El pez remo inspira el diseño de submarinos indetectables mediante biomimética

Un pez de diecisiete metros de largo, raramente visto con vida en el océano, ha terminado siendo la inspiración para una nueva generación de robots submarinos. El pez remo —conocido popularmente como pez del día del juicio final— posee un sistema de propulsión tan inusual que investigadores de la Universidad de Cornell decidieron estudiarlo en detalle para resolver un problema práctico: cómo construir máquinas submarinas que se desplacen sin ruido.

Todo comenzó cuando Rob Shepherd, ingeniero de Cornell, buscaba soluciones biológicas para una plataforma robótica de observación oceánica financiada por la Oficina de Investigación Naval estadounidense. El objetivo era claro: una máquina capaz de transportar instrumentos científicos y vigilar el océano sin generar el ruido característico de los sistemas propulsados convencionalmente. Ese ruido, explicó Shepherd, alteraba el comportamiento de los peces y otros organismos acuáticos, comprometiendo la calidad de las observaciones. Mientras exploraba opciones, su atención se centró en un animal difícil de estudiar: el pez remo, cuya forma de moverse era completamente distinta a la de otros peces alargados.

La mayoría de los peces de cuerpo largo avanzan ondulando lateralmente, como anguilas. El pez remo, en cambio, se impulsa mediante una enorme aleta que recorre su dorso de extremo a extremo. Para entender exactamente cómo funcionaba ese mecanismo, el equipo de investigadores realizó disecciones, análisis histológicos, radiografías, tomografías computarizadas y estudió videos del movimiento de la aleta. También examinaron un ejemplar conservado en la Institución Smithsonian. Lo que descubrieron fue elegante: cada uno de los cientos de radios que componen la aleta dorsal está unido a una membrana fina en la parte superior y, por debajo, a cartílago, músculos y una articulación de tipo esférico. Esa disposición permite que cada radio rote de forma completamente independiente, funcionando como un joystick.

Esta anatomía explica un comportamiento aún más notable. Distintas zonas de la misma aleta pueden generar ondas en direcciones opuestas simultáneamente. Una sección puede desplazarse hacia la parte posterior mientras otra lo hace hacia delante, proporcionando al animal un control extraordinariamente preciso sobre su movimiento. Willy Bemis, profesor emérito de ecología y biología evolutiva de Cornell y autor sénior del estudio, señaló que los radios "pueden cambiar continuamente su patrón y hacerlo muy rápido". Esa capacidad permite al pez modificar su propulsión sin necesidad de recurrir a grandes movimientos corporales que generarían turbulencia y ruido. El sistema también explica cómo estos animales mantienen posiciones verticales mientras se alimentan de pequeños crustáceos, algo que otros peces de cuerpo alargado no pueden hacer con la misma facilidad.

La aplicación práctica de este descubrimiento es directa. En lugar de depender exclusivamente de hélices u otros mecanismos convencionales, un robot inspirado en el pez remo podría emplear superficies flexibles cuyos movimientos coordinados generasen el empuje necesario. Shepherd considera que una solución de este tipo permitiría interactuar de manera menos intrusiva con los animales marinos, manteniendo una presencia acústica reducida mientras se recopilan datos científicos. El objetivo es desarrollar una máquina capaz de transportar instrumentación y observar el océano sin perturbar significativamente el comportamiento de la vida marina.

Los investigadores aún desconocen si otros peces que utilizan una locomoción similar poseen radios dorsales capaces de efectuar la misma rotación completa. Bemis sospecha que diferentes especies pueden haber desarrollado soluciones anatómicas distintas ante problemas físicos parecidos. De hecho, la investigación sugiere que una locomoción basada en aletas en forma de cinta ha evolucionado de manera independiente alrededor de diez veces entre los peces óseos. Esa diversidad abre una vía de estudio concreta para la ingeniería submarina: observar cómo los peces controlan el agua con estructuras flexibles y convertir esos mecanismos naturales en nuevas formas de propulsión para robots submarinos más silenciosos y maniobrables. El próximo paso será comparar sistemas similares en otras especies, buscando patrones que puedan traducirse en diseños de ingeniería más eficientes.