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Nuevos micro-robots elásticos cambian de forma con su entorno

Debido a que estos dispositivos pueden nadar a través de fluidos y modificar su forma cuando sea necesario, pueden pasar a través de vasos sanguíneos estrechos y sistemas complejos sin comprometer la velocidad o la maniobrabilidad.

Enviado por: INNOVAticias.com / Red / Agencias, 25/01/2019, 20:03 h | (49) veces leída

Es posible que algún día podamos ingerir pequeños robots que suministren medicamentos directamente al tejido enfermo, gracias a nueva investigación en las universidades suizas EPFL y ETH Zurich. El grupo de científicos, liderado por Selman Sakar en EPFL (Escuela Politécnica Federal de Lausana) y Bradley Nelson en ETH Zurich, se inspiró en las bacterias para diseñar nuevos micro-robots inteligentes y biocompatibles que son altamente flexibles.

Debido a que estos dispositivos pueden nadar a través de fluidos y modificar su forma cuando sea necesario, pueden pasar a través de vasos sanguíneos estrechos y sistemas complejos sin comprometer la velocidad o la maniobrabilidad. Están hechos de nanocompuestos de hidrogel que contienen nanopartículas magnéticas que les permiten ser controlados a través de un campo electromagnético.

En un artículo que aparece en Science Advances, los científicos describen el método que han desarrollado para "programar" la forma del robot de modo que pueda viajar fácilmente a través de fluidos densos, viscosos o que se mueven a altas velocidades. Un vídeo ilustra cómo funcionan https://www.youtube.com/watch?v=1yXKGAbyFIg. Cuando pensamos en robots, generalmente pensamos en máquinas voluminosas equipadas con complejos sistemas de electrónica, sensores, baterías y actuadores. Pero a escala microscópica, los robots son completamente diferentes.

La fabricación de robots miniaturizados presenta una serie de desafíos, que los científicos abordaron utilizando un método de plegado basado en el origami. Su novedosa estrategia de locomoción emplea inteligencia encarnada, que es una alternativa al paradigma de computación clásico que realizan los sistemas electrónicos integrados. "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 sin perder el control de la dirección del movimiento", dice Sakar en un comunicado.

Estas deformaciones pueden ser "programadas" de antemano para maximizar el rendimiento sin el uso de sensores o actuadores incómodos. Los robots pueden ser controlados usando un campo electromagnético o dejados para navegar por sí mismos a través de cavidades utilizando flujo de fluido. De cualquier manera, se transformarán automáticamente en la forma más eficiente.

"La naturaleza ha evolucionado una multitud de microorganismos que cambian de forma a medida que cambian sus condiciones ambientales. Este principio básico inspiró nuestro diseño de micro-robots. El desafío clave para nosotros fue desarrollar la física que describe los tipos de cambios en los que estábamos interesados y luego integrarlos con las nuevas tecnologías de fabricación.", dice Nelson.

Además de ofrecer una mayor eficacia, estos robots blandos miniaturizados también pueden fabricarse fácilmente a un costo razonable. Por ahora, el equipo de investigación está trabajando para mejorar el rendimiento de la natación a través de fluidos complejos como los que se encuentran en el cuerpo humano.





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