Un estudio dirigido por un ingeniero mecánico demuestra cómo los animales pueden moverse sobre superficies planas; éstos levantan partes más pesadas de su cuerpo para controlar la adherencia en ciertos puntos
Las serpientes cuentan con las propiedades de fricción de sus escamas para deslizarse, sugiere un nuevo estudio.
La investigación pudo explicar cómo las serpientes se mueven a través de terreno llano como arena y caminos, donde ellas no pueden impulsarse desde piedras y ramas.
Los investigadores, dirigidos por el ingeniero mecánico David Hu, del Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta, encontraron que la resistencia ofrecida por las escamas del vientre de una serpiente es mayor cuando se desliza lateralmente, en lugar de hacia adelante o atrás.
Al parecer, los reptiles también levantan las partes de su cuerpo donde la fricción está retardando el movimiento, para deslizarse con mayor velocidad.Aunque los científicos sabían que las serpientes se deslizan hacia adelante más fácilmente que hacia atrás, 'nadie había medido la fricción lateral', dice Hu.
'Esa es la clave de su movimiento'.Las serpientes pueden moverse al plegarse en sí mismas, contrayendo sus vientres, contorsionándose o deslizándose como una 'S'.Experimentos previos habían demostrado que las serpientes pueden ejecutar este último tipo de locomoción, el cual es llamado de ondulación lateral, empujando los flancos en los obstáculos en su camino.
Los científicos sugieren que las escamas del vientre de las serpientes, al sentir pequeños promontorios en el suelo, tal vez los usen para moverse.
Pero no ha sido determinado exactamente cómo la fricción de las escamas contribuye al deslizamiento.
Cuesta resbalosa
Hu y sus colegas midieron la fricción haciendo resbalar a 10 serpientes de leche jóvenes, primero con la cabeza adelante, después con la cabeza atrás y finalmente de lado, sobre dos superficies -tela áspera y tabla de fibra lisa-.
En la tela áspera, la fricción fue mayor cuando la serpiente se deslizó lateralmente, mientras que en la superficie lisa, la fricción casi fue pareja en todas direcciones.
La fricción lateral incrementada pareció ser necesaria para el movimiento, porque las serpientes se pudieron deslizar exitosamente en la tela rugosa, pero no así en la pieza de superficie lisa.Cuando el equipo vació estos valores de fricción en un modelo matemático, la serpiente teórica siguió casi el mismo camino que las reales.
Sin embargo, la velocidad predicha en el modelo fue menor que la observada en el experimento con serpientes reales.Así que añadieron la tendencia a concentrar el peso en ciertas partes de su cuerpo -un comportamiento que parece reducir el contacto en las áreas donde la fricción provoca reducción del movimiento-.
Al adicionar este factor la serpiente teórica se movió un 35% más rápidamente, un valor más cercano a la velocidad de las serpientes reales, según el reporte del equipo en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias.
El estudio ilustra cómo, al variar la resistencia de la fricción a lo largo del cuerpo de la serpiente, se generan las fuerzas que provocan el movimiento hacia adelante, dice Bruce Jayne, experto en locomoción de los ofidios en la Universidad de Cincinnati, en Ohio, que no tomó parte en el estudio.'Están tomando en cuenta todo lo que sucede de la cabeza a la cola de la serpiente', agregó Jayne.
El modelo matemático también sugiere que el deslizamiento depende mucho más de la fricción que de fuerzas inerciales, con fuerzas de fricción estimadas en un orden de magnitud mayor.
Esto es intrigante, porque para muchas otras formas de movimiento terrestre tales como correr y galopar, 'la inercia del cuerpo lo es todo', dice Bruce Young, un anatomista de vertebrados en la Universidad Lowell de Massachusetts.Sin embargo, hace notar que algunas otras formas de locomoción de las serpientes tal vez no sigan el mismo modelo.
Hu dice que los resultados del estudio tal vez puedan ayudar a los ingenieros a diseñar mejores serpientes-robot, las que pueden ser utilizadas para maniobrar en espacios estrechos.Algunas serpientes-robot tienen ruedas para presentar resistencia a los movimientos laterales, pero los expertos en robótica tal vez puedan replicar el deslizamiento sin usar ruedas si encuentran un material con propiedades de fricción similar a las escamas, dice Hu.
Howie Choset, un experto en robótica de la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh, Pensilvania, dice que la mayoría de las serpientes-robot dependen de movimientos distintos a la ondulación lateral, tales como rodar.
Adicionalmente, es posible que el trabajo del científico Hu inspire una vista más cercana a las propiedades de fricción de las pieles de las serpientes en los robots del futuro. (El Universal)
La investigación pudo explicar cómo las serpientes se mueven a través de terreno llano como arena y caminos, donde ellas no pueden impulsarse desde piedras y ramas.
Los investigadores, dirigidos por el ingeniero mecánico David Hu, del Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta, encontraron que la resistencia ofrecida por las escamas del vientre de una serpiente es mayor cuando se desliza lateralmente, en lugar de hacia adelante o atrás.
Al parecer, los reptiles también levantan las partes de su cuerpo donde la fricción está retardando el movimiento, para deslizarse con mayor velocidad.Aunque los científicos sabían que las serpientes se deslizan hacia adelante más fácilmente que hacia atrás, 'nadie había medido la fricción lateral', dice Hu.
'Esa es la clave de su movimiento'.Las serpientes pueden moverse al plegarse en sí mismas, contrayendo sus vientres, contorsionándose o deslizándose como una 'S'.Experimentos previos habían demostrado que las serpientes pueden ejecutar este último tipo de locomoción, el cual es llamado de ondulación lateral, empujando los flancos en los obstáculos en su camino.
Los científicos sugieren que las escamas del vientre de las serpientes, al sentir pequeños promontorios en el suelo, tal vez los usen para moverse.
Pero no ha sido determinado exactamente cómo la fricción de las escamas contribuye al deslizamiento.
Cuesta resbalosa
Hu y sus colegas midieron la fricción haciendo resbalar a 10 serpientes de leche jóvenes, primero con la cabeza adelante, después con la cabeza atrás y finalmente de lado, sobre dos superficies -tela áspera y tabla de fibra lisa-.
En la tela áspera, la fricción fue mayor cuando la serpiente se deslizó lateralmente, mientras que en la superficie lisa, la fricción casi fue pareja en todas direcciones.
La fricción lateral incrementada pareció ser necesaria para el movimiento, porque las serpientes se pudieron deslizar exitosamente en la tela rugosa, pero no así en la pieza de superficie lisa.Cuando el equipo vació estos valores de fricción en un modelo matemático, la serpiente teórica siguió casi el mismo camino que las reales.
Sin embargo, la velocidad predicha en el modelo fue menor que la observada en el experimento con serpientes reales.Así que añadieron la tendencia a concentrar el peso en ciertas partes de su cuerpo -un comportamiento que parece reducir el contacto en las áreas donde la fricción provoca reducción del movimiento-.
Al adicionar este factor la serpiente teórica se movió un 35% más rápidamente, un valor más cercano a la velocidad de las serpientes reales, según el reporte del equipo en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias.
El estudio ilustra cómo, al variar la resistencia de la fricción a lo largo del cuerpo de la serpiente, se generan las fuerzas que provocan el movimiento hacia adelante, dice Bruce Jayne, experto en locomoción de los ofidios en la Universidad de Cincinnati, en Ohio, que no tomó parte en el estudio.'Están tomando en cuenta todo lo que sucede de la cabeza a la cola de la serpiente', agregó Jayne.
El modelo matemático también sugiere que el deslizamiento depende mucho más de la fricción que de fuerzas inerciales, con fuerzas de fricción estimadas en un orden de magnitud mayor.
Esto es intrigante, porque para muchas otras formas de movimiento terrestre tales como correr y galopar, 'la inercia del cuerpo lo es todo', dice Bruce Young, un anatomista de vertebrados en la Universidad Lowell de Massachusetts.Sin embargo, hace notar que algunas otras formas de locomoción de las serpientes tal vez no sigan el mismo modelo.
Hu dice que los resultados del estudio tal vez puedan ayudar a los ingenieros a diseñar mejores serpientes-robot, las que pueden ser utilizadas para maniobrar en espacios estrechos.Algunas serpientes-robot tienen ruedas para presentar resistencia a los movimientos laterales, pero los expertos en robótica tal vez puedan replicar el deslizamiento sin usar ruedas si encuentran un material con propiedades de fricción similar a las escamas, dice Hu.
Howie Choset, un experto en robótica de la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh, Pensilvania, dice que la mayoría de las serpientes-robot dependen de movimientos distintos a la ondulación lateral, tales como rodar.
Adicionalmente, es posible que el trabajo del científico Hu inspire una vista más cercana a las propiedades de fricción de las pieles de las serpientes en los robots del futuro. (El Universal)
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