SANTO DOMINGO, República Dominicana.- Los científicos suizos se inspiraron en las bacterias y otros microorganismos para diseñar estos “artificial microswimmers”, que son de tal flexibilidad que mientras nadan pueden modificar su forma cuantas veces sea necesario, sin comprometer su velocidad ni sus capacidades de maniobrabilidad.
Estas mini máquinas suizas fueron diseñadas utilizando un método de plegado basado en el origami, técnica también llamada papiroflexia que consiste en realizar figuras u objetos con hojas de papel doblándolas sucesivas veces. Con ello, estos prototipos que miden cerca de un milímetro de longitud pueden hacerse más pequeños.
Las deformaciones pueden ser "programadas" por anticipado, lo que permite al robot adoptar automáticamente la forma más eficiente, sin la ayuda de sensores.
El estudio suizo fue publicado esta semana en la revista Science Advances http://advances.sciencemag.org/content/5/1/eaau1532, donde se remarca que, efectivamente, estos dispositivos suaves y biocompatibles, que pueden desplazarse por fluidos densos y viscosos, se comportan como cualquier microorganismo vivo.
El grupo de científicos suizos tiene al frente de este trabajo a sus investigadores Bradley Nelson, profesor de robótica y sistemas inteligentes de ETH, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, y Selman Sakar, de la EPFL, Escuela Politécnica Federal de Zúrich.
Esta última colocó en youtube hace dos días un vídeo donde se ve a estos robots en acción:
Se trata de microrobots que están hechos de nanocompuestos de hidrogel, los que contienen nanopartículas magnéticas que les permiten ser controlados a través de un campo electromagnético.
Inteligencia encarnada
El método desarrollado para "programar" el viaje a altas velocidades de estos robots emplea la denominada “inteligencia encarnada”, una alternativa al paradigma de computación clásico que realizan los sistemas electrónicos integrados.
Sobre esta novedosa estrategia el científico Selman Sakar explicó: "Nuestros robots tienen una composición y estructura especial que les permite adaptarse a las características del fluido por el que se mueven. Por ejemplo, si encuentran un cambio en la viscosidad o la concentración osmótica, modifican su forma para mantener su velocidad y maniobrabilidad”.
Los robots pueden ser controlados usando un campo electromagnético o también pueden ser autorizados a navegar por sí mismos, pasando a través de cavidades utilizando flujos de fluidos.
Inspirados en la naturaleza
El investigador Nelson complementa: "La naturaleza evoluciona y una multitud de microorganismos cambia de forma a medida que cambian sus condiciones ambientales. Este principio básico inspiró nuestro diseño. El desafío clave para nosotros fue desarrollar la física que describe los tipos de cambios en los que estábamos interesados y luego integrarlos. Esto, haciendo uso de las nuevas tecnologías de fabricación".
El equipo de investigación sigue trabajando para mejorar el rendimiento de la natación a través de los fluidos más complejos del cuerpo humano y también en algo no menos importante: que sean mecanismos que pueden fabricarse fácilmente a un costo razonable, sin perder eficacia ni su condición de robots blandos miniaturizados.
El dispositivo inteligente está hecho de nanocompuestos de hidrogel. Las nanopartículas magnéticas dentro de este hidrogel pueden ser controladas por un campo electromagnético.
En la conclusión del estudio que publica la revista Science Advances se lee que “un análisis cuidadoso del rendimiento de la natación a diferentes viscosidades proporcionó una guía para construir una máquina que manifiesta múltiples configuraciones estables, cada una optimizada para una marcha de locomoción diferente”.
“Realizamos –remata- la adaptación de la forma en respuesta a las restricciones mecánicas y la variación de la presión osmótica a través de la coordinación entre las tensiones elásticas y viscosas. Nuestro enfoque para resolver el problema de navegación reduce la cantidad de elementos a controlar y, por lo tanto, puede tener ventajas en términos de velocidad, versatilidad y costo”.
El robot creado en Hong Kong
Entre las diferencias de las máquinas suizas con el robot creado en Hong Kong destaca el desplazamiento. El estudio revelado en septiembre de 2018 expuso el reto de hacer mover un aparato por control remoto dentro del cuerpo humano, dada la textura cambiante de los tejidos que lo componen.
Ambos trabajos científicos recuerdan el filme de ciencia ficción Viaje Fantástico que la Century Fox estrenó en 1966, donde un submarino nuclear, el Proteus, es miniaturizado junto a sus tripulantes. Tras un impactante recorrido, el submarino alcanza el ojo de la persona cuyas entrañas ha recorrido y salta nuevamente al mundo exterior a través de una lágrima.
De la existencia de este primer robot, Salud de Acento informó el 29 de septiembre de 2018:
https://acento.com.do/2018/salud/8609993-crean-diminuto-robot-capaz-recorrer-internamente-cuerpo-humano/