La ingeniera de Boulder de la Universidad de Colorado, Nicole Xu, se encuentra detrás del tanque de medusas principal en su laboratorio. Glenn Asakawa/Universidad de Colorado Boulder
En un acuario imponente en un laboratorio oscuro, las medusas lunares (Aurelia aurita) flotan como flotando en el espacio. El brillo de las luces de neón ilumina sus cuerpos translúcidos en forma de campana a medida que se expanden y contraen rítmicamente, sus elegantes tentáculos que fluyen en patrones de wavelike.
La ingeniera de CU Boulder, Nicole Xu, los observa con cariño. Xu, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica de Paul M. Rady, se fascinó por primera vez con las jaleas Moon hace más de una década debido a sus extraordinarias habilidades de natación.
Hoy, Xu ha desarrollado una forma de aprovechar su eficiencia y facilidad para moverse a través del agua de manera que pueda facilitar los tipos de investigación acuática.
Ella se ajusta a las gelatinas con dispositivos microelectrónicos que activan los músculos de natación clave, lo que permite a los investigadores dirigirlas hacia áreas oceánicas remotas que son difíciles de acceder de otra manera. Finalmente, planea agregar sensores a los dispositivos que pueden recopilar datos críticos sobre la temperatura, el pH y otras características ambientales.
“Piense en nuestro dispositivo como un marcapasos en el corazón”, dijo Xu. “Estamos estimulando el músculo de natación causando contracciones y girando a los animales hacia cierta dirección”.
Ir a donde los humanos no pueden ir
A medida que el cambio climático se acelera, las aguas oceánicas se están volviendo menos hospitalarias para una variedad de vida marina. El océano se está volviendo más cálido y más ácido, ya que absorbe cantidades crecientes de dióxido de carbono atmosférico.
Nicole Xu llega a su mano en el tanque y toca una de las medusas lunares. Crédito: Glenn Asakawa/Universidad de Colorado Boulder
La medición de los cambios en el océano es esencial para comprender cómo las actividades humanas están afectando toda la vida en la tierra. Pero debido a que el océano es tan vasto y profundo, algunas partes son difíciles de estudiar sin equipos prohibitivamente caros. Las jaleas Cyborg podrían ofrecer una forma para que los humanos se metan en estas aguas relativamente desconocidas.
Las medusas lunares son los animales más eficientes en la energía en el planeta. Son prehistóricos, con una estructura corporal simple que se ha mantenido igual durante más de 500 millones de años. Como invertebrados, también carecen de un cerebro o médula espinal, aunque tienen órganos básicos y un par de nervios superpuestos. Es importante destacar que las jaleas no tienen nociceptores o receptores sensoriales que puedan detectar estímulos potencialmente dañinos.
Las jaleas de luna pueden variar desde un centímetro hasta más de un pie de diámetro. Sus tentáculos cortos y finos los ayudan a picar y atrapar presas como zooplancton, larvas de crustáceos y pequeños peces. Pero afortunadamente para Xu, sus células picaduras no pueden penetrar en la piel humana.
Aunque a menudo se encuentran cerca de las costas, cerca de sus fuentes de comida favoritas, las gelatas de luna viven en diversos hábitats en todo el mundo y pueden nadar a profundidades increíbles: se han encontrado en algunos de los lugares más bajos de la Tierra, incluida la trinchera Mariana, que se encuentra aproximadamente 36,000 pies debajo de la superficie del Océano Pacífico occidental en su punto más profundo.
Xu creó el concepto de medusas robóticas biohribridas con su ex asesor académico hace unos cinco años, y ella primero los probé en el campo En 2020, dirigiéndolos alrededor de las aguas del océano poco profundas de la costa de Woods Hole, Mass.
Además de las implicaciones para la investigación del océano y el clima, Xu cree que podemos inspirarnos en las medusas.
“Realmente hay algo especial en la forma en que las gelatinas de Moon nadan. Queremos desbloquear eso para crear vehículos submarinos de próxima generación más eficientes en la energía”, dijo.
Desde la izquierda: Nicole Xu y los estudiantes graduados Marshall Graybill y Charlie Fraga se encuentran junto al tanque de medusas principal en el laboratorio de Xu. Crédito: Glenn Asakawa/Universidad de Colorado Boulder
Esforzarse por la investigación ética
Hoy, Xu pasa gran parte de su tiempo estudiando con precisión cómo las gelatinas Moon se mueven a través del agua con tanta facilidad.
Xu, Asociado de Investigación Yunxing Su y estudiante graduado Mija Jovchevska Publicado un nuevo estudio En los fluidos de revisión física que implicó agregar partículas biodegradables a un tanque de medusas. Luego, los investigadores brillaron un láser a través del tanque para iluminar las partículas suspendidas en el agua y visualizan cómo fluye el agua cuando las gelatinas nadan.
En el pasado, los investigadores han utilizado trazadores sintéticos como cuentas de vidrio recubiertas de plata para ver los patrones de flujo submarino, pero el nuevo estudio sugiere que las partículas biodegradables, como el almidón de maíz, podrían ser alternativas más sostenibles, más asequibles y menos tóxicas.
Ella y el estudiante graduado Charlie Fraga también están trabajando para hacer que las medusas sean más fáciles de dirigir en la naturaleza. En el futuro, Xu espera diseñar otras herramientas inspiradas en la naturaleza para estudiar el océano.
Hay más que aprender sobre la ética del estudio de invertebrados. En una bioinspiración y biomimética Documento publicado anteriormente en 2025Xu y otros señalaron la necesidad de una mayor investigación de cómo la investigación afecta a los invertebrados. Una vez se creía ampliamente que los invertebrados no podían sentir dolor, pero hay evidencia creciente de que algunos reaccionan a los estímulos aversivos.
A través de toda su investigación, Xu dice que se esfuerza por minimizar el daño a los animales con los que trabaja. Cuando están estresados, las jaleas de luna pueden secretar moco extra, y a menudo dejan de reproducirse. Pero las gelatinas de Xu no han mostrado una mayor producción de moco y pequeños pólipos, medusas del tamaño del tamaño de una cabeza de alfiler cuyos tentáculos apenas comienzan a formarse, línea en el interior de los tanques de medusas de Xu.
“Es nuestra responsabilidad como investigadores pensar en estas consideraciones éticas por adelantado”, dijo Xu. “Pero por lo que podemos decir, las medusas están bien. Están prosperando”.
Más información: Yunxing Su et al, partículas trazador biodegradables para la velocidad de imagen de partículas submarinas, fluidos de revisión física (2025). Doi: 10.1103/bg66-976x
Nicole W Xu et al, ética de la robótica biohbrida e investigación de invertebrados: medusas robóticas biohribridas como estudio de caso, bioinspiración y biomiméticos (2025). Doi: 10.1088/1748-3190/adc0d4
Proporcionado por la Universidad de Colorado en Boulder
Cita: ‘Jellyfish cyborg’ podría ayudar en investigaciones de aguas profundas, inspirar vehículos submarinos de próxima generación (2025, 21 de agosto) Recuperado el 21 de agosto de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-08-cyborg-jellyfish-id-deep-esea.htm
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