Cerca de 360 ​​milhões de anos atrás, criaturas saíram da água e foram para a terra seca, tornando-se os primeiros animais terrestres. A colonização da terra por animais pode ser um dos maiores eventos evolutivos da história da vida, mas nossa compreensão da física desse evento é limitada. Professor Henry Astley, Ph.D., da Universidade de Akron (UA) busca encontrar respostas.

Determinar quais forças ditam a caminhada subaquática responderá a questões evolutivas, fornecem informações sobre os animais de hoje, e equipar os engenheiros com informações valiosas que levarão a robôs submarinos mais eficientes e elegantes. Esses robôs podem ter aplicações infinitas, ajudando em qualquer coisa, desde perfuração subaquática até resgate de emergência e exploração.

Os animais já estavam andando debaixo d'água muito antes de pisarem em terra firme. Astley quer um entendimento mais profundo desse predecessor comportamental, é por isso que ele está embarcando em um novo projeto para estudar este mistério científico. Astley foi premiado com US $ 297, 267 Concessão EAGER (Early Concept Grants for Exploratory Research) de dois anos da National Science Foundation (NSF) para ajudá-lo em sua jornada por essas águas desconhecidas. Seu projeto, "Primeiros passos:dinâmica e controle da caminhada subaquática, "qualificado para financiamento EAGER, que é usado pela NSF para apoiar o trabalho exploratório em seus estágios iniciais em não testado, mas potencialmente transformador, idéias ou abordagens de pesquisa.

Astley é um professor assistente de biologia e ciência de polímeros cujo laboratório se concentra na biomecânica do movimento animal em terrenos não estruturados. Como membro do corpo docente do renomado Centro de Pesquisa e Inovação em Biomimética (BRIC) da UA, Astley estuda animais com o propósito de resolver problemas humanos.

"Ninguém jamais mergulhou realmente na física da caminhada subaquática, ", diz Astley. A caminhada subaquática pode ser explicada como uma combinação de caminhada terrestre e natação. Essa fusão única de movimentos cria desafios para os pesquisadores.

Na água, os animais nadam em um ambiente onde seu peso corporal é sustentado por meio de flutuabilidade e por propulsão por meio de interações hidrodinâmicas - empurrando a água ao redor. Em terra, os animais enfrentam maiores limitações da gravidade. Eles devem ser suportados por membros ou arrastar através da superfície da terra por meio da propulsão por interações de substrato - empurrando ou puxando através da terra. Como a caminhada subaquática é uma combinação de ambas as técnicas de locomotiva, uma "mistura estranha de física, "de acordo com Astley, não está claro como as forças primárias enfrentadas por esses animais interagem.

A fim de compreender as propriedades físicas básicas da caminhada subaquática, Astley e sua equipe, liderado pela estudante de doutorado em Biociências Integradas Kaelyn Gamel, estudará a caminhada subaquática de salamandras espanholas. A fim de coletar dados sobre as forças em vigor, as salamandras caminharão por um sistema de sensor de força submerso colocado no fundo de um tanque de peixes padrão.

"Os robôs estão saindo das linhas de montagem para o mundo natural, "diz Astley. Sua pesquisa é um primeiro passo importante para otimizar essa transição.