El oído de la mosca inspira los detectores de sonido del futuro
Investigadores de la Universidad de Texas han creado un pequeño dispositivo que imita las capacidades auditivas del insecto
Investigadores de la Universidad de Texas en Austin ha desarrollado un pequeño dispositivo, de bajo consumo, que imita el mecanismo de la audición de una mosca.
El nuevo dispositivo podría ser utilizado para construir la próxima generación de detectores de sonido, con micrófonos hipersensibles inteligentes que de forma adaptativa se centran sólo en las conversaciones o sonidos que son de interés para el usuario
Los investigadores se inspiraron en la mosca amarilla Ormia ochracea, que puede determinar la ubicación de un grillo cantanado con notable precisión debido a su fino oído ultrasensible. La mosca se basa en un mecanismo de procesamiento de sonido sofisticado que se asemeja a un 'sube y baja' para determinar la dirección del sonido dentro de dos grados.
Usando la estructura del oído de la mosca como modelo, Neal Hall, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Computación de la Escuela Cockrell (De la Universidad de Textas en Austin) y sus estudiantes graduados construyeron un dispositivo de silicio sensible a la presión en miniatura que imita la estructura auditiva evolucionado súper de la mosca. El dispositivo, de 2 milímetros de ancho, es casi idéntico en tamaño al órgano de la audición de la mosca.
Materiales piezoeléctricos
Otros investigadores han construido dispositivos para la audición inspirados en la mosca, pero los ingenieros de la UT Austin son los primeros en aplicar materiales piezoeléctricos. Estos materiales convierten presión mecánica en señales eléctricas, o voltaje, y permiten que el dispositivo funcione con muy poca energía.
El artículo que detalla el dispositivo y la investigación se publica en la revista Applied Physics Letters el 22 de julio.
«Debido a que los audífonos utilizan baterías, reducir al mínimo el consumo de energía es una consideración crítica en el progreso de la tecnología de dispositivos de prótesis auditiva», dijo Hall.
Los seres humanos y otros mamíferos tienen la capacidad de identificar fuentes de sonido debido a la velocidad finita del sonido combinado con la separación entre las orejas. Los insectos generalmente carecen de esta capacidad porque sus cuerpos son tan pequeños que las ondas sonoras golpean esencialmente ambos lados simultáneamente.
O. ochracea es una notable excepción. Puede localizar la dirección del chirrido de un grillo a pesar de que sus oídos están a menos de 2 milímetros de distancia. En los cuatro millonésimas de segundo entre que el sonido que entra por un oído y el otro, la fase del sonido cambia ligeramente. La estructura del balanceo en el oído de la mosca amplifica eficazmente el tiempo de retardo y permite localizar el sonido de su presa con notable precisión.
Para replicar mecanismo de la audición de la mosca, los investigadores desarrollaron una viga flexible integrada por los materiales piezoeléctricos. El uso de materiales piezoeléctricos les permitió medir simultáneamente la flexión y la rotación de la viga, que a su vez les permitió replicar la audición de la mosca.
Además de mejorar, posiblemente, los audífonos, el dispositivo podría tener aplicaciones militares y de defensa. En los entornos oscuros, por ejemplo, donde las señales visuales no están disponibles, la localización de eventos usando el sonido puede ser crítica. De hecho, el trabajo de Hall fue financiado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA).
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