Biomimetika: euli-entzumena

Javier San Martín

Izenburu honek ez dio erreferentziarik egiten Erdi Aroko begizko bati, ez eta deabruak uxatu edo erakartzeko sorginkeria bati. Era berean, ez dauka zerikusirik “Zugarramurdiko sorginei” buruz herri-literaturan bildu izan den guztiarekin, ez eta iraganean naturaz gaindiko ahalmenak egotzi izan zaizkion inorekin ere. 1958.ean “Eulia” filma egin zuenean, Kurt Neumanni ere ez zitzaion bururatuko inola ere gizakion eta eulien gene-kodeen arteko uztardurarik. Eta hala ere, eboluzio naturalean, giza kodearen azken kopietako bat da euliaren gene-kodea.

1. irudia: Euli baten entzumenarekin lotuta dago azken aurkikuntzetako bat.

1. irudia: Euli baten entzumenarekin lotuta dago azken aurkikuntzetako bat.

Biomimetikak, laguntza eman diezaieke gizakiei hainbat eragozpenak gainditzen. Euli baten entzumenarekin lotuta dago azken aurkikuntzetako bat. Animalia honen biziraupena estu-estuko harremanetan dago beren bi entzumen-aparatu (bi “belarri”) naturalen arteko distantziarekin, milimetro eta erdiko distantziarekin alegia.

Izan ere, distantzia honek, denbora interauraleko desberdintasun bat eragiten du, hots, ia denbora berean iristen zaizkio soinuak entzumen-aparatu bati eta besteari.

Gizakiok ordea, objektuaren kokapenaz jabetzeko aukera daukagu, antzematen ditugun denbora, fase eta espektro-desberdintasunei esker. Objektua aurrean zein atzean, ezker zein eskuinean egon daiteke, eta distantzia eta garaiera ere atzematen ditugu, bai eta objektuak daraman abiadura ere.

Ormia ochracea izeneko euli parasito honek ere ahalmen berberak ditu, baina erronka larriei aurre egin behar die. Bi “belarrien” arteko distantzia txiki horrek oso desberdintasun txikia eragiten du bi aparatuetarako iritsiera-denboren artean, eta desberdintasun hori nekez atzematen da. Izan ere, Michael L. Kuntzmanek eta A. Hallek, aditzera eman dute distantzia hori askoz ere txikiagoa dela aireko 5 kHz-ko soinu-uhin baten luzera baino.

Hala eta guztiz ere, euli-espezie honek, biziraun du, eta horrek esan nahi du bere entzumen-aparatuek ondo funtzionatzen dutela… eta horrek ezbeharra dakarkie kilkerrei. Basa kilker arrek estalaldian kirrinkak igortzen dituztenean, ernari dauden Ormia ochracea emeek kilkerrak antzeman eta eraso bitxi bat egiten diete: kilkerren gainean jarri eta arrautzak erruten dituzte beren bizkarrean. Arrautza horietatik, larba batzuk garatuko dira, eta larba horiek kilkerra guztiz jango dute barruko aldetik.

Alderdi bortitzenak alde batera utzita, Kunzmanek eta Hallek, euli hau hartu dute abiapuntu, entzumen-aparatu bat diseinatzeko. Horrela, Ormia ochraceari kopiatu diote soinuaren denbora eta maila interaurala handitzen dituen aparatu bat, jatorriz euliek beren larben ostalari izango dena antzemateko erabiltzen dutena.

Aparatu honetan jatorrizko aparatu naturalaren tamaina ere lortu nahi dute. Texaseko Unibertsitateko ikerlariek, silizio mikromekanizatuzko prototipo bat aurkeztu dute. 2 mm-ko zabalera du, material piezoelektrikoetan oinarrituta dago, eta tentsio mekanikoa seinale elektriko bihurtzen ditu.

Piezoelektrizitateari esker, hainbat kristalek polarizazio elektrikoa hartzen dute, tentsio mekanikoa ezartzen zaienean. Horrela, bere gainazalean potentzialen eta karga elektronikoen desberdintasunak azaltzen dira, edo bestela, kristal hauek eraldatuak gerta daitezke, eremu elektriko baten pean jartzen direnean.

2. irudia: Euliaren entzumena errepikatu ahal izateko. Atzemate-mekanismoak aukera ematen du egitura gainezarri baten bidez bi bibrazio era atzemateko: oszilazioa eta bibrazioa.

2. irudia: Euliaren entzumena errepikatu ahal izateko, antzemate-mekanismoak aukera ematen du egitura gainezarri baten bidez bi bibrazio era antzemateko: oszilazioa eta bibrazioa.

Euliaren entzumena errepikatu ahal izateko, aparatuak habe malgu bat darama eta antzemate piezoelektrikoko gune edo zulo batzuk erabiltzen ditu. Zulo hauek duten platinozko elektrodoak, transduzitu egiten du, hau da, presioa edo dilatazioa seinale elektriko bihurtzen du.

Antzemate-mekanismoak aukera ematen du egitura gainezarri baten bidez bi bibrazio era antzemateko. Lehenengo atalari oszilatzaile deritzo, eta bertan habeak biratu egiten du. Bigarren atalari habearenmuturrek bibratu egiten dute, hegaka ari bailiran.

Honi guztiari esker, alde berean lortu dira bi bibrazio mota ortogonal atzemate-egituran, eta horrela, aukera egoten da soinu-presioa eta soinu-gradientearen neurketa sinkronikoa egiteko; alegia, batera neurtzen dira habearen flexioa eta errotazioa eta horrek aukera ematen du euliaren entzumen-sistema errepikatzeko.

Dispositibo berri hau baliagarri gerta daiteke audiofono-modelo berriak egiteko. Modelook, laguntza emango liekete entzumen-minusbaliatuei, baina pentsatzen hasiak dira helburu militarrez ere. Egileek beraiek adierazi dute Applied Physics Letter aldizkariko bere argitalpenean Defentsa Ikerketa Aurreratuetarako Egitasmoen Agentziak babesten duela beren lana.

Erreferentziak:

Michael L. Kuntzman and Neal A. Hall. Sound source localization inspired by the ears of the Ormia ochracea. Appl. Phys. Lett. 105, 033701 (2014); http://dx.doi.org/10.1063/1.4887370 .

——————————————————-

Egileaz: Javier San Martín (@SanMartinFJ) kazetaria da, eta artikulu hau “Activa Tu Neurona” blogaren (@ACTIVATUNEURONA) kolaborazioa da Zientzia Kaierarekin.

——————————————————-

Juan Carlos Odriozolak euskaratu du artikulua.

——————————————————-

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>