Un equipo multidisciplinar dirigido por el Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes ha demostrado que los bigotes sensoriales de la trompa del elefante poseen una forma de “inteligencia material”. Según Science, la rigidez de cada bigote varía de la base a la punta, lo que permite a los elefantes percibir con gran precisión táctil a pesar de su piel gruesa y una visión limitada. Este hallazgo explica la habilidad de manipular objetos frágiles y sugiere aplicaciones para sensores en robots inspirados en la biología.
El enigma del tacto en los elefantes
Los elefantes tienen alrededor de 1.000 bigotes en la trompa, con una composición distinta a la observada en muchas otras especies. Cada bigote presenta un gradiente funcional: la base es rígida mientras la punta es blanda y elástica. Esto contrasta con los bigotes de roedores, que suelen tener una rigidez homogénea a lo largo de su longitud.
Ese cambio gradual de rigidez permite a los elefantes localizar con exactitud el punto de contacto en cada bigote y maniobrar objetos delicados —como un maní o una patata frita— sin romperlos. La sensibilidad proporcionada por esta estructura compensa otras limitaciones físicas y refleja una adaptación evolutiva notable.
Un patrón similar de gradiente se encontró en los bigotes de gatos domésticos, pero no en otros mamíferos analizados, lo que sugiere diferencias significativas en la forma en que distintos animales procesan el tacto.
Cómo lo descubrieron: del laboratorio a la simulación
El estudio, liderado por el Dr. Andrew K. Schulz y la profesora Katherine J. Kuchenbecker, combinó técnicas de imagen avanzada y análisis de materiales. Se examinaron bigotes de elefante y gato de hasta cinco centímetros y se analizó su estructura a escala nanométrica.
Con micro-TAC tridimensional se observó que los bigotes de elefante son gruesos y aplanados, con una base hueca y canales internos parecidos a los de cuernos o pezuñas. Esta arquitectura porosa reduce el peso, mejora la resistencia a impactos y protege los bigotes —que no se regeneran si se pierden— pese al uso constante durante la alimentación.
La variación de rigidez se midió mediante nanoindentación: al presionar con un pequeño diamante desde la base hasta la punta se comprobó la transición de una región dura, similar al plástico, a una punta elástica y resiliente. Esto difiere claramente de los pelos en otras partes del cuerpo del elefante, que son uniformemente rígidos.
El equipo imprimió réplicas ampliadas en 3D para testar las propiedades mecánicas: al golpear distintos puntos de la réplica se percibía un contacto fuerte en la base y suave en la punta, sin necesidad de observar el punto de interacción. Complementariamente, simulaciones por computadora mostraron cómo la geometría, la porosidad y el gradiente de rigidez facilitan la detección precisa del lugar de contacto, lo que explica la capacidad de realizar maniobras delicadas.
Implicaciones para la robótica y la ciencia
Los autores señalan que estos resultados amplían el conocimiento sobre la percepción táctil animal y ofrecen un modelo para diseñar sensores bioinspirados. Reproducir el gradiente funcional de rigidez podría dotar a sensores robóticos de alta sensibilidad en tareas finas, reduciendo la necesidad de procesamiento adicional al incorporar “inteligencia” en el propio material.
La combinación de arquitectura porosa y gradiente de rigidez proporcionaría resiliencia y capacidad de adaptación a entornos complejos, con aplicaciones potenciales en manipulación robótica precisa, exploración subacuática y medicina robótica.
La coautora Lena V. Kaufmann destacó que los hallazgos contribuyen a entender la percepción táctil de estos animales y abren la posibilidad de estudiar cómo las propiedades materiales de los bigotes se relacionan con el procesamiento neuronal.
Un equipo multidisciplinar y el futuro de la investigación
El avance fue posible gracias a la colaboración de ingenieros, científicos de materiales y neurocientíficos de cinco grupos de investigación en Alemania, entre ellos el Instituto Max Planck, la Universidad Humboldt de Berlín y la Universidad de Stuttgart. La investigación duró alrededor de tres años e integró experimentos, validación y simulaciones.
Los autores esperan que futuros trabajos exploren aplicaciones prácticas en sistemas robóticos y amplíen el estudio de la relación entre la arquitectura material de los sensores y el procesamiento táctil en otros animales. La publicación en Science resaltó el valor de la cooperación interdisciplinaria para desentrañar cómo funciona el sentido del tacto en los elefantes.
