Biomimética vocal

El canto de las aves es un modelo para comportamiento vocal aprendido con gran similitud al proceso de aprendizaje y producción vocal en humanos. El canto es producido en el órgano vocal, la siringe, mediante la coordinada interacción de dos sistemas motores: los músculos que controlan la siringe y los músculos respiratorios. El canto está compuesto por elementos acústicos llamados sílabas, cada sílaba posee características propias. Mientras que algunas especies presentan únicamente sílabas tonales, otras como el Diamante Mandarín (Taeniopygia guttata) alternan sílabas tonales de alta frecuencia con sílabas de baja frecuencia que poseen gran contenido espectral. En esta tesis estudiamos los mecanismos mediante los cuales la siringe puede contribuir a esa riqueza espectral. Se muestra que en el Diamante Mandarín, el gran contenido espectral presente en las sílabas de baja frecuencia, es una indicación de la dinámica presentada por su aparato vocal. Mediante el modelado teórico, esta dinámica es capturada en un modelo matemático de baja dimensión. La variación de contenido espectral no es el resultado de un control activo central de esta caracter ística acústica, sino que emerge de la dinámica intrínseca de la siringe. A partir de los modelos teóricos desarrollados de la biomecánica de la siringe, se diseñó un dispositivo biomimético, capaz de reemplazar el órgano vocal del ave. Se desarrollo una siringe electrónica capaz de generar canto mediante la transducci ón de instrucciones fisiológicas. La salida del dispositivo respeta las características acústicas del canto natural del ave. Este dispositivo electrónico integra digitalmente las ecuaciones de la dinámica de la siringe, constituyendo una solución robusta para generar vocalizaciones con control fisiológico en tiempo real. Este trabajo ilustra la necesidad de explorar cuantitativamente la interacción entre el sistema nervioso y el sistema periférico que controla, de modo de entender el comportamiento emergente. Por otro lado, con el fin de generar dispositivos biomiméticos, se remarca la importancia de incorporar la física del problema en su desarrollo, logrando así soluciones más eficientes