Las moscas son pequeños voladores ágiles que rutinariamente realizan una amplia variedad de hazañas aerodinámicas, destacando el aterrizaje boca abajo en el techo (el aterrizaje invertido), que es posiblemente una de las maniobras acrobáticas más difíciles y menos comprendidas.
Esta maniobra requiere que los pequeños voladores coordinen rápidamente la distancia, la velocidad y la orientación de su cuerpo, utilizando un procesamiento sensoriomotor simple pero rápido, preciso y efectivo, un truco que ha eludido la compresión científica durante décadas.
Una compleja maniobra acrobática
Para abordar este vacío de conocimiento, un equipo de investigadores de la Universidad estatal de Pensilvania estudió en profundidad cómo los insectos voladores aterrizan boca abajo, revelando importantes datos que podrían fundamentar el desarrollo de una nueva tecnología robótica que imite las habilidades de acrobáticas de los insectos.
Para ello, además de hacer una revisión detallada de estudios que abordaron el aterrizaje de las moscas publicados en los últimos 50 años, el equipo analizó los comportamientos de aterrizaje invertido de moscas de botella azules (Calliphora vomitoria), conocidas por sus exquisitas maniobras de vuelo, con cámaras de video de alta velocidad que operaron a 5.000 cuadros por segundo.
El equipo pudo examinar aterrizajes exitosos y fallidos. Si bien la mayor parte de las moscas aterrizó de manera suave y coordinada (aterrizajes exitosos), hubo algunas que no aterrizaron correctamente y chocaron de frente al acercarse (aterrizajes fallidos).
Las moscas que aterrizaron exitosamente en el techo exhibieron una secuencia de cuatro módulos de comportamiento: comenzaron con un aumento de la velocidad de vuelo seguida de una rápida maniobra de rotación del cuerpo, acompañada por una extensión completa de las piernas, y terminaron con un movimiento del cuerpo asistido por las piernas con las patas delanteras firmemente plantadas en el techo, orientando así el cuerpo de la mosca con el lado ventral hacia arriba (es decir, invertida)
Procesos sensoriomotores
En aterrizajes exitosos, los cuatro módulos de comportamiento condujeron colectivamente a una combinación adecuada de inversión corporal y velocidad lineal con patas posicionadas adecuadamente antes del aterrizaje.
Estas observaciones sugieren que el aterrizaje invertido se lleva a cabo gracias al acoplamiento preciso de procesos visuales, neuronales y sensoriales que permiten la maniobra rotacional y la firme adhesión de sus patas delanteras en el techo, y con los filamentosos gomosos en la parte inferior de sus patas, culminan la maniobra.
Los investigadores resaltan que el estudio se limita a describir el comportamiento de aterrizaje invertido desglosado en secuencia, no más. Los procesos sensoriomotores (cómo interactúan el cerebro y los músculos de la mosca) siguen siendo desconocidos.
Por lo tanto, puntualizan los autores, los esfuerzos futuros deberían centrarse en identificar los diversos mecanismos neuronales que activan y median los diferentes módulos de comportamiento, a fin de contar con una comprensión más completa del control neuronal del aterrizaje.
Finalmente, los resultados del estudio sugieren que para construir robots que puedan imitar la compleja maniobra de vuelo, es posible que sea necesario formular procesos computacionales integrados y trenes de aterrizaje con patas pegajosas.
Referencia: Flies land upside down on a ceiling using rapid visually mediated rotational maneuvers. Science Advances, 2019. https://doi.org/10.1126/sciadv.aax1877
