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(Noticias de Nanowerk) Si bien el camino más corto entre dos puntos es una conexión directa, puede que no sea el camino más eficiente. Las corrientes complejas a menudo impiden el movimiento de los micronadadores, lo que les dificulta alcanzar su objetivo. Al mismo tiempo, existe una cierta ventaja evolutiva en el uso de estas corrientes para navegar lo más rápido posible. Si bien tales estrategias permiten a los micronadadores biológicos acceder mejor a los alimentos o escapar de un depredador, podrían instruir a los microrobots para que realicen tareas específicas.
El camino óptimo en una corriente dada se puede determinar fácilmente matemáticamente, pero las fluctuaciones interrumpen el movimiento de los micronadadores, distrayéndolos de la ruta óptima. Como tales, deben reajustar su movimiento para adaptarse a los cambios ambientales. Esto suele requerir la ayuda de un intérprete externo y les priva de autonomía.
«Gracias a la evolución, algunos microorganismos han desarrollado estrategias autónomas que permiten el movimiento direccional hacia mayores concentraciones de nutrientes o luz», autor principal del estudio (Nueva revista de física, «Navegación óptima de micronadadores en entornos complejos y ruidosos»), explica Lorenzo Piro. Inspirándose en esta idea, los investigadores del Departamento de Física de la Materia Viva del MPI-DS desarrollaron estrategias que permiten a los micronadadores moverse de manera óptima y casi autónoma.
![Dos micronadadores ajustan su orientación para mantenerse cerca del camino iluminado y llegar a la meta más rápido](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id61602_1.jpg)
La luz como indicador de la navegación autónoma
En promedio, cuando un intérprete externo define el patrón de navegación, los micronadadores siguen un camino bien definido. Por lo tanto, guiar al micronadador a lo largo de este camino dentro de la corriente es un buen enfoque. A pesar de las fluctuaciones existentes, esto se puede lograr de forma autónoma mediante estímulos externos.
Este principio podría aplicarse a los nadadores que responden a variaciones de luz, como B. ciertas algas, en cuyo caso simplemente se puede iluminar el camino óptimo. Sorprendentemente, las actuaciones resultantes son comparables a la navegación monitoreada externamente.
«Estas nuevas estrategias también se pueden aplicar convenientemente a escenarios más complejos, como navegar en superficies curvas o en presencia de flujos aleatorios», concluye Ramin Golestanian, director de MPI-DS.
Las posibles aplicaciones del estudio van desde la entrega dirigida de sustancias activas a microescala hasta el diseño óptimo de micromáquinas autónomas.
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