1. Cómo el moho limoso encuentra la ruta más corta en un laberinto
Si se extiende moho limoso (Physarum polycephalum) por todo un laberinto y se coloca comida solo en dos puntos, la entrada y la salida, el organismo retira su masa de los caminos no relacionados con la comida. Al final, solo permanece la ruta más corta que conecta los dos puntos de alimento[2]. Esto fue demostrado por Toshiyuki Nakagaki y su equipo de la Universidad de Hokkaido. El mismo experimento se publicó como artículo en la revista científica Nature en el año 2000[3]. En el Premio Ig Nobel de Ciencias Cognitivas de 2008, la razón del premio fue "el descubrimiento de que el moho limoso puede resolver rompecabezas"[7]. Al oír que un ser sin cerebro puede resolver un laberinto, es fácil reírse. Pero después de la risa queda la pregunta: "¿Por qué ocurre esto?". Nakagaki llama a esta capacidad de moverse inteligentemente según el entorno usando mecanismos físicos y químicos, sin tener un cerebro, como "inteligencia primitiva"[2]. Si la ruta más corta permanece en el laberinto, ¿qué pasaría si se colocara comida sobre un mapa amplio? La investigación se extendió entonces hacia la región de Tokio.
2. Cómo el moho limoso formó una red parecida a la red ferroviaria alrededor de Tokio
En 2010, el equipo de investigación probó con un mapa de la región de Kanto en lugar de un laberinto. Colocaron moho limoso en la ubicación correspondiente a Tokio en un plato húmedo, y pusieron copos de avena como comida en las ubicaciones de otras ciudades principales. Como el moho limoso evita la luz, las zonas que representaban obstáculos, como montañas y lagos, se representaron iluminándolas[5]. El moho limoso dejó ramas similares a tubos entre los puntos de comida y eventualmente formó una red. Esa forma era muy similar al mapa real de los trenes[4]. En un estudio publicado en la revista Science en enero de 2010 (por Tero et al.), se informó que la red del moho limoso tenía un rendimiento comparable al de la red ferroviaria real alrededor de Tokio en términos de longitud total corta, distancia promedio corta entre dos puntos de comida y alta resistencia a fallos (robustez) si se cortaba parte de la red[6]. Fue una investigación con participación de científicos de Japón y Reino Unido. Por este logro, Nakagaki y su equipo ganaron el Premio Ig Nobel de Planificación del Transporte en 2010. La razón fue "haber determinado rutas óptimas de trenes usando moho limoso". Un artículo del Museo Nacional de Ciencia y Tecnología de Japón destaca como inusual haber ganado el premio dos veces en un período corto[4]. Hay un punto que suele malinterpretarse: el moho limoso no diseñó los ferrocarriles. El resultado fue que la red del moho limoso tenía un rendimiento similar a la red ferroviaria[6]. Si se puede crear una red similar a la ferroviaria sin una torre de control, quizás se pueda aplicar a otros campos. ¿Hacia dónde miraron los investigadores entonces?
3. Para qué podrían servir los modelos del moho limoso en redes sin torre de control
Según las perspectivas del equipo de investigación reportadas por ScienceDaily, los modelos matemáticos que imitan el crecimiento del moho limoso podrían aumentar la eficiencia y reducir los costos de las redes auto-organizadas que no tienen una torre de control central. Se mencionan como ejemplos las redes de sensores y las redes de malla inalámbricas[6]. Sin embargo, esto es una "posibilidad". No significa que la aplicación práctica esté completada. Nakagaki llama "inteligencia primitiva" al movimiento adaptado al entorno mediante mecanismos físicos y químicos sin cerebro[2]. Es una investigación que comienza haciendo reír y entra en el lado que hace pensar. Hay una investigación que midió algo que "todos conocen" en un tema completamente diferente al moho limoso: las cáscaras de plátano.
4. Por qué se midió la fricción de las cáscaras de plátano resbaladizas
La idea de que "las cáscaras de plátano son resbaladizas" se volvió común después de que los plátanos llegaran a América del Norte a mediados del siglo XIX. Pero la introducción del artículo señala que era tan obvio que nadie lo dudaba ni intentó medir la fricción[8]. Kiyoshi Mabuchi y su equipo de la Universidad Kitasato lo midieron realmente. Usaron 12 plátanos (variedad Cavendish), 5 veces por plátano, para un total de 60 pruebas. Colocaron un sensor de fuerza de 6 ejes debajo de una placa de linóleo, pisaron y frotaron la cáscara de plátano con la suela de un zapato, y examinaron el coeficiente de fricción (0 significa que se desliza completamente, mayor valor significa menos deslizamiento)[8]. Los resultados mostraron que cuando la suela tocaba directamente el suelo, el promedio era 0,412, y cuando se interponía la cáscara de plátano, el promedio era 0,066. Al dividir 0,066 entre 0,412 se obtiene aproximadamente 0,16, lo que significa que la fricción se reduce a aproximadamente una sexta parte (según nuestro cálculo)[8]. También compararon con otras cáscaras. La cáscara de mandarina fue 0,225, la de yuzu 0,200, la de manzana con 2 mm de grosor fue 0,125 y con 3 mm fue 0,105. Comparado con el 0,066 del plátano, la fricción de la cáscara de mandarina es aproximadamente 3,4 veces mayor (0,225 ÷ 0,066)[8]. Sin embargo, esta comparación solo es válida dentro de las condiciones del artículo (zapatos, linóleo, método de medición). Este estudio ganó el Premio Ig Nobel de Física en 2014. Aun así, ¿qué produce el deslizamiento dentro de la cáscara de plátano?
5. Por qué resbalan las cáscaras de plátano y cómo ayudaría a mejorar las prótesis articulares
Al observar con un microscopio, se ve que la cáscara de plátano tiene pequeñas bolsas alineadas. Al pisarlas, las bolsas se aplastan y el gel del interior sale. El artículo "estima" que este gel de polisacáridos, al aplastarse y convertirse en un sol uniforme (un estado similar a un líquido fluido), juega el papel principal en la lubricación[8]. Mabuchi, quien realizó las mediciones, es un investigador de lubricación biológica (biotribología). La palabra clave biotribology aparece en el artículo, y en las referencias bibliográficas hay un artículo de Mabuchi de 1998 sobre la adaptación y capacidad de lubricación de las articulaciones[8]. Science News informa que Mabuchi cree que hay similitudes entre la lubricación de la cáscara de plátano y la de los cartílagos alrededor de las articulaciones. Su idea es usar esto como pista para mejorar las prótesis articulares[9]. Sin embargo, esto es un objetivo, no un informe de que las prótesis articulares ya hayan sido mejoradas. Aunque parece una medición divertida, en el centro del trabajo de quien midió estaba otra "maestra del deslizamiento": la articulación.
6. Cómo se extrae vanilina, el aroma de la vainilla, del estiércol de vaca
El Premio Ig Nobel de Química de 2007 se otorgó al método de Mayu Yamamoto, del entonces Centro Nacional de Salud Global y Medicina, para "extraer vanilina, el componente aromático de la vainilla, del estiércol de vaca"[10]. Su reacción en la ceremonia de entrega fue: "Al principio pensé que era una broma". En la ceremonia, Yamamoto declaró que usar más estiércol de vaca sería bueno para el medio ambiente. Una tienda local de helados creó un helado de sabor vainilla llamado "Yum-a-Moto Vanilla Twist" como recuerdo[11]. Aquí también hay una reflexión después de la risa: ¿se puede convertir algo desechado en una fuente de aroma? La pregunta comienza ahí. Lo común a los tres estudios es que "realmente lo intentaron".
7. Cómo comparar en casa el ángulo de deslizamiento sobre cáscaras usando una tabla inclinada
En casa se puede hacer una comparación similar. Coloca cáscaras de plátano o de mandarina sobre una tabla plana, como una tabla de cortar. Pon una goma de borrar sobre la cáscara e inclina la tabla poco a poco para comparar el ángulo en que la goma comienza a moverse. Hazlo junto con un adulto para evitar que los dedos queden atrapados entre la tabla y la base. Se considera que cuanto menor es el ángulo, más resbaladiza es la superficie. Como las condiciones difieren del experimento del artículo, no siempre es seguro que el plátano sea más resbaladizo que la mandarina. Puede variar según el grosor de la cáscara, el grado de madurez y la orientación al colocarla. Sea cual sea el resultado, vale la pena verificar esas diferencias. No hagas nunca el experimento pisando con los pies, ya que hay riesgo de caídas. Si quieres leer las fuentes originales, el artículo sobre el plátano está en Tribology Online, volumen 7, número 3, en J-STAGE[8]. El experimento del laberinto con moho limoso es el artículo de Nature del año 2000[3].