Si un animal pasa por el bosque y nadie lo ve, ¿deja una marca? Hace un siglo, no habría manera de recoger las pistas que quedaron atrás. Pero con los avances en la tecnología de ADN, particularmente en los instrumentos de detección de ADN ambiental (eDNA), los científicos pueden determinar qué vida silvestre visitó un área en función del material genético en la caca, así como en las células microscópicas de la piel y el cabello que las criaturas arrojan y dejan atrás. Para los ecologistas que buscan medir la biodiversidad de un ecosistema de la forma menos invasiva posible, el eDNA puede ser un tesoro de información. Puede capturar la presencia de múltiples especies en una sola muestra.
Pero recolectar eDNA no es una tarea fácil. Los bosques son grandes espacios abiertos a los que a menudo no se puede acceder fácilmente (las copas de los árboles, por ejemplo, son difíciles de alcanzar), y el eDNA podría estar al acecho en cualquier lugar. Una forma de resolver este gran problema es centrarse en una superficie particular del bosque para tomar una muestra de eDNA y usar un pequeño robot para ir a donde los humanos no pueden. Esa es la estrategia principal de un equipo de investigadores de ETH Zurich, el Instituto Federal Suizo para la Investigación de Bosques, Nieve y Paisajes WSL, y la compañía SPYGEN. Esta semana se publicó un artículo sobre su enfoque en la revista ciencia robótica
En ambientes acuáticos, los robots de recolección de eDNA beben y nadan para hacer su trabajo. Pero para llegar a las copas de los árboles, los investigadores no solo tienen que emplear drones voladores (que son más difíciles de ori entar y proteger), sino que estos drones también deben poder posarse en una variedad de superficies.
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El diseño que se le ocurrió al equipo suizo se parece mucho a una canasta que levita, o tal vez a un platillo volador en miniatura. Llamaron a este artilugio de 2.6 libras eDrone. Tiene una estructura similar a una jaula compuesta por cuatro arcos que se extienden por debajo del marco principal del anillo que mide alrededor de 17 pulgadas de diámetro. El anillo y el cuerpo en forma de jaula lo protegen a él y a sus cuatro hélices de los obstáculos, como el anillo alrededor de un auto chocador.
Para maniobrar, el eDrone utiliza una cámara y una “estrategia de aterrizaje basada en la háptica”, según el documento, que puede percibir la posición y la magnitud de las fuerzas que se aplican al cuerpo del robot para trazar el curso de acción apropiado. . Para ayudarlo a agarrarse, también hay características como material antideslizante y voladizos de carbono en la parte inferior de cada arco.
Una vez que aterriza firmemente, el dron usa un material pegajoso en cada arco para despegar una muestra de eDNA de la rama del árbol y guardarla para su posterior análisis. En una pequeña prueba de concepto, el eDrone pudo obtener con éxito muestras de eDNA de siete árboles de tres familias diferentes. Esto se debe a que las diferentes especies de árboles tienen sus propias morfologías de ramas (algunas son cilíndricas y otras tienen ramas más irregulares que sobresalen). Diferentes árboles también albergan diferentes animales e insectos.
“La estrategia de interacción física se deriva de un modelo numérico y se valida experimentalmente con aterrizajes en ramas simuladas y reales”, escribieron los investigadores en el artículo. “Durante los aterrizajes al aire libre, se recolectó con éxito eDNA de la corteza de siete árboles diferentes, lo que permitió la identificación de 21 taxones, incluidos insectos, mamíferos y aves”.
Aunque el robot hizo bien el trabajo previsto en estas pequeñas pruebas, los investigadores notaron que es necesario realizar estudios más extensos sobre cómo su rendimiento puede verse afectado por especies de árboles más allá de las que probaron o por condiciones ambientales cambiantes como el viento o cielos nublados. . Además, la recolección de eDNA por robot, proponen, puede ser una forma adicional de tomar muestras de eDNA en bosques junto con otros métodos como el análisis de eDNA de agua de lluvia acumulada.
“Al permitir que estos robots habiten en el medio ambiente, este paradigma de biomonitoreo brindaría información sobre la biodiversidad global y potencialmente automatizaría nuestra capacidad para medir, comprender y predecir cómo responde la biosfera a la actividad humana y los cambios ambientales”, escribió el equipo.
Mira el dron en acción a continuación: