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Titulo original:
Nature by Design: The Shape of Things to Come
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00:30El diseño en la naturaleza.
00:48La ingenuidad del diseño natural nunca ha dejado de inspirarnos.
00:56En todas partes, la naturaleza parece combinar perfectamente la funcionalidad con la belleza absoluta.
01:08La imagen que tenemos de la perfección en la naturaleza no sólo incluye a las plantas y a los animales a nuestro alrededor, sino a nosotros mismos.
01:25Pero, ¿no nos ha desviado esta arrogancia natural?
01:30¿Entendiendo mejor a la naturaleza, podríamos crear máquinas más innovadoras?
01:40Las formas del futuro.
01:55A principio del siglo XX, esta era la imagen del mundo del futuro.
02:00Un lugar en donde las tareas del hombre no sólo se realizaban con máquinas, sino con robots.
02:17Creado por un típico profesor loco en la película Metrópolis,
02:23este robot fue modelado con forma de mujer.
02:28Fue el primer esclavo mecánico que apareció en la pantalla.
02:33Las apasionadas palabras de su creador encenderían la imaginación de los científicos y los directores de Hollywood por igual.
02:40Tenme otras 24 horas y les daré una máquina que nadie podrá distinguir de un ser humano.
02:48Pero el diseño de una máquina que se vea y que funcione como nosotros
02:53no es tan fácil como la ciencia ficción pretende hacernos creer.
02:58Hace 68 años de la creación de Metrópolis, lo más cercano que tenemos a un hombre mecánico es un juguete.
03:08Tal vez no todos los elementos de nuestro cuerpo sean los diseños adecuados para una máquina.
03:18¿Podría haber un modelo mejor que el nuestro en el mundo natural?
03:32La destreza de nuestras manos humanas parece ideal para el diseño de un robot,
03:37pero ¿puede la naturaleza ofrecernos algo mejor?
03:42El pulpo usa sus ventosas flexibles para sujetar hasta los objetos más irregulares.
03:53Un ingenioso diseño, pero las ventosas como estas se secarían en tierra firme.
03:59La flexibilidad también se obtiene con la adaptación de la nariz.
04:04Los elefantes pueden manipular objetos sorprendentemente pequeños,
04:10pero carecen de nuestra precisión.
04:15Cuando los brazos se han convertido en alas, las piernas pueden convertirse en poderosas garras.
04:30El mecanismo de las tenazas de este cangrejo le permite cierto grado de precisión.
04:39Pero solamente con las garras se comienza a adquirir el verdadero control.
04:44Esta ardilla puede rotar su comida sosteniéndola con ambas patas,
04:49aunque cada una sería inútil por sí sola porque sus dedos son demasiado rígidos para asir las cosas.
04:55Con algo de movimiento podrían servir de modelo para una mano robot.
05:01Los cuatro dedos flexibles permiten que su mecanismo se adapte fantásticamente para asir y soltar.
05:10Aunque los dedos aún no tienen movimiento independiente, se pueden amoldar alrededor de casi cualquier forma.
05:18Hule y silicón movidos por un fluido a presión.
05:22Tienen una delicada precisión, pero carecen de fuerza.
05:32En los primates, el diseño de los dedos flexibles y la palma
05:36les da a los chimpancés una gran fuerza en las manos.
05:41Les permite crear martillos con troncos para romper las nueces.
05:51Pero este diseño también ha dado a los primates una herramienta aún más valiosa, un pulgar rudimentario.
05:58Con él, el chimpancé también logra la precisión para recoger los pequeños pedazos de nuez.
06:04Nuestras manos humanas están soberbiamente diseñadas con un pulgar opuesto
06:08que nos permite manipular con extraordinaria precisión.
06:14Este pulgar también está bien desarrollado en los mandriles y otros simios,
06:18quienes le dan buen uso para su arreglo social.
06:26El uso de un pulgar opuesto les permite usar los dedos como pinzas para quitarse las pulgas y los piojos.
06:32Otro modelo para nuestra mano robot.
06:36Tener solo pulgares puede resultar ventajoso, y estos tres trabajarán con un huevo.
06:44Esta sencilla acción requiere de sofisticados mecanismos, similares al de una muñeca.
06:53Pero tampoco tiene variedad de acción.
06:57De hecho, el uso exclusivo de pulgares o dedos no es la respuesta para nuestra mano robot.
07:02El secreto de la destreza radica en la combinación de ambos.
07:09A pesar de la variedad y el rango de tareas que podemos realizar los humanos,
07:13hay una sola forma de romper un huevo, usando los dedos y el pulgar al mismo tiempo.
07:26El uso exclusivo de pulgares o dedos no es la respuesta para nuestra mano robot.
07:31El uso exclusivo de pulgares o dedos no es la respuesta para nuestra mano robot.
07:36El uso exclusivo de pulgares o dedos no es la respuesta para nuestra mano robot.
07:41El uso exclusivo de pulgares o dedos no es la respuesta para nuestra mano robot.
07:46El uso exclusivo de pulgares o dedos no es la respuesta para nuestra mano robot.
07:51El uso exclusivo de pulgares o dedos no es la respuesta para nuestra mano robot.
07:56El uso exclusivo de pulgares o dedos no es la respuesta para nuestra mano robot.
08:01El uso exclusivo de pulgares o dedos no es la respuesta para nuestra mano robot.
08:06El uso exclusivo de pulgares o dedos no es la respuesta para nuestra mano robot.
08:11El uso exclusivo de pulgares o dedos no es la respuesta para nuestra mano robot.
08:16El uso exclusivo de pulgares o dedos no es la respuesta para nuestra mano robot.
08:21El uso exclusivo de pulgares o dedos no es la respuesta para nuestra mano robot.
08:26El uso exclusivo de pulgares o dedos no es la respuesta para nuestra mano robot.
08:31Para nuestra mano robot, parece que el modelo humano sería el ideal.
08:35Pero, ¿y nuestras piernas robots?
08:38¿Qué diseños puede ofrecernos la naturaleza para caminar?
08:47La mayoría de los grandes animales terrestres caminan eficientemente en cuatro patas.
08:52Además de la estabilidad, les dan una gracia increíble.
09:07En rapidez y agilidad, tener cuatro patas es una ventaja definitiva.
09:12Bueno, casi.
09:14Basándose en el diseño de un perro, este robot de cuatro patas usa 20 motores y 6 microcomputadoras
09:20para tratar de lograr el mismo efecto.
09:31Solo se necesita el balance.
09:36Los animales recién nacidos, como esta cría de Ñu,
09:40tardan un poco en acostumbrarse a sus propios y sofisticados sistemas de balance.
09:51Necesitan probar su peso sobre la fuerza de sus piernas.
09:55Al final, el pequeño logrará hacerlo bien.
09:59Pero no todos los robots lo logran.
10:12Este modelo ha logrado hallar su paso usando un sistema de balance.
10:16Pero si con cuatro piernas resulta tan difícil, ¿cómo será con dos?
10:47Algunas criaturas de cuatro patas han hecho la transición a dos piernas con relativa facilidad.
10:53Pero si los bípedos son esencialmente inestables, ¿cómo funciona una máquina?
11:02Estas son obras de arte en robots bípedos,
11:05diseñados con pies sensibles, como los humanos,
11:08para sentir el balance y la presión sobre el piso.
11:10Pero con dos piernas se necesita un control más sofisticado,
11:14con sensores capaces de detectar el ángulo del cuerpo y la velocidad.
11:19Los humanos tenemos un sistema de control en cada articulación.
11:27Otros robots bípedos se basan en el diseño del avestruz,
11:31con piernas como las de un ave.
11:33De cualquier modo, el diseño de los bípedos no es tan sencillo.
11:37Parece que algunos diseños naturales, en lugar de ser perfectos,
11:41son torpes compromisos.
11:43Y sólo retrocediendo en el tiempo, podemos entender por qué.
11:54Como nuestros propios cuerpos, casi todas las criaturas de cuatro patas
11:58tienen un sistema de balance en el cuerpo.
12:01Pero si los bípedos son esencialmente inestables,
12:04como nuestros propios cuerpos,
12:06casi todas las piezas de diseño natural son una mezcla de inspiración y compromiso.
12:14Bajo las aletas de la cola de estas ballenas están los huesos pélvicos
12:18y el esqueleto de un ancestro que alguna vez caminó sobre tierra firme.
12:25Un ancestro cuyas fosas nasales se evolucionaron en este respiradero
12:29cuando entró al mar.
12:33La ballena es una pieza de diseño formada con los elementos de un ancestro
12:37cuya forma de vida fue totalmente diferente.
12:41Esta es la diferencia crucial entre nuestra forma de diseñar
12:45y la forma en que diseña la evolución.
12:48Nosotros siempre podemos comenzar con un bosquejo nuevo,
12:51pero la naturaleza siempre debe mejorar lo que ha heredado.
12:54Además de esto, la evolución no siempre trabaja directamente.
12:58Al experimentar con algunos de sus diseños,
13:00la naturaleza ha tenido que competir con la casualidad.
13:14La profusión de formas de vida existentes hoy día
13:17se debe a una variedad mucho más amplia de hace millones de años.
13:30Parte de esta riqueza de diseño se debe a que, con frecuencia,
13:34hay una extraordinaria variedad de soluciones
13:37para cualquier problema de diseño.
13:40Así como existen muchas formas igualmente eficientes
13:43de hacer un pantalón con botones,
13:46de hacer un vestido,
13:49de hacer un vestido con un pantalón,
13:52de hacer un vestido con un pantalón,
13:55de hacer un vestido con un pantalón,
13:57con botones,
14:00con broches,
14:03con ganchos,
14:08con cremalleras
14:11o con cordeles.
14:14Así era en el mar hace millones de años.
14:17Una gran variedad de extraordinarios diseños
14:20fueron las primeras soluciones naturales
14:23al problema de la supervivencia en el fondo del mar.
14:25Los diseños que sobrevivieron para convertirse
14:28en nuestros propios ancestros
14:31no estaban mejor equipados que sus predecesores.
14:34Solo fueron afortunados ganadores en la lotería de la extinción.
14:37Y, nuevamente, la casualidad preadaptó
14:40un pie de pez como este
14:43para una forma de vida muy diferente.
14:46Hace millones de años,
14:49un oscuro grupo de peces dio un pequeño paso
14:52que sería crucial para la historia del diseño.
14:56Eran muy parecidos a este pez sapo.
14:59Sus aletas, extrañamente adaptadas,
15:02les permitieron salir del agua a la tierra firme.
15:05En el mar, fueron los extranjeros de la carrera evolucionaria.
15:08En tierra firme, fueron los fundadores
15:11de una enorme y nueva dinastía, los vertebrados terrestres.
15:26Sus esqueletos fueron adaptados y readaptados
15:29para caminar y hasta para volar.
15:43De ese mismo modelo de vertebrados
15:46se adaptó nuestro propio cuerpo.
15:49De este extraño modelo, el hombre evolucionó
15:52desde una criatura de cuatro patas
15:55a una criatura de tres patas.
15:58A pesar de su curiosa evolución,
16:01nuestro diseño ha sido extraordinariamente exitoso.
16:11Pero en la naturaleza abundan
16:14los ancestrales desechos de antiguos diseños.
16:17Al extender su cuello, la jirafa ha extendido
16:20un antiguo conducto nervioso en proporciones asombrosas.
16:23Este conducto conecta una parte de su cerebro con otra.
16:27En nuestros acuáticos antepasados,
16:30pasaba por el corazón, un conducto muy corto para un pez,
16:33pero ridículamente largo para las jirafas actuales.
16:38En toda la naturaleza se conservan
16:41esos diseños ocultos en las adaptaciones de hoy.
16:44Esta babosa conserva una característica
16:47del diseño de sus antepasados,
16:49el vestigio de una concha dentro de su cuerpo.
16:52Estas extrañas herencias pueden ser restrictivas
16:55o pueden ofrecer oportunidades.
16:59Después de todo, han permitido que el exitoso pingüino
17:02haya heredado el diseño de un pez para vivir en tierra.
17:06Que haya evolucionado como un ave para volar,
17:09perdiendo luego esa habilidad,
17:12pero utilizando sus plumas y sus alas
17:15para volver a convertirse, para todos efectos,
17:17de nuevo en un pez.
17:37Mientras que la historia del diseño de los pingüinos
17:40es una mezcla de remanentes e innovaciones,
17:43los diseños del hombre carecen completamente de este principio.
17:47Si los diseños de los productos domésticos
17:50tuvieran que recorrer todo ese camino evolucionario,
17:53todas las etapas de su evolución serían evidentes.
17:56Como por ejemplo, los elementos de una tetera adaptada
17:59para crear una plancha,
18:02o en la forma final de una lámpara.
18:13Como los diseños del hombre no están restringidos por la historia,
18:15nuestro robot podría diseñarse con ruedas
18:18en lugar de piernas,
18:21o con múltiples brazos y piernas,
18:24algo que nunca se vería en la naturaleza
18:27y que ahora sería completamente imposible en nuestra propia evolución.
18:30Por mucho que evolucionáramos,
18:33no se llegaría a producir un ser humano como éste.
18:45La naturaleza debe trabajar atada de manos
18:48para evolucionar en condiciones más rigurosas
18:51y probar sus diseños durante periodos mucho mayores.
18:54Es por eso que ha seguido inspirando
18:57a nuestra propia tecnología,
19:00la tecnología de la humanidad,
19:03la tecnología de la naturaleza,
19:06la tecnología de la humanidad,
19:09la tecnología de la humanidad,
19:12la tecnología de la humanidad,
19:15la tecnología de la humanidad.
19:21La asombrosa fuerza de la seda de la araña
19:24ha inspirado la innovadora estructura
19:27de uno de los materiales a prueba de balas
19:30más impresionantes del hombre,
19:33el Kevlar,
19:35y la economía natural de la energía para la locomoción,
19:38un nuevo medio de transporte para el hombre.
19:53A diferencia de los paisajes desérticos de Dalí,
19:56el diseño futurista de este sistema de irrigación
19:59tuvo una extraña inspiración.
20:05Se originó en el desierto de Namib,
20:08en un pequeño escarabajo
20:11que depende de sus ingeniosas acrobacias
20:14para obtener su agua vital.
20:17La combinación de su extraña postura
20:20y los finos pelos de sus patas
20:23le ayudan a condensar la humedad de la niebla
20:26y convertirla en gotas de agua
20:29que resbalan hasta la boca de su cuerpo.
20:31Al montar hebras de fibra de vidrio
20:34sobre un trípode,
20:37se logra el mismo principio,
20:40un juego de enormes patas peludas
20:43de escarabajo gigante
20:46que condensan el agua para irrigar la tierra.
21:01Pero nosotros podemos usar más útilmente
21:04las experiencias de la naturaleza.
21:07El desarrollo de una nueva cuerda para alpinistas
21:10ha sido inspirado en las experiencias
21:25de los paisajes desérticos
21:28en el sur de las zonas de los Andes.
21:31inspirada por la naturaleza de una forma muy extraña.
21:35Los diseñadores han descubierto que,
21:37en vez de copiar un diseño de la naturaleza,
21:39es posible seleccionar los principios biológicos
21:42que le han dado éxito.
21:44Analicemos nuestro cuerpo, por ejemplo.
21:47Nos puede comunicar presiones o tensiones
21:50por medio de sistemas biológicos
21:52y amoratarse cuando se daña.
21:54Los ingenieros han aislado estos principios
21:56y los han incorporado a la cuerda de alpinismo.
21:59El resultado ha sido una estructura inteligente.
22:11En este caso, la cuerda inteligente
22:14se amorata y cambia de color,
22:16indicándole al alpinista que se ha sobrecargado
22:19y que ya no es seguro.
22:21Más cerca de casa,
22:23la constante presión de las compras.
22:30¿Podrá la bolsa resistir la tensión?
22:45El problema terminaría si los supermercados
22:48ofrecieran bolsas inteligentes
22:50con asas que cambiaran de color por la tensión.
22:54Al ignorar su mensaje, terminaríamos llorando.
23:00¿Pero por qué limitarnos a las bolsas?
23:03¿Por qué no reemplazar también las estructuras
23:06y hacer edificios completos vivos?
23:09En Tokio, el espacio es muy reducido
23:12y los esbeltos rascacielos corren un gran riesgo
23:15por los fuertes vientos y los terremotos.
23:20Estas vibraciones podrían derrumbar un edificio alto,
23:24a menos de que cuente con alguna forma de estabilizarse.
23:30Los científicos japoneses han desarrollado
23:33un edificio verdaderamente inteligente.
23:36Hasta las vibraciones por el tránsito
23:39pueden balancear un edificio tan esbelto como este
23:42y hacer que las personas se sientan mareadas.
23:45Pero en este caso no existe ese problema.
23:48En lo alto del edificio
23:50hay un sofisticado sistema de sensores.
23:53Hasta los menores movimientos del edificio
23:56se balancean unas enormes pesas que contrarrestan el balanceo.
24:00En efecto, el edificio se balancea inclinando su peso
24:03como respuesta de los sensores a su posición,
24:06exactamente como una criatura viviente.
24:10Al incrementar la sofisticación de esta técnica de balanceo,
24:14los científicos esperan construir edificios como este
24:18que resistan los terremotos.
24:24Pero su inspiración también proviene de la tecnología
24:28de la que se utiliza en la construcción de edificios.
24:33Pero su inspiración también proviene de los árboles.
24:37Los ingenieros han descubierto recientemente
24:40que las retorcidas y familiares siluetas de los árboles
24:44son el resultado de una sensible adaptación
24:47de sus troncos en formas altamente eficientes.
24:50Al crecer, el árbol se alinea constantemente
24:53contra los vientos predominantes.
24:56En efecto, es una estructura
24:58que constantemente está ajustando su diseño.
25:01Es un excitante principio
25:03que podría revolucionar la ingeniería de nuestras estructuras
25:07sacudidas por el jalar y empujar de la vida citadina.
25:11Mientras que los árboles son un elemento
25:14de la evolución de la humanidad,
25:17los árboles también son un elemento
25:20de la evolución de la humanidad.
25:23Los árboles son un elemento
25:26de la evolución de la humanidad.
25:30Mientras que los árboles producen más madera
25:33para ajustar su forma,
25:35los puentes inteligentes podrían reorganizar su propio concreto
25:38para ofrecer una forma constantemente cambiante.
25:41Los asombrosos puentes ajustables como este
25:44serían posibles si se descubriera un cemento inteligente
25:47que pudiera repararse a sí mismo desde el interior del puente.
25:55Pero si pudiéramos darles vida a los puentes,
25:58¿por qué no también a las casas?
26:03Lo último en la arquitectura,
26:05una casa movible,
26:07una estructura autodiseñable
26:09que se pudiera inclinar con el viento.
26:14Pero, ¿cómo podría ayudarnos esta nueva filosofía
26:17adentro de la casa para diseñar nuestras máquinas?
26:21Esto podría suspender la sentencia del robot
26:24que perdió el balance.
26:26Esta nueva forma de pensar podría revolucionar
26:29todos nuestros conceptos en el diseño de robots.
26:32Sencillamente, al analizarla de un modo más lateral,
26:35se ha obtenido una sorprendente inspiración
26:38de uno de los sistemas más exitosos de la naturaleza.
26:41¿Por qué no tomamos el ejemplo del mundo de los insectos sociables
26:45y subdividimos nuestro robot en muchos otros más pequeños?
26:50Esto es exactamente lo que son las colonias de hormigas cortahojas.
26:54Son superorganismos subdivididos en muchos trabajadores
26:57diminutos especializados.
27:00No solo cientos de trabajadores, sino miles y miles de ellos.
27:13Todo un ejército.
27:25Los robots del futuro podrían seguir el mismo principio
27:28y convertirse en legiones de diminutos limpiadores
27:31que recojan el polvo a escalas milimétricas por toda la casa.
27:35Siendo especializados, podrían cubrir cualquier superficie.
27:40Como las hormigas cortahojas,
27:42que tienen diferentes especializaciones
27:44en las etapas de la recolección de las hojas.
27:50Al oprimir un botón, las casas del futuro
27:53serán rodeadas por un ejército de microrobots.
28:02Al finalizar el día, la naturaleza nos ha brindado
28:05un inesperado e inspirado diseño para nuestro robot.
28:10Entre las infinitas sutilezas de la naturaleza,
28:13estamos comenzando a descubrir una nueva fuente de inspiración
28:17para nuestros propios diseños.
28:23Narrada por Gabriel Pingarrón
28:53Subtítulos realizados por la comunidad de Amara.org