desarrollo del conjunto de conocimientos conocidos como la biologia molecular para estudiar y generar aplicaciones avanzadas de organismos vivos.
Un colega nos envia informacion de un curioso desarrollo, que en el marco de la bioingenieria, fue publicado en el boletin de la ASME en octubre de 2012. Veamos de que se trata…
Dejando a un lado su arguible deficiente inteligencia, definitivamente, los insectos, en algunos aspectos, son superiores a animales mas grandes: por ejemplo, pueden meterse en los mas increibles resquicios, sobrevivir a la radiacion y cargar el equivalente a muchas veces su propio peso.
Estas ventajas y la diversidad de sus metodos de locomocion han sido la inspiracion de una avalancha de nuevos robots. Artilugios similares a pulgas, aranas, alacranes, hormigas, ciempies y escarabajos se escurren y vuelan en muchas mesas de diversos laboratorios.
Algunos estan a la venta en jugueterias; y quiza este sea el unico lugar donde de seguro tienen un proposito especfico. Los robot-bichos tiene una deficiencia mayor: Requiere de una bateria lo suficientemente grande para hacerlos funcionar, luego entonces, para tareas mayores, su tamano es simplemente prohibitivo.
Alper Bozkurt, profesor del Departamento de Ingenieria Electrica y Computacion en ‘North Carolina State University', tiene una solucion. Si quiere que una cosa que parezca bicho trabaje para usted, ¡olvide los robots! En su lugar ¡use bichos verdaderos! ‘Nuestro objetivo fue resolver el problema de convertir a los insectos en ‘animales de carga’, y desarrollar tecnologia para su domesticacion y entrenamiento’, comento Bozkuert.’ Es una estrategia enfocada a lograr la utilizacion de los insectos para propositos practicos y utiles.’
Una estrategia logica
La tecnica es simple: primero obtenga un ejemplar de una ‘Gromphadorhina portentosa’, alias, ‘Cucaracha Gigante de Madagascar’,
enseguida monte en su espalda un circuito electronico (que servira para comunicarse con el); luego conecte el circuito a sus antenas.
Posteriormente, utilizando una palanca de mando (joystick), envie en forma inalambrica pulsos en el orden de pocos cientos de milivolts. (Deben ser pulsos, porque una estimulacion continua en las antenas del insecto puede causarle dano a sus tejidos.)
La cucaracha, presumiblemente, va a pensar que algo esta obstruyendo su camino y se movera consecuentemente. Bueno, no todas, pero algunas lo hacen de cualquier forma.
Aproximadamente una de cada 10 de las cucarachas-androides (ciborg) sigue con éxito el camino definido por la palanca de mando. Y las obedientes son solo ligeramente mas predecibles que sus otras obstinadas hermanas. Su tendencia es a deambular erraticamente, y la palanca de mando se usa para guiarlas de regreso al camino deseado.
Para los activistas protectores de los derechos de las cucarachas, Bozkurt rapidamente senala que la tecnologia que hace que los animales vayan a donde uno quiera no es particularmente nueva. ‘Ya sea para un caballo, un buey, un camello o para un insecto, usted necesita una tecnologia para comunicarse con ellos,’ explico. ‘Para un caballo existen, por ejemplo las anteojeras y las riendas. Normalmente, no pensamos en estos implementos como tecnologia, pero son de hecho eso, tecnologia.’
Como estudiante de posgrado, Bozkurt trato de aplicar alguna vez este tipo de tecnologia para el peliagudo problema de controlar el vuelo de un mariposa aguila, cuyo desplazamiento es mas tridimensional que la trayectoria superficial de los reptadores. 'Pero aprendi mi leccion', comento, ‘cuando me converti en profesor, decidi trabajar en un problema mas facil,’.
Entorno impredecible
Las cucarachas tambien tienen la ventaja de ser casi ciegas.
A diferencia de las abejas, moscas y polillas que tienen grandes ojos que les ocupan casi todas sus cabezas, las cucarachas basan la mayoria de su navegacion en sus antenas. Si tomas control de estas, es suficiente para que casi controles enteramente al animal.
‘Como ingenieros, nosotros estamos acostumbrados a trabajar con sistemas que son generalmente predecibles. Cuando se proporciona cierto tipo de entrada, generalmente se obtiene una misma salida,’ comento Bozkurt. ‘Aunque la mayoria de los sistemas son deterministicos, este no es el caso de los insectos, simplemente porque les afectan muchos estimulos en su entorno. Tratamos de controlarlos pero ellos reaccionan con mas de un sentido. Este es el mayor reto que tratamos de resolver.’ Otro problema es el de compactar los circuitos, de tal manera que las baterias puedan tener mayor durabilidad y los insectos puedan ser enviados a misiones mas largas.
Una vez que estos problemas se resuelvan, total o parcialmente, las cucarachas pueden ser enviadas a lugares donde ningun otro animal o robot puede ir, como a misiones de busqueda y rescate a traves de los escombros despues de un terremoto, o en operaciones para obtener informacion en areas contaminadas por la radiacion.
Fuentes:
http://en.wikipedia.org/wiki/Biological_engineering
https://www.asme.org/engineering-topics/articles/bioengineering/march-of-the-roaches
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Agradezco las contribuciones y opiniones enviadas.
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Bienvenidos comentarios sobre los envios.
Nota: Este correo no tiene acentos.
Deseando tengan un excelente fin de semana y que disfruten sus vacaciones, les envio un fuerte abrazo.
Arnoldo
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Comentarios sobre el envio 188: Georradares y laseres terrestres revelan secretos de los romanos....
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