Robert Full: Aprendiendo de la cola del geco.

Permítanme que comparta hoy con ustedes un descubrimiento original. Pero quiero contarlo del modo en que ocurrió realmente. No de la manera en que lo presento en un encuentro científico, o como lo podríais leer en un artículo científico. Es una historia que va más allá de la biomimética, a lo que yo llamo "biomutualismo". Defino esto como un asociación entre la biología y alguna otra disciplina. Donde cada disciplina recíprocamente contribuye al avance de la otra, y los descubrimientos que emergen conjuntamente van más allá de cada campo individual. Ahora, en términos de la biomimética, en la medida en que las tecnologías humanas se acercan a las características de la naturaleza, la naturaleza se convierte en un maestro mucho más útil. La ingeniería puede inspirarse en la biología utilizando sus principios y analogías cuando son ventajosos. Y entonces integrando esto con la mejor ingeniería humana para llegar a hacer algo que en realidad supera la naturaleza.

Siendo un biólogo, sentía una gran curiosidad acerca de esto. Estos son dedos de gecos. Y nos preguntábamos cómo los gecos utilizan estos dedos tan extraños para trepar por una pared tan rápidamente. Lo descubrimos. Y lo que encontramos fue que los gecos tienen estructuras como hojuelas en los dedos con millones de pequeños vellos que les hace parecer como una alfombra. Y cada uno de estos vellos tiene el peor caso de extremos partidos posible, alrededor de 100 a 1000 extremos partidos, de tamaño nanométrico Y el individuo tiene 2000 millones de estos extremos partidos. No se adhieren por Velcro, o succión, o un adhesivo. En realidad se adhieren únicamente por fuerzas entre moléculas, fuerzas de van der Waals. I realmente me complace anunciarles hoy que se ha hecho el primer adhesivo sintético seco, que no deja residuos. Partiendo de la versión más simple en la naturaleza, una rama, mi colaborador en temas de ingeniería, Ron Fearing de Berkeley, ha hecho la primera versión sintética. Y lo mismo ha hecho mi otro colaborador increíble, Mark Cutkosky, de Stanford. Él ha hecho vellos mucho mayores que los del geco, pero utilizando los mismos principios generales.

Y aquí tienen su primera prueba. (Risas) Éste es Kellar Autumn, mi antiguo estudiante de Doctorado, que ahora es profesor en Lewis and Clark, literalmente entregando su primogénito para esta prueba. (Risas)

Más recientemente, sucedió esto.

Hombre: Esta es la primera vez que alguien ha escalado realmente con esto.

Narrador: Lynn Verinsky, una escaladora profesional, que parece estar llena de confianza.

Lynn Verinsky: Honradamente, va a ser perfectamente seguro. Será perfectamente seguro.

Hombre: ¿Cómo lo sabe?

Lynn Verinsky: Por el seguro de responsabilidad.

Narrador: Con un colchón debajo y atada a una cuerda de seguridad, Lynn comenzó su escalada de 20 metros. Lynn llegó al tope en una combinación perfecta de Hollywood y ciencia.

Hombre: De modo que eres la primera persona que oficialmente emula a un geco.

Lyn Verinsky: Ajá! Caramba. Y qué privilegio ha sido el mío.

Robert Full: Ésto es lo que ella hizo sobre superficies rugosas. Pero realmente los utilizó tambien sobre superficies lisas, dos de ellas, para escalar, tirando de su propio peso. Y pueden probarlo por sí mismos en el recibidor, y ver el material inspirado por los gecos. Ahora bien, el problema cuando los robots intentan hacer esto es que no pueden despegarse, con el material. Ésta es la solución de los gecos. En realidad ellos separan sus dedos pelándolos de la superficie, a altas velocidades, al tiempo que escalan la pared.

Bueno, me emociona realmente mostrarles la última versión de un robot, Stikybot, que utiliza un nuevo adhesivo seco jerárquico. Aquí tienen el robot. Y esto es lo que hace. Y si se fijan, pueden ver que utiliza el despegue de los dedos, tal y como lo hace el geco. Si podemos mostrarle algo del video, podrán verlo subir trepando la pared. (Aplausos) Aquí lo tienen. Y ahora puede trepar otras superficies a causa del nuevo adhesivo, que el grupo de Standford pudo hacer, al proyectar este robot increíble. (Aplausos)

Ah. Algo que quiero señalar es, miren a Stickybot. Verán algo en el robot. Y no sirve sólo para que parezca un geco. Tiene una cola. Y es que cuando te crees que has entendido la naturaleza, esta clase de cosas sucede. Los ingenieros nos dijeron, de los robots trepadores, que si no tienen una cola se desprenden de la pared y caen. De modo que hicieron una pregunta importante. Dijeron, "Bueno, parece como una cola." A pesar que lo que pusimos es una barra pasiva. "¿Utilizan los animales sus colas cuando trepan las paredes?" Lo que hicieron fué devolvernos el favor, dándonos una hipótesis que probar, en biología, en la que no habríamos pensado.

Así que por supuesto, en realidad nos dió pánico, porque siendo los biólogos, ya deberíamos haber sabido esto. Dijimos, "Bueno, ¿qué hacen las colas?" Sabemos que las colas acumulan grasa, por ejemplo. Sabemos que puedes asirte a objetos utilizando las colas. Y lo que quizás todos saben que las colas proveen balance estático. (Risas) Pueden también actuar como contrapeso. Así que observen este canguro. ¿Ven ésa cola? ¡Es increíble! Marc Raibert construyó un robot saltador "Uniroo" Y era inestable sin su cola. Ahora bien, mayormente las colas limitan la maniobrabilidad Como este humano dentro del disfraz de dinosaurio. (Risas) Mis colegas realmente probaron esta limitación incrementando el momento de inercia de un estudiante, así que le pusieron una cola, y le hicieron correr una carrera de obstáculos, y encontraron que perdió agilidad. Como era predecible. (Risas) Pero por supuesto, esta es una cola pasiva. Y también puedes tener colas activas.

Y cuando retorné a investigar esto, me di cuenta que en uno de los grandes momentos TED en el pasado, de Nathan, hablamos acerca de una cola activa.

Vídeo: Myhrvold piensa que los dinosaurios que restallaban las colas estaban interesados en el amor, no en la guerra.

Robert Full: Él habló acerca de la cola como un látigo para la comunicación Puede también ser usado como defensa. Muy poderoso. De modo que retornamos y miramos al animal. Y le hicimos subir una superficie. Pero esta vez le pusimos una zona resbaladiza que pueden ver aquí en amarillo. Y observen a la derecha, lo que el animal está haciendo con su cola cuando resbala. Esta escena está ralentizada 10 veces. Así que aquí la tienen a velocidad normal. Y véanlo ahora resbalar, y vean lo que hace con su cola. Tiene una cola activa que funciona como una quinta pata. Y que contribuye a la estabilidad. Si le hacemos resbalar una gran distancia, ésto es lo que descubrimos. Esto es increíble. Los ingenieros tuvieron una idea realmente buena.

Y entonces, por supuesto, nos preguntamos, vale, tienen una cola activa, pero imaginémosles. Están trepando una pared, o un árbol. Y llegan al tope y digamos que hay algunas hojas allí. Y ¿qué pasaría si treparan a la cara inferior de ésa hoja, y soplara una ráfaga, o la sacudiéramos? E hicimos ése experimento, que pueden ver aquí. (Aplausos) Y ésto es lo que descubrimos. Ahora ésto es a velocidad normal. No se puede ver nada. Pero aquí está a cámara lenta.

Lo que descubrimos fué la reacción aérea de enderezamiento más rápida del mundo Para aquellos que recuerden su física, ésta es una respuesta de enderezamiento, sin cambio de momento angular. Pero es como un gato. Ya saben, gatos cayendo. Los gatos hacen esto. Retuercen sus cuerpos. Pero los gecos lo hacen mejor. Y lo hacen con su cola. Así que lo hacen con esta cola activa girándola alrededor Y entonces tocan el suelo en una postura como la de superman aterrizando. Vale, nos preguntamos, si llevamos razón, deberíamos poder probar esto en un modelo físico, en un robot.

Así que para TED realmente construímos un robot, allí está, un prototipo, con la cola. Y vamos a intentar la primera respuesta de enderezamiento en una cola, con un robot. Si podemos tener las luces sobre el robot. Vale, aquí va. Y mostramos el vídeo. Aquí está. Y funciona justo como lo hace en el animal. Así que todo lo que necesitas es un vaivén de la cola para enderezarte. (Aplauso)

Ahora bien, por supuesto, estábamos normalmente asustados porque el animal no tiene adaptaciones para planear, así que pensamos, "Bueno, le pondremos en un tunel de viento vertical Le soplaremos para que vuele, y le daremos un lugar para aterrizar, un tronco de árbol, justo fuera de la caja transparente, y veremos lo que hace. (Risaas) Así lo hicimos. Y aquí está lo que hace. Así que el viento viene de debajo. Esto está ralentizado 10 veces. Hace un planeado de equilibrio. Altamente controlado. Esto parece increíble. Pero es realmente muy bello, cuando lo fotografías. Y más aún, mientras se desliza, maniobra en medio del aire. Y el modo en que lo hace, es que mueve su cola y la tuerce en una dirección para girar a la izquierda, y en la otra dirección para girar a la derecha. Así que podemos maniobrar de esta manera. Y entonces -- tuvimos que filmarlo varias veces para poder creerlo -- También hace esto. Véanlo Oscila su cola hacia arriba y hacia abajo como un delfín. Puede realmente nadar por el aire. Pero observen sus patas frontales. ¿Pueden ver lo que está haciendo? Qué significado tiene esto para el origen del vuelo por aleteado? Quizás ha evolucionado a partir de la caída desde los árboles, y el intento de controlar el planeo. Mantengan la sintonía, que ya volvemos a ésto. (Risas)

Así que entonces nos preguntamos, "¿Pueden realmente maniobrar con esto?" Así que ahí está el punto de aterrizaje. ¿Podrían conducirse hacia este punto con éstas capacidades? Aquí está en el tunel de viento Y ciertamente parece que puede Pueden verlo aún mejor desde arriba. Miren al animal. Definitivamente se mueve hacia el punto de aterrizaje. Vean los coletazos según lo hace. Véanlo. Es increíble!

Así que ahora estábamos realmente confundidos. Porque no hay reportes de gecos planeando. Así que dijimos, "Dios mío! tenemos que ir al campo, y ver si realmente hace esto." Completamente opuesto al modo en que lo veríais en un filme sobre la naturaleza, por supuesto. Nos preguntamos, "Realmente planean en la naturaleza?" Bien, fuímos a los bosques de Singapur y el sudeste asiático. Y el próximo vídeo que verán es la primera vez que hemos mostrado esto.

Este es el vídeo actual, no preparado, un vídeo real de investigación, de un animal en una caída con planeamiento -- hay una línea roja de trayectoria. Miren al final para ver el animal. Pero entonces según se acerca al árbol, miren la imagen en close-up. Y traten de verlo aterrizar. Así que aquí viene bajando. Hay un geco al final de ésta línea de trayectoria. Lo ven? Allí? Véanlo cómo cae. Ahora miren el close-up y pueden ver el aterrizaje. Vieron el impacto? En realidad utiliza su cola también. Exactamente como lo vimos en el laboratorio.

Así que ahora podemos continuar el mutualismo sugiriendo a los ingenieros que pueden hacer una cola activa. Y aquí tienen la primera cola activa, en el robot, hecha por Boston Dynamics. Así que para concluír, creo que necesitamos construír biomutualismos, como les mostré, lo que incrementará el ritmo de los descubrimientos básicos, en su aplicación. Para hacer esto, sin embargo, necesitamos rediseñar profundamente la educación, para balancear la profundidad con la comunicación interdisciplinaria. Y explícitamente enseñar a la gente cómo contribuir a, y beneficiarse de, otras disciplinas. Y por supuesto necesitas los organismos y el entorno para hacerlo. Esto es, igualmente si te interesan la seguridad, el salvamento, o la salud, debemos preservar los diseños naturales, porque de otro modo estos secretos se perderán para siempre. Y por lo que he oído de nuestro nuevo presidente, me siento muy optimista. Gracias. (Aplausos)