Hace unos 360 millones de años, criaturas que salieron del agua y llegaron a tierra firme, convirtiéndose en los primeros animales terrestres. La colonización de la tierra por animales puede ser uno de los mayores eventos evolutivos en la historia de la vida, pero nuestra comprensión de la física de este evento es limitada. Profesor Henry Astley, Doctor., de la Universidad de Akron (UA) busca encontrar respuestas.

Determinar qué fuerzas dictan la caminata bajo el agua responderá a preguntas evolutivas, proporcionar información sobre los animales de hoy, y equipar a los ingenieros con información valiosa que conducirá a robots que caminan bajo el agua más eficientes y elegantes. Estos robots podrían tener infinitas aplicaciones, ayudando en cualquier cosa, desde la perforación submarina hasta el rescate de emergencia y la exploración.

Los animales caminaban bajo el agua mucho antes de pisar tierra firme. Astley quiere una comprensión más profunda de este predecesor conductual, por eso se embarca en un nuevo proyecto para estudiar este misterio científico. Astley ha sido galardonado con $ 297, 267 beca EAGER (Early Concept Grants for Exploratory Research) de dos años de la National Science Foundation (NSF) para ayudarlo en su viaje a través de estas aguas inexploradas. Su proyecto, "Primeros pasos:dinámica y control de la marcha submarina, "calificado para financiamiento EAGER, que es utilizado por la NSF para apoyar el trabajo exploratorio en sus primeras etapas en no probados, pero potencialmente transformador, investigar ideas o enfoques.

Astley es profesor asistente de biología y ciencia de polímeros, cuyo laboratorio se centra en la biomecánica del movimiento de los animales en terrenos no estructurados. Como miembro de la facultad del renombrado Centro de Investigación e Innovación Biomimética (BRIC) de la UA, Astley estudia animales con el propósito de resolver problemas humanos.

"Nadie ha profundizado nunca en la física del caminar bajo el agua, ", dice Astley. Caminar bajo el agua se puede explicar como una combinación de caminar y nadar terrestre. Esta fusión única de movimientos crea desafíos para los investigadores.

En agua, los animales nadan en un entorno en el que su peso corporal se sostiene mediante la flotabilidad y la propulsión a través de interacciones hidrodinámicas, al empujar el agua circundante. En tierra, los animales enfrentan mayores limitaciones debido a la gravedad. Deben estar sostenidos por extremidades o arrastrarse por la superficie de la tierra a través de la propulsión por interacciones del sustrato, empujando o tirando a través de la tierra. Debido a que caminar bajo el agua es una combinación de ambas técnicas de locomotora, una "extraña mezcla de física, "según Astley, No está claro cómo interactúan las fuerzas primarias a las que se enfrentan estos animales.

Para comprender las propiedades físicas básicas de la caminata bajo el agua, Astley y su equipo, dirigido por la estudiante de doctorado en Integrated Bioscience Kaelyn Gamel, estudiará el caminar bajo el agua de los tritones nerviosos españoles. Con el fin de recopilar datos sobre las fuerzas vigentes, los tritones caminarán a través de un sistema de sensor de fuerza sumergido colocado en el fondo de una pecera estándar.

"Los robots salen de las líneas de montaje y se dirigen al mundo natural, ", dice Astley. Su investigación es un primer paso importante para optimizar esta transición.