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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo M4 - Locomoción Especializada Vertical (Trepar, Braquiar, Escalar)
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:3316
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Sostén vertical y balance de fuerzas
¿Cómo se sostiene el peso completo del cuerpo mientras se genera propulsión vertical?
Grupo 2: Grupo 2: Fricción, agarre y pendiente máxima
¿Cuándo la fricción disponible evita el deslizamiento y qué determina la pendiente máxima trepable?
Grupo 3: Grupo 3: Braquiación como péndulo compuesto móvil
¿Cómo transforma el balanceo del gibón la energía potencial en velocidad?
Grupo 4: Grupo 4: Braquiación saltarina y fase aérea
¿Cómo se conecta el balanceo con fases aéreas rápidas entre ramas?
Grupo 5: Grupo 5: Control postural proporcional-amortiguado
¿Cómo corrige el sistema de control las perturbaciones posturales durante la braquiación?
Grupo 6: Grupo 6: Reflejo de agarre y latencia neural
¿Cómo protege el reflejo el agarre antes de que una perturbación lo comprometa?
Grupo 7: Grupo 7: Retardo total y límite de compensación activa
¿Cómo se compone la latencia total y cómo limita la frecuencia de perturbaciones compensables?
ID:1129
Grupo 1: Grupo 1: Sostén vertical y balance de fuerzas
Descripción
¿Cómo se sostiene el peso completo del cuerpo mientras se genera propulsión vertical?
Pregunta clave: ¿Cómo se sostiene el peso completo del cuerpo mientras se genera propulsión vertical?
La locomoción vertical requiere sostener el peso completo del cuerpo mientras, al mismo tiempo, se genera la propulsión necesaria para avanzar hacia arriba. Junto con trepar apoyándose en la fricción, otra forma de esta locomoción vertical especializada es la braquiación de los gibones, que se balancean colgados de rama en rama: el gibón, colgado de una rama, se comporta como un péndulo compuesto cuyo punto de pivote —la rama misma— también se mueve, y la velocidad máxima que alcanza en el punto más bajo de su balanceo se obtiene por conservación de la energía desde el ángulo en el que soltó la rama anterior. El tiempo de respuesta total frente a una perturbación incluye, en secuencia, el tiempo que tarda la señal en viajar por el nervio, el retardo en la sinapsis entre neurona y músculo, y el retardo propio de la activación muscular, sumando en conjunto típicamente entre treinta y ochenta milisegundos; y es precisamente esa latencia total la que limita con qué frecuencia el animal puede llegar a compensar activamente perturbaciones repetidas mientras sostiene, mediante esta locomoción vertical, el peso completo de su cuerpo. Para sostener el peso del cuerpo sin resbalar mientras se trepa, la fricción biológica entre las extremidades y el sustrato debe superar la componente del peso que actúa en paralelo a la superficie sobre la que el animal se apoya: mientras esa fricción disponible sea mayor que esa componente del peso, el animal no resbala, pero si la pendiente se vuelve demasiado pronunciada, la componente del peso paralela a la superficie termina superando la fricción disponible y el animal pierde el agarre.
ID:5933
Grupo 2: Grupo 2: Fricción, agarre y pendiente máxima
Descripción
¿Cuándo la fricción disponible evita el deslizamiento y qué determina la pendiente máxima trepable?
Pregunta clave: ¿Cuándo la fricción disponible evita el deslizamiento y qué determina la pendiente máxima trepable?
El ángulo de pendiente en el que ocurre justo esa transición define la pendiente máxima que el animal puede trepar, y esa fricción biológica disponible varía enormemente según la superficie: desde un valor bajo, de apenas unas pocas décimas del peso del animal, sobre superficies lisas, hasta un valor varias veces mayor que el propio peso del animal cuando el animal cuenta con garras que se clavan en madera rugosa. Para sostener el peso del cuerpo sin resbalar mientras se trepa, la fricción biológica entre las extremidades y el sustrato debe superar la componente del peso que actúa en paralelo a la superficie sobre la que el animal se apoya: mientras esa fricción disponible sea mayor que esa componente del peso, el animal no resbala, pero si la pendiente se vuelve demasiado pronunciada, la componente del peso paralela a la superficie termina superando la fricción disponible y el animal pierde el agarre. Junto con trepar apoyándose en la fricción, otra forma de esta locomoción vertical especializada es la braquiación de los gibones, que se balancean colgados de rama en rama: el gibón, colgado de una rama, se comporta como un péndulo compuesto cuyo punto de pivote —la rama misma— también se mueve, y la velocidad máxima que alcanza en el punto más bajo de su balanceo se obtiene por conservación de la energía desde el ángulo en el que soltó la rama anterior. La locomoción vertical requiere sostener el peso completo del cuerpo mientras, al mismo tiempo, se genera la propulsión necesaria para avanzar hacia arriba. El tiempo de respuesta total frente a una perturbación incluye, en secuencia, el tiempo que tarda la señal en viajar por el nervio, el retardo en la sinapsis entre neurona y músculo, y el retardo propio de la activación muscular, sumando en conjunto típicamente entre treinta y ochenta milisegundos; y es precisamente esa latencia total la que limita con qué frecuencia el animal puede llegar a compensar activamente perturbaciones repetidas mientras sostiene, mediante esta locomoción vertical, el peso completo de su cuerpo.
ID:5934
Grupo 3: Grupo 3: Braquiación como péndulo compuesto móvil
Descripción
¿Cómo transforma el balanceo del gibón la energía potencial en velocidad?
Pregunta clave: ¿Cómo transforma el balanceo del gibón la energía potencial en velocidad?
Junto con trepar apoyándose en la fricción, otra forma de esta locomoción vertical especializada es la braquiación de los gibones, que se balancean colgados de rama en rama: el gibón, colgado de una rama, se comporta como un péndulo compuesto cuyo punto de pivote —la rama misma— también se mueve, y la velocidad máxima que alcanza en el punto más bajo de su balanceo se obtiene por conservación de la energía desde el ángulo en el que soltó la rama anterior. En la braquiación de tipo saltarín, el gibón añade además fases aéreas entre una rama y la siguiente, alcanzando velocidades de entre diez y quince metros por segundo durante esas fases aéreas. Mantener la postura correcta durante esta braquiación, a la altura de las ramas, exige corregir continuamente las perturbaciones que el propio balanceo introduce: el sistema de control corrige cada perturbación combinando una respuesta proporcional a qué tan grande es la desviación de la postura —que actúa como una rigidez— con una respuesta proporcional a qué tan rápido está cambiando esa desviación —que actúa como un amortiguamiento—, y esa corrección combinada ocurre en un plazo de entre veinte y cien milisegundos desde que se produce la perturbación. El ángulo de pendiente en el que ocurre justo esa transición define la pendiente máxima que el animal puede trepar, y esa fricción biológica disponible varía enormemente según la superficie: desde un valor bajo, de apenas unas pocas décimas del peso del animal, sobre superficies lisas, hasta un valor varias veces mayor que el propio peso del animal cuando el animal cuenta con garras que se clavan en madera rugosa.
ID:5935
Grupo 4: Grupo 4: Braquiación saltarina y fase aérea
Descripción
¿Cómo se conecta el balanceo con fases aéreas rápidas entre ramas?
Pregunta clave: ¿Cómo se conecta el balanceo con fases aéreas rápidas entre ramas?
En la braquiación de tipo saltarín, el gibón añade además fases aéreas entre una rama y la siguiente, alcanzando velocidades de entre diez y quince metros por segundo durante esas fases aéreas. Junto con trepar apoyándose en la fricción, otra forma de esta locomoción vertical especializada es la braquiación de los gibones, que se balancean colgados de rama en rama: el gibón, colgado de una rama, se comporta como un péndulo compuesto cuyo punto de pivote —la rama misma— también se mueve, y la velocidad máxima que alcanza en el punto más bajo de su balanceo se obtiene por conservación de la energía desde el ángulo en el que soltó la rama anterior. Mantener la postura correcta durante esta braquiación, a la altura de las ramas, exige corregir continuamente las perturbaciones que el propio balanceo introduce: el sistema de control corrige cada perturbación combinando una respuesta proporcional a qué tan grande es la desviación de la postura —que actúa como una rigidez— con una respuesta proporcional a qué tan rápido está cambiando esa desviación —que actúa como un amortiguamiento—, y esa corrección combinada ocurre en un plazo de entre veinte y cien milisegundos desde que se produce la perturbación.
ID:5936
Grupo 5: Grupo 5: Control postural proporcional-amortiguado
Descripción
¿Cómo corrige el sistema de control las perturbaciones posturales durante la braquiación?
Pregunta clave: ¿Cómo corrige el sistema de control las perturbaciones posturales durante la braquiación?
Mantener la postura correcta durante esta braquiación, a la altura de las ramas, exige corregir continuamente las perturbaciones que el propio balanceo introduce: el sistema de control corrige cada perturbación combinando una respuesta proporcional a qué tan grande es la desviación de la postura —que actúa como una rigidez— con una respuesta proporcional a qué tan rápido está cambiando esa desviación —que actúa como un amortiguamiento—, y esa corrección combinada ocurre en un plazo de entre veinte y cien milisegundos desde que se produce la perturbación. Además de esta corrección postural, los primates cuentan con reflejos de agarre que corrigen una perturbación sobre la mano o el pie antes de que esa perturbación llegue a comprometer el agarre, con una latencia de entre veinte y cuarenta milisegundos. El tiempo de respuesta total frente a una perturbación incluye, en secuencia, el tiempo que tarda la señal en viajar por el nervio, el retardo en la sinapsis entre neurona y músculo, y el retardo propio de la activación muscular, sumando en conjunto típicamente entre treinta y ochenta milisegundos; y es precisamente esa latencia total la que limita con qué frecuencia el animal puede llegar a compensar activamente perturbaciones repetidas mientras sostiene, mediante esta locomoción vertical, el peso completo de su cuerpo.
ID:5937
Grupo 6: Grupo 6: Reflejo de agarre y latencia neural
Descripción
¿Cómo protege el reflejo el agarre antes de que una perturbación lo comprometa?
Pregunta clave: ¿Cómo protege el reflejo el agarre antes de que una perturbación lo comprometa?
Además de esta corrección postural, los primates cuentan con reflejos de agarre que corrigen una perturbación sobre la mano o el pie antes de que esa perturbación llegue a comprometer el agarre, con una latencia de entre veinte y cuarenta milisegundos. Para sostener el peso del cuerpo sin resbalar mientras se trepa, la fricción biológica entre las extremidades y el sustrato debe superar la componente del peso que actúa en paralelo a la superficie sobre la que el animal se apoya: mientras esa fricción disponible sea mayor que esa componente del peso, el animal no resbala, pero si la pendiente se vuelve demasiado pronunciada, la componente del peso paralela a la superficie termina superando la fricción disponible y el animal pierde el agarre.
ID:5938
Grupo 7: Grupo 7: Retardo total y límite de compensación activa
Descripción
¿Cómo se compone la latencia total y cómo limita la frecuencia de perturbaciones compensables?
Pregunta clave: ¿Cómo se compone la latencia total y cómo limita la frecuencia de perturbaciones compensables?
El tiempo de respuesta total frente a una perturbación incluye, en secuencia, el tiempo que tarda la señal en viajar por el nervio, el retardo en la sinapsis entre neurona y músculo, y el retardo propio de la activación muscular, sumando en conjunto típicamente entre treinta y ochenta milisegundos; y es precisamente esa latencia total la que limita con qué frecuencia el animal puede llegar a compensar activamente perturbaciones repetidas mientras sostiene, mediante esta locomoción vertical, el peso completo de su cuerpo. Mantener la postura correcta durante esta braquiación, a la altura de las ramas, exige corregir continuamente las perturbaciones que el propio balanceo introduce: el sistema de control corrige cada perturbación combinando una respuesta proporcional a qué tan grande es la desviación de la postura —que actúa como una rigidez— con una respuesta proporcional a qué tan rápido está cambiando esa desviación —que actúa como un amortiguamiento—, y esa corrección combinada ocurre en un plazo de entre veinte y cien milisegundos desde que se produce la perturbación.
ID:5939