A fin de profundizar en el funcionamiento del ojo humano y lograr una mejor comprensión del mismo, científicos de la Universidad Tecnológica de la Mixteca (UTM) crearon un sistema que realiza funciones biológicas del órgano, como la regulación automática de entrada de luz y autoenfoque de objetos a diferentes distancias. El desarrollo, que hasta ahora imita el comportamiento de la córnea, iris, cristalino y retina, puede tener distintos usos, desde el educativo, diagnóstico de padecimientos ópticos, investigación, hasta visión robótica.

El doctor Agustín Santiago Alvarado, profesor de la UTM y responsable del proyecto, explicó que el sistema se conforma de componentes ópticos que, ante diversos estímulos son capaces de modificar los parámetros geométricos que lo integran.

Es así que se ha diseñado y fabricado una superficie curva con perfil “asférico” equivalente a la córnea humana. Un mecanismo de abertura que cumple la función del iris al achicar o dilatar su tamaño según la intensidad de luz y una lente sintonizable, que imita al cristalino, al cambiar de forma para enfocar los objetos.

El especialista detalló que es a partir de un sensor previamente calibrado, que se capta la iluminación incidente y se envía una señal a un actuador, mismo que se encarga de manipular unas monturas, que en conjunto componen un diafragma que se expande o se contrae para regular la luz que entra al sistema. De esta forma, el dispositivo simula el funcionamiento del iris.

Asimismo, el doctor Ángel S. Cruz Félix, especialista en óptica y coautor de la investigación, indicó que a fin de imitar el comportamiento del cristalino y enfocar objetos a diferentes distancias, se fabricó una “lente sólida elástica sintonizable”, que cambia de forma gracias a la acción de monturas que estiran o comprimen la lente para redirigir la luz entrante y generar imágenes adecuadas.

Actualmente, la montura mecánica que actúa sobre la lente opera de manera manual; sin embargo, se busca que por medio de un sensor de distancia y un módulo de control electrónico se pueda detectar la posición del objeto para que las monturas ajusten el enfoque automáticamente.

Por otra parte, una cámara CCD realiza la función de la retina, ya que envía las imágenes captadas a una computadora, en donde gracias a un programa previamente desarrollado por los investigadores, se obtiene la calidad de la imagen y se procesa para mejorar su nitidez.

Los expertos en óptica subrayaron que el sistema completo tiene dimensiones aproximadas de diez centímetros de largo por cuatro de ancho, pero se trabaja para reducir su tamaño. Cabe mencionar que algunas de las piezas del mecanismo fueron fabricadas en una impresora 3D con el material ABS, y otros componentes están hechos del polímero polidimetilsiloxano Sylgard 184.

Se piensa que el desarrollo, presentado durante el foro Innovation Match (IMMX) 2016, tenga aplicaciones potenciales en el área de la robótica, ya que su empleo reduciría la cantidad de sensores que se tienen que colocar a un robot para que conozca su entorno.

Además, podría resultar útil para el diagnóstico de errores refractivos presentes en el ojo humano e incursionar en el ámbito educativo, ya que podría servir para la enseñanza del funcionamiento del órgano; para ello, se tiene contemplado optimizar el diseño y darle una apariencia más estética.

Actualmente, se cuenta con un primer prototipo del sistema, del cual se preparan los documentos necesarios para generar la solicitud de patente. El diseño, manufactura, análisis mecánico, óptico y fabricación de cada uno de los componentes del sistema se realizan en la UTM. (Agencia ID)

Los vencejos comunes (pájaros de la especie Apus apus) son conocidos por sus impresionantes habilidades aéreas, capturando comida y material para sus nidos mientras se hallan volando. Ahora, gracias a sujetar en los pájaros unos diminutos dispositivos de captura de datos, los investigadores han confirmado lo que algunos habían sospechado: que los vencejos comunes pueden permanecer en un vuelo virtualmente constante durante la mayor parte de un año (¡10 meses!).

Si bien ha habido ejemplos de pájaros permaneciendo en vuelo casi constante durante periodos de meses, lo descubierto sobre el vencejo común por el equipo de Anders Hedenström, de la Universidad de Lund en Suecia, establece un nuevo record.

Cuando los vencejos comunes dejan su lugar de cría en agosto para migrar hacia las selvas tropicales de África central a través de África occidental, prácticamente no tocan tierra hasta que regresan para la siguiente temporada de cría, 10 meses más tarde.

Dichos pájaros probablemente ahorran energía durante el día dejándose llevar por corrientes ascendentes de aire caliente. Eso les permite descansar sin dejar de volar. Además, tras subir a gran altitud, pueden permitirse un largo planeo descendente. Cuando planean al descender, también pueden descansar.

Se sospechaba desde hace mucho tiempo que los vencejos pueden pasar la mayor parte de su vida volando. Pero no había pruebas de ello. Para averiguar si la suposición era correcta, y en tal caso obtener pruebas, Hedenström y sus colegas desarrollaron un nuevo tipo de microrregistrador de datos. Los registradores guardan los datos de las aceleraciones para vigilar la actividad de vuelo de las aves. Más tarde, los investigadores añadieron sensores de luz para utilizar en geolocalización. Los científicos colocaron los registradores de datos a 19 vencejos comunes que fueron más tarde recapturados.

Los datos mostraron que estos individuos pasaron volando más del 99 por ciento de su tiempo durante ese periodo de 10 meses fuera de la temporada de crianza. La actividad de los pájaros registrada indicó que suelen volar más bajo durante el día que durante la noche, muy probablemente porque de día pueden elevarse con más facilidad gracias a las corrientes ascendentes de aire caliente.

Los investigadores aún no saben si en estos diez meses las aves duermen, y si lo hacen, cómo lo logran sin dejar de volar. Lo más probable es que duerman en pleno aire. Quizá encuentran tiempo para echar breves siestas durante los lentos descensos planeando desde una gran altitud inicial, o están medio dormidos durante esas y otras horas de escasa actividad física.

Un grupo de científicos, liderado por la Universidad del Sur de Dinamarca, ha descubierto que los ratones producen ultrasonidos de una forma única en el reino animal. Según los investigadores, y contrariamente a lo que se pensaba, estos roedores no utilizan las vibraciones de sus cuerdas vocales en la laringe para crear el sonido.

“En su lugar, un pequeño chorro de aire sale de la tráquea contra la pared interior de la laringe”, explica Coen Elemans, autor principal del estudio y jefe del grupo de Comunicación y Comportamiento del Sonido de la universidad danesa. Esto produce el silbido ultrasónico, señala el trabajo publicado en la revista Current Biology.

El equipo utilizó vídeos de alta velocidad con 100.000 fotogramas por segundo para demostrar que las cuerdas vocales permanecen totalmente inmóviles mientras sale el ultrasonido por la laringe.

“Este mecanismo solo se conoce en aplicaciones de flujo supersónico como el despegue y el aterrizaje verticales con motores a reacción, o flujos subsónicos de alta velocidad, como los chorros empleados para un rápido enfriamiento de los componentes eléctricos y turbinas”, detalla Anurag Agarwal, coautor del trabajo y director de los laboratorios de Aeroacústica de la Universidad de Cambridge (Reino Unido).

Aunque muchos roedores de todo el mundo usan los ultrasonidos para comunicarse, los científicos aún desconocían este proceso. “A pesar de que hayamos investigado intensamente con ratones, estos animales aún guardan algunos trucos bajo la manga”, indica Elemans.

Para los investigadores, cuanto más se conozca cómo los ratones producen sus sonidos sociales, “más fácil será comprender lo que sucede en el cerebro de un ratón que tiene las mismas mutaciones genéticas que los humanos con trastornos del habla”, concluye Elena Mahrt, primera autora y científica en el Washington State University Vancouver (EE UU).