Saltamontes cyborg detector de explosivos

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Grupo de científicos de la Universidad de Washington en San Luis ha logrado todo un hito: rediseñar el sistema olfativo del saltamontes Schistocera americana para desarrollar detectores de bombas biológicas. Las neuronas receptoras olfativas de las antenas de estos insectos son las responsables de hallar olores químicos locales en el aire. Dichas neuronas mandan señales eléctricas a una sección del cerebro, llamada lóbulo antenal.

Se calcula que cada antena de saltamontes cuenta con cerca de 50.000 de esas neuronas

Para su experimento, los responsables soplaron vapores de diversos materiales explosivos sobre las antenas de saltamontes, incluido el vapor de trinitrotolueno (TNT) y su precursor 2,4-dinitrotolueno (DNT). El equipo utilizó dinamita (TNT) y su precursor 2,4-dinitrotolueno (DNT), junto con aire caliente y benzaldehído (el componente principal en el aceite de almendras amargas) como controles.

A continuación, descubrieron que algunas neuronas se activaban cuando se exponían a materiales explosivos. El paso siguiente fue medir los patrones de activación neural de cada uno de los compuestos producidos en los cerebros de los saltamontes: distinguían los vapores explosivos de los no explosivos, y también lograron que los diferenciasen entre sí.

Un conjunto de datos de siete saltamontes mostró una precisión promedio del 80% en la detección
El último paso fue equipar a los saltamontes con una ‘mochila’ de sensores livianos capaces de grabar y transmitir INFORMACIÓN de forma inalámbrica a un ordenador. Sus cerebros pudieron detectar explosivos hasta siete horas tras la operación, tiempo después del cual los insectos se fatigaron y fallecieron. Los investigadores creen que los saltamontes podrían ver futuras aplicaciones en casos de gran interés para la SEGURIDAD Nacional.

Un olfato superior

Recientemente se descubrió que el conocido mejor amigo del hombre tal vez no sea quien posee el mejor olfato para la tarea*. De hecho, parece ser que ese honor pertenece a otras criaturas mucho más pequeñas y menos notorias, como lo son los saltamontes.

Al parecer, sus antenas cuentan con la capacidad de analizar las partículas del aire e interpretar sus señales como olores. A su vez, dichas antenas también les permiten a los saltamontes detectar los pulsos eléctricos leves que constantemente se transportan por este.

Como CONSECUENCIA, los saltamontes cuentan con un sistema de detección de olores de alta calidad y con una capacidad de detalle casi única gracias a sus más de 50.000 neuronas dedicadas a esto. Una capacidad que, para trabajos tan delicados como la detección de bombas, sería perfecta.

Está claro que, a diferencia de los perros, los saltamontes no pueden ser entrenados para esta tarea. Por lo que, una ESTRATEGIA diferente debe ser implementada a la hora de utilizar sus habilidades.

En este caso, para ello han recurrido a la implantación de electrodos y un pequeño y ligero sensor en la espalda del saltamontes. Gracias a este, las reacciones cerebrales del saltamontes a los diferentes olores pueden transmitirse a una computadora casi en tiempo real.

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Para poner a prueba sus habilidades, el saltamontes debió ser inmovilizado y expuesto a distintos olores en diferentes áreas del complejo. Algunos pertenecían a distintos tipos de explosivos y otros a sustancias similares, pero no peligrosas.

En la mayoría de las oportunidades el cerebro del saltamontes fue capaz de diferenciar entre los olores de las amenazas y los de las que no lo eran. Asimismo, también fue capaz de presentar diferencias entre un compuesto de una bomba y otro, por lo que, ha quedado claro que estos animalitos no solo podrían alertar de la presencia de una, sino adelantar su tipo, basados tan solo en el olor.

En el caso de un solo saltamontes, la exactitud de sus detecciones fue de un 60%. Este subió a un 80% cuando se empleó un equipo combinado de 7 saltamontes para hacer las labores de detección. Como se puede ver, se trata de una alternativa con un gran porcentaje de fiabilidad y que podría ser utilizada en tiempo real por los entes que deban mantener una constante vigilancia sobre su alto tráfico de personas y paquetes.

Todo tiene sus contras
La prueba aún no ha sido hecha exponiendo a los insectos a varios olores diferentes al mismo tiempo. Por lo que, aún no se sabe qué tan efectivos podrían ser en el mundo real, donde todo se entremezcla y combina.

Además, luego de 7 horas de trabajo, el saltamontes quedaba tan exhausto que moría. Por lo que, se requeriría una gran cantidad de estos para hacer que esta ESTRATEGIA funcione, a cambio de las vidas de todas estas criaturas.

Está claro que la investigación aún tiene puntos que tratar. Por un lado, debe seguir profundizando en las habilidades de estos pequeños y, por el otro, debe encontrar un modo de aprovecharlas sin hacer tener que quitarles la vida en el proceso.

*Luego de los lobos, que tienen mucha mayor capacidad olfativa, el inconveniente es que se manejan en manadas.

Fuentes:
https://www.larazon.es/tecnologia/20200219/lbjziausczaehbus7dj3q75pla.html

¿El olfato de los saltamontes es mejor que el de los perros para detectar bombas?


Explosive sensing with insect-based biorobots: https://doi.org/10.1101/2020.02.10.940866


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