Nace la paleobiónica: robots que imitan el movimiento de animales extintos

“Pasar del fósil a un robot”. Es lo que se propone, en resumidas cuentas, la nueva disciplina de la paleobiónica, tal y como explica a Público Samuel Zamora, investigador del Instiuto Geológico y Minero de España (IGME-CSIC). El término está recién nacido: acaba de ser acuñado por el equipo de Zamora con la publicación de su último trabajo, en PNAS, donde cuentan cómo han reconstruido una estrella de mar extinta hace 400 millones de años mediante técnicas de robótica.

“Se trata de diseñar un robot que represente exactamente lo que era el animal y los movimientos que hacía, usando los mismos mecanismos y con la misma morfología que el original extinto”, señala Zamora. ¿Qué conseguimos con ello? Para empezar, “saber cómo se movía un animal que no se parece en nada a los seres vivos que tenemos hoy en día en nuestros mares”.

Esto permitiría a los investigadores entender cómo animales que ya no existen hoy interactuaban con su entorno. El pleurocistítido –así se llama esta estrella de mar que han convertido en robot– es especialmente importante en términos evolutivos porque “fue el primero de su linaje en empezar a moverse por el suelo, seguramente para buscar recursos. Sus parientes y antepasados estaban fijos al fondo”, indica el experto.

Colaboración inesperada entre ingenieros y paleontólogos

La idea surgió por casualidades de la vida. El equipo de Zamora, especializado en estudiar fósiles de invertebrados, publicó un artículo sobre la anatomía de este equinodermo, a partir de un esqueleto fosilizado, con hipótesis sobre sus implicaciones para el movimiento.

“Unos ingenieros de Estados Unidos nos contactaron entonces, porque estaban creando robots basados en ofiuros –una clase de equinodermos– como modelo. Trabajan con robots blandos –soft robotics– para replicar el movimiento de los invertebrados con materiales más flexibles y no los metales duros que se suelen usar normalmente en robótica”, nos cuenta.

¿Es posible construir un robot en base a un organismo extinto? Fue la propuesta que les hicieron desde el departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Carnegie Mellon de Pittsburgh, en EEUU. Ver su objeto de estudio cobrar vida, aunque sea vida robótica, era un sueño para el paleontólogo. “¡Cómo no nos iba a interesar!”, recuerda.

Pasos para dar vida al robot

Fue así como la ingeniería y la paleontología empezaron a buscar un idioma común, que ha dado este trabajo como fruto. Su objetivo, resucitar de forma artificial una estrella de mar de 400 millones de años de edad.

El pleurocistítido aprovechaba la fuerza de su cola para desplazarse por el fondo del mar en una única dirección, hacia delante

El proceso comenzó con la creación de un modelo virtual 3D del animal, reconstruido a partir de tomografías computerizadas de un fósil. Lo combinaron, después, con información de cómo se movía, obtenida del estudio de diversos fósiles, que “dan mucha información. Dependiendo de cómo estén dispuestas las placas y cómo hayan quedado conservadas, puedes calcular los grados de flexibilidad del tallo del equinodermo”, apunta Zamora.

Así, los investigadores calcularon en unas gráficas la forma más eficiente –con menos gasto energético– de moverse con esa anatomía concreta. Y llegaron a una situación óptima, que fue la que decidieron aplicar al robot. “Hicimos distintas pruebas, para ver qué pasaba en relación al coste energético y el movimiento cuando aumentaba de tamaño o cuando cambiaba la velocidad”.

Con ello, descubrieron que el pleurocistítido aprovechaba la fuerza de su cola para desplazarse por el fondo del mar en una única dirección: hacia delante. También demostraron que, a medida que crecía la longitud de su cuerpo, subió significativamente la velocidad de movimiento sin que ello le supusiera un coste adicional de energía.

¿Y para qué más puede servir el invento? “Nosotros hacemos ciencia básica”, nos responde Zamora. “Todavía no sabemos las aplicaciones que se le podrá encontrar en el futuro. Por el momento, es un paso importante entender mejor a un ser vivo que ya no existe hoy”. Al mismo tiempo, el proceso de creación de esta clase de réplicas robóticas abrirá una puerta de posibilidades aún por explorar.