Un puente entre los dos modos de vuelo de los insectos en la evolución, la fisiología y la robótica

Área de la Ciencia:

• Biología evolutiva
• Biomecánica
• El vuelo de los insectos

Sus antecedentes:

• Los insectos exhiben dos modos distintos de activación del músculo de vuelo: sincrónico y asincrónico.
• El vuelo asincrónico permite frecuencias de batimiento de alas más altas que los sistemas neuromusculares típicos.
• Las vías evolutivas y el control de las transiciones entre estos modos no se comprenden bien.

Objetivo del estudio:

• Investigar la historia evolutiva de los modos de vuelo sincrónicos y asincrónicos de los insectos.
• Comprender los mecanismos biofísicos que rigen las transiciones entre los modos de vuelo.
• Para diseñar un sistema robótico capaz de cambiar entre modos de vuelo.

Principales métodos:

• Análisis filogenético para rastrear la evolución del vuelo asíncrono.
• Modelado biofísico para unificar las dinámicas de vuelo sincrónicas y asincrónicas.
• Experimentos robóticos utilizando un robot a escala de insecto para demostrar las transiciones de modo.

Principales resultados:

• El vuelo asincrónico probablemente evolucionó una vez en el nivel de orden, con posteriores reversiones al vuelo síncrono.
• Una especie de polilla sincrónica conserva la fisiología muscular asíncrona.
• El vuelo sincrónico y el asíncrono son dos regímenes de la misma dinámica subyacente, conectados por un espacio de parámetros fisiológicos.
• Un sistema robótico demostró con éxito las transiciones entre los modos de vuelo.

Conclusiones:

• La evolución del modo de vuelo de los insectos se explica por las transiciones entre dos regímenes de la misma dinámica.
• Los cambios de parámetros fisiológicos rigen el cambio de modo de vuelo.
• El vuelo de ingeniería puede beneficiarse de las estrategias de movimiento de alas autoexcitadas demostradas por el sistema robótico.