AMBULACIÓN POR TRÍPODE ALTERNANTE Y SENSORES EN INSECTOS

La pauta de locomoción más corriente en los insectos es conocida por ambulación por trípode-alternante. Rotulemos con D las patas del lado derecho y con I las del izquierdo; numerémoslas 1,2,3 de adelante atrás; los trípodes alternantes son D1,I2,D3 e I1, D2,I3. En situaciones normales, insectos como la cucaracha elevarán el primer conjunto D1,I2,D3, mientras el otro conjunto permanece en el suelo. Esta disposición triangular le proporciona estabilidad a la cucaracha , mientras el primer conjunto de tres patas traza un arco hacia adelante,buscando nuevas posiciones. Después se pueden elevar las patas del otro grupo y llevarlas hacia adelante del mismo modo, mientras el primer conjunto proporciona estabilidad.
Los artrópodos tienen órganos especializados en sus patas que detectan pequeñas tensiones o deformaciones en sus músculos. Son llamados detectores biológicos de deformación, son extremadamente sensibles, regulan el movimiento de las criaturas cuando caminan, y hasta pueden ser usados para memorizar la secuencia del movimiento.En los insectos, este órgano es conocido como “Campaniform sensillum” (del latín sensor con forma de campana, lo que describe la apariencia de este órgano). En las arañas, este órgano es conocido como “Slit sensillum”. Consiste en un fino canal en la cutícula y está cubierto por una extremadamente delgada membrana en la superficie; en las piernas estos sensores se encuentran en grupos ordenados generalmente con forma de arpa. A pesar de todas las diferencias entre los distintos tipos de sensores, los tres tipos están conectados al sistema nervioso en una forma parecida. Cada uno está unido a una parte del sistema nervioso central, escondido abajo del exoesqueleto. Cuando una fuerza deforma el exoesqueleto alrededor del sensor, la punta de la dendrita se deforma junto a él.
En respuesta a este estímulo el nervio genera un impulso eléctrico que se dirige al sistema nervioso central por medio del eje de una neurona. Estos sensores están distribuidos en lugares estratégicos del exoesqueleto, por ejemplo en las puntas y articulaciones de las patas.Están divididos en dos grupos: Los receptores, ubicados en la cercanía con capuchones orientados perpendicularmente al eje largo de la pierna y los receptores distal , que tienen capuchones que apuntan en forma paralela al eje de la pierna (los ingenieros a menudo ubican los medidores de esfuerzo en el mismo sentido para monitorear todo el rango de fuerza que actúan sobre un objeto ordenándolos en orientaciones mutuamente perpendicular descriptos como rosetas de noventa grados y de dos ejes.).Para testear los sensores de una cucaracha, se observó la actividad de los receptores en cucarachas caminando y se comparó con el movimiento del músculo de la tibia. La pierna posterior de la cucaracha siguió el mismo patrón de movimiento que usan casi todos los animales para caminar , primero la pierna es levantada y empujada para adelante, este movimiento es conocido como “swing phase”.Luego es bajada y empujada hacia atrás durante el paso, en este momento, la pierna soporta todo el propio peso del insecto e impulsa al animal. Los músculos flexores quedan activos durante el “swing phase” (paso) mientras que los tensores se contraen durante el paso. Al comienzo, de la marcha el animal, primero apoya la pata en la superficie y luego aplica todo su peso en ella. Esta fuerza dobla la parte superior de la tibia y excita el censor de capas perpendiculares. El sensor hace que el músculo extensor se contraiga, propulsando al animal. El músculo continúa su actividad hasta el final del paso, hasta que la parte inferior de la tibia se arquea. Esto activa la segunda clase de sensores, los de capas paralelas al eje de la pata. Cuando estos sensores se activan, se invierte el proceso, se detiene el músculo extensor. También, activa el músculo flexor lo que impulsa la pata de la cucaracha hacia atrás empezando así un nuevo paso. También el animal monitorea los dos tipos de sensores, regulando todas las fuerzas que actúan en la pata durante el paso. El rol de los órganos de sensado, es muy complejo. Un ejemplo de esto, es el “KINESTHETIC ORIENTATION” de las arañas, el cual les permite memorizar información sobre sus pasos previos, esto les sirve para encontrar el camino de vuelta.
La araña tropical puede detectar una mariposa por las vibraciones que produce al volar. Estas habilidades no dependen de factores de visión, de olfato o de atmósfera, porque se basan en detectores de deformación.

SISTEMAS COMPLEJOS ADAPTATIVOS ARTIFICIALES

En los comienzos de la cibernética los autómatas no eran capaces de crear un esquema susceptible de evolución más allá de sus percepciones sensoriales. Sólo ahora estamos entrando en una era de autómatas que pueden considerarse veradaderos sistemas complejos adaptativos; sin humanos en el bucle ,conteniendo esquemas elaborados sujetos a variación y selección. A diferencia de los robots industriales que repiten la misma acción una y otra vez, uno autónomo es capaz de adaptar sus conductas a las exigencias que presenta cada situación, o incluso escoger de un amplio repertorio de acciones diferentes.

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