Astronomía

Robot capaz de detectar huellas reconditas de vida

(NC&T) Esta es la primera vez que se usa una tecnología automatizada basada en un robot explorador para identificar vida en esta región árida, que sirve como campo de prueba para tecnologías que podrían explotarse en misiones futuras de búsqueda de vida en Marte.

La temporada del 2004 (desde agosto hasta mediados de octubre) del proyecto "Vida en Atacama", fue la segunda fase de un programa de tres años cuyo objetivo es entender cómo se puede detectar la vida mediante un robot explorador controlado remotamente. El proyecto es parte del programa de tecnología y astrobiología de la NASA para la exploración de planetas (ASTEP), el cual se concentra en forzar la tecnología al límite en ambientes hostiles.

David Wettergreen, profesor adjunto del Instituto de Robótica de Carnegie Mellon, dirige el desarrollo de los robots exploradores y las cuestiones relacionadas con la investigación de campo del proyecto. Natalie Carbol, del Ames Research Center de la NASA y el Instituto SETI, dirige la investigación científica.

La vida en el desierto de Atacama es casi indetectable sobre la mayoría de las áreas, pero los instrumentos del robot fueron capaces de detectar líquenes y colonias de bacterias en dos áreas: una región costera con un clima más húmedo, y una región interior muy árida y más hostil para la vida.

Robot explorador vida
El robot Zoe (Carnegie Mellon )
"Vimos señales muy claras de clorofila, ADN y proteínas. Y fuimos capaces de identificar visualmente materiales biológicos en una imagen capturada por el robot. Tomadas en conjunto, estas cuatro evidencias son fuertes indicadores de la existencia de vida", explica Alan Waggoner, miembro del equipo que trabajó en Atacama y director del Centro de Imágenes y Biosensores Moleculares de la Universidad Carnegie Mellon. Las muestras recolectadas en Atacama fueron examinadas, y los científicos comprobaron que éstas contenían vida.

Waggoner y sus colegas han diseñado un sistema de detección de vida equipado para detectar señales de fluorescencia emitidas por formas de vida aisladas, incluso aquellas de unos pocos milímetros. Su detector de imágenes fluorescentes, localizado debajo del robot, detecta señales de vida basada en clorofila, tales como cianobacterias en líquenes, y señales fluorescentes de un conjunto de pigmentos diseñados para iluminarse sólo cuando se unen a ácidos nucleicos, proteínas, lípidos, o carbohidratos, que son moléculas relacionadas con la vida.

El detector de imágenes fluorescentes es el primero de esos sistemas que funciona a la luz del día, bajo la sombra del robot. El robot explorador trabaja con energía solar, de manera que sólo puede desplazarse durante el día. Muchas veces las imágenes capturadas pueden sólo revelar una señal muy débil. Cualquier rayo de sol que llegue hasta la cámara puede oscurecer la señal. Para evitar ese problema, el sistema se diseñó para excitar los pigmentos con destellos de luz de alta intensidad. La cámara sólo se abre durante estos destellos, de manera que puede capturar una señal fluorescente fuerte durante el día.

Durante la misión, un equipo de científicos en Pittsburg dirigió las operaciones del robot. Otro equipo situado en el lugar del experimento, recolectaba las muestras estudiadas por el vehículo para examinarlas en el laboratorio. Cada día en el campo, el robot se despertaba y seguía una ruta diseñada por el equipo de Pittsburg el día anterior. Se detenía ocasionalmente para realizar una inspección detallada de la superficie, creando una caracterización de los datos geológicos y biológicos en áreas seleccionadas de 10 x 10 centímetros. Después de abandonar una región, el equipo de campo recogía muestras que el robot había examinado.

De acuerdo con lo encontrado por el robot en el desierto, y las pruebas en el laboratorio, en ningún caso se arrojaron falsos positivos: cada muestra analizada tenía bacterias en ella.

Edwin Minkley, director del Centro de Biotecnología y Procesos Ambientales en el departamento de Ciencias Biológicas, lleva a cabo análisis para determinar las características genéticas de las bacterias recogidas con el fin de identificar las diferentes especies de microbios presentes en las muestras. Además, está probando la sensibilidad de las bacterias a la radiación ultravioleta (UV). Una hipótesis es que las bacterias podrían tener una mayor resistencia a la radiación ultravioleta, debido a que están expuestas a una radiación UV extrema en el ambiente desértico. Esta caracterización también podría explicar la presencia de pigmentación (amarilla, roja, o rosada) en una alta proporción de bacterias.

La primera fase del proyecto ASTEP comenzó en el 2003 cuando un robot propulsado con energía solar llamado Hyperion, también desarrollado en Carnegie Mellon, fue probado en el desierto de Atacama. Los científicos realizaron experimentos con Hyperion para determinar el diseño óptimo, el software y la instrumentación de un robot para experimentos de mayor alcance llevados a cabo en el 2004 y el 2005.

Zoe, un robot completamente nuevo, fue desarrollado en respuesta a lo aprendido en el 2003. En el último año del proyecto, se planea equipar a Zoe con instrumentos científicos, para que opere de forma autónoma en un viaje de 50 km durante dos meses.


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