Una nueva comprensión del comportamiento de las moscas tiene posible aplicación en robótica y seguridad pública

Una nueva comprensión del comportamiento de las moscas tiene posible aplicación en robótica y seguridad pública

Una nueva comprensión del comportamiento de las moscas tiene posible aplicación en robótica y seguridad pública

El profesor asistente Floris van Bruegel y el investigador postdoctoral David Stupsky descubrieron el comportamiento automático en las moscas, el hundimiento y el círculo, que implica bajar la altura y realizar giros rápidos y repetidos en una dirección fija. Esto muestra que las moscas voladoras pueden evaluar las condiciones del viento antes de implementar una estrategia para encontrar un olor (que conduzca a una fuente de alimento) utilizando la estrategia que funciona mejor en esas condiciones. Las moscas no sólo reaccionan a los olores con una respuesta preprogramada: reaccionan de manera apropiada al contexto. Este conocimiento podría potencialmente aplicarse para entrenar algoritmos más sofisticados para que los drones detectores de olores detecten derrames químicos. Crédito: Chris Morán

¿Por qué las moscas zumban en círculos cuando el aire está en calma? ¿Y por qué eso es importante? En un artículo publicado en Biología actual, la profesora asistente de la Universidad de Nevada, Reno, Floris van Bruegel, y el investigador postdoctoral S. David Stupsky responde a una pregunta sin respuesta hasta ahora. Su respuesta puede ser clave para la seguridad pública, específicamente, cómo entrenar mejor los sistemas robóticos para detectar derrames químicos.

«Actualmente no tenemos un sistema robótico para detectar olores o columnas químicas», dijo Van Bruegel. «No sabemos cómo encontrar eficazmente la fuente de una sustancia química en el aire. Pero los insectos son notablemente buenos para detectar columnas de sustancias químicas, y si realmente entendemos cómo lo hacen, podemos entrenar drones económicos para encontrar un proceso similar. de productos químicos y derrames químicos.»

Un desafío fundamental para comprender cómo los insectos rastrean las columnas de sustancias químicas: básicamente, ¿cómo encuentra una mosca un plátano en su cocina? – El aire y el olor no se pueden manipular de forma independiente.

Para afrontar este desafío, van Bruegel y Stupsky utilizaron un nuevo método llamado optogenética, que permite controlar de forma remota las neuronas (específicamente las neuronas «olfativas») mediante la introducción genética de proteínas sensibles a la luz en las antenas de las moscas voladoras. Estos experimentos hicieron posible dar a las moscas experiencias de olores virtuales idénticas en diferentes condiciones de aire.

Lo que querían saber Van Bruegel y Stupsky: ¿Cómo detectan las moscas los olores cuando no hay aire para transportarlos? Al fin y al cabo, es la experiencia ventosa de una mosca que busca un plátano en tu cocina. La respuesta se encuentra en el artículo titulado «Estados de búsqueda de puertas de viento impulsadas por el olfato en vuelo libre».

Según van Bruegel, las moscas utilizan señales ambientales para detectar y responder a las corrientes de aire y la dirección del viento para encontrar sus fuentes de alimento. En presencia de aire, esas señales desencadenan un comportamiento automático de «lanzamiento y aumento», en el que la mosca se eleva en el aire después de encontrar una columna química (que significa comida) y luego se lanza (se mueve de un lado a otro) cuando pierde el olor. . Los científicos conocen desde hace mucho tiempo el comportamiento de lanzamiento y de surgimiento, pero según van Bruegel, se desconoce fundamentalmente cómo los insectos buscan olores en el aire en calma.

A través de su trabajo, van Bruegel y Stupsky descubrieron otro comportamiento automático, el hundimiento y el círculo, que implica bajar la altura y realizar giros rápidos y repetidos en una dirección fija. Las moscas realizan este movimiento instintivo de manera consistente y repetitiva, mucho más que el comportamiento de marea y marea.

Según van Bruegel, el aspecto más interesante de este descubrimiento es que muestra que las moscas voladoras son claramente capaces de evaluar las condiciones del viento (su presencia y dirección) antes de implementar una estrategia que funcione mejor en esas condiciones. El hecho de que puedan hacer esto es realmente sorprendente; ¿Puedes saber si hay una suave brisa si asomas la cabeza por la ventanilla de un coche en marcha?

Las moscas no responden a los olores con la misma respuesta preprogramada cada vez como un simple robot; Están reaccionando de una manera apropiada a la situación. Este conocimiento podría aplicarse potencialmente para entrenar algoritmos más sofisticados para que los drones detectores de olores encuentren la fuente de derrames químicos.

Entonces, la próxima vez que intentes atrapar una mosca en tu casa, considera el hecho de que las moscas pueden saber un poco más que tú sobre algunos de sus entornos naturales. Y tal vez abra una ventana para dejarlo salir.

Más información:
Puertas del viento, búsqueda de estados impulsados ​​por el olfato en vuelo libre, Biología actual (2024) DOI: 10.1016/j.cub.2024.07.009. www.cell.com/current-biology/f… 0960-9822(24)00912-6

Proporcionado por la Universidad de Nevada, Reno

referencia: Una nueva comprensión del comportamiento de las moscas tiene una posible aplicación en robótica, Public Safety (26 de julio de 2024) Consultado el 26 de julio de 2024 en https://phys.org/news/2024-07-fly-behavior-potential-application-robotics.html

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