Como hacer un robot gusano
Construyendo el robot gusano biónico diy
En este proyecto, le mostramos cómo simular un cerebro de gusano con el GoPiGo y una Raspberry Pi. Mostraremos cómo construir un robot Raspberry Pi con un cerebro de gusano. Este proyecto fue desarrollado por Timothy Busbice y el Proyecto Connectome.
La robótica y la informática han contribuido enormemente a la investigación del cerebro. A medida que los ordenadores se hacen más complejos, se utilizan cada vez más para simular el funcionamiento de nuestro cerebro. Para utilizar un ordenador para estudiar el cerebro, los científicos han desarrollado modelos del cerebro y su funcionamiento con software.
Para la investigación médica, los gusanos son un modelo de cerebro muy sencillo. El diminuto gusano Caenorhabditis elegans sólo tiene 302 neuronas, pero muestra algunos comportamientos complejos. Cuando el gusano percibe comida a través de una variedad de neuronas sensoriales, el gusano avanzará hacia esa fuente de alimento. Cuando la nariz del gusano detecta un objeto que lo bloquea, el gusano se detiene, retrocede y cambia de dirección para rodear el objeto o evitarlo por completo. Tras simular con éxito el cerebro del gusano en un entorno más complejo, el proyecto intenta construir una aplicación similar en un robot Raspberry Pi.
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Una subvención de 2 millones de dólares de la National Science Foundation (NSF) dirigida por la investigadora principal (PI) Taryn Bauerle, profesora asociada de la Sección de Horticultura de la School of Integrative Plant Science (SIPS) de la College of Agriculture and Life Sciences, se centrará en la perspectiva de las plantas y el suelo.
Mientras tanto, una subvención de 750.000 dólares de la Iniciativa Nacional de Robótica de la NSF para el IP Robert Shepherd, profesor asociado de la Escuela Sibley de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Facultad de Ingeniería, desarrollará los robots de supervisión del suelo.
El proyecto se centrará en el maíz, con el objetivo final de incorporar factores relacionados con el crecimiento de las raíces para mejorar los esfuerzos de cultivo y la gestión del suelo que afectan directamente a la productividad y la seguridad alimentaria.
«Planeamos desarrollar nuevas herramientas que nos permitan acceder al entorno subterráneo de las plantas y el suelo de forma que podamos iluminar la caja negra de las interacciones entre las plantas y el suelo», dijo Bauerle.
«Esta es realmente la próxima frontera en la biología de las plantas», dijo el co-director del proyecto Michael Gore, profesor de Liberty Hyde Bailey y profesor de genética y mejoramiento molecular en la Sección de Mejoramiento Vegetal y Genética del SIPS. Al cuantificar las características subterráneas, los investigadores pueden identificar las relaciones con las características superficiales, dijo Gore.
Cómo hacer un robot gusano
vídeo: Individualmente, los gusanos negros de California llevan una vida anodina comiendo microorganismos en los estanques y sirviendo de alimento a los peces tropicales para los aficionados a los acuarios. Pero juntos, decenas, cientos o miles de estas criaturas de un centímetro de largo pueden colaborar para formar una «mancha de gusanos», un líquido vivo que cambia de forma y que protege colectivamente a sus miembros de la desecación y les ayuda a escapar de amenazas como el calor excesivo.
Individualmente, los gusanos negros de California llevan una vida anodina comiendo microorganismos en los estanques y sirviendo de alimento a los peces tropicales para los aficionados a los acuarios. Pero juntos, decenas, cientos o miles de estas criaturas de un centímetro de largo pueden colaborar para formar una «mancha de gusanos», un líquido vivo que cambia de forma y que protege colectivamente a sus miembros de la desecación y les ayuda a escapar de amenazas como el calor excesivo.
Mientras que otros organismos forman bandadas, cardúmenes o enjambres colectivos para fines como el apareamiento, la depredación y la protección, los gusanos Lumbriculus variegatus son inusuales por su capacidad de trenzarse para realizar tareas que los individuos desconectados no pueden. Un nuevo estudio realizado por investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia describe cómo los gusanos se autoorganizan para actuar como «materia activa» enredada, creando sorprendentes comportamientos colectivos cuyos principios se han aplicado para ayudar a las manchas de robots simples a evolucionar su propia locomoción.
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Un nuevo estudio examina cómo los gusanos negros de California trabajan juntos para formar «manchas de gusanos» con el fin de modelar su comportamiento en enjambres móviles de robots simples. La formación de «manchas», cuyo tamaño puede oscilar entre 10 y 50.000 gusanos, sirve para proteger a las criaturas de la desecación y para soportar amenazas como el fuerte calor.
Los investigadores del Instituto Tecnológico de Georgia se centraron en cómo miles de estos gusanos (Lumbriculus variegatus), de aproximadamente un centímetro de longitud cada uno, pueden entrelazarse en una «materia activa» que se comporta como una sola. Esta mancha autoorganizada que cambia de forma permite a los gusanos alcanzar juntos resultados mucho más complejos que los que obtendrían sin estar unidos.
«Teníamos curiosidad por saber por qué estos gusanos formaban estas manchas vivas», explica Bhamla. «Ahora hemos demostrado mediante modelos matemáticos y experimentos biológicos que la formación de las manchas confiere una especie de toma de decisiones colectiva que permite a los gusanos de una mancha más grande sobrevivir más tiempo contra la desecación».
Los científicos también demostraron que los gusanos de una mancha pueden moverse juntos, mostrando un comportamiento colectivo único. Las capacidades de la mancha son mucho más que lo que los individuos pueden hacer por su cuenta. El estudio de estas manchas ayuda a los investigadores que buscan transferir los rasgos clave de los sistemas vivos a los diseñados por los humanos. Los robots enjambre, en particular, se basan en la idea de que los robots individuales deben colaborar para poder realizar acciones complejas.
