Robots que caminan gracias a músculos biológicos

Los nuevos biorrobots están energizados por células musculares y controlados por señales eléctricas. (Imagen: Janet Sinn-Hanlon, Design Group@VetMed)

En un nuevo logro dentro de la fascinante y quizás polémica frontera entre el desarrollo de robots y el de cíborgs, se ha creado y demostrado un nuevo tipo de biorrobot que, gracias a la acción de células musculares, es capaz de andar, aunque por ahora de forma rudimentaria, y cuyos movimientos se controlan con señales eléctricas.

Lo que pretende con esta línea de investigación el grupo de Rashid Bashir, de la Universidad de Illinois en Champaign, Estados Unidos, es integrar los principios de ingeniería con los de la biología de una forma que pueda ser usada para diseñar y desarrollar máquinas biológicas para aplicaciones médicas y medioambientales. La biología es extraordinariamente eficiente, y si se consigue aprender a controlar y aprovechar sus funcionalidades para aplicaciones útiles, podría traernos muchas grandes cosas.

El grupo de Bashir ha sido pionero en el diseño y construcción de biorrobots, con un tamaño inferior a un centímetro, hechos de hidrogeles flexibles impresos en 3D y células vivas. Anteriormente, el grupo demostró biorrobots que “caminan” por sí mismos, energizados por los latidos de células cardiacas de ratas. Sin embargo, las células cardiacas se contraen constantemente, impidiendo que los investigadores tengan el control del movimiento del robot. Esto complica el uso de células cardiacas para construir un biorrobot que pueda ser encendido y apagado, o que pueda ir más rápido o más despacio.

Los nuevos biorrobots están energizados por una tira de células de músculo esquelético que pueden ser activadas por un pulso eléctrico. Esto proporciona a los investigadores una forma simple de controlarlos y abre otras posibilidades en cuanto a principios de diseño avanzados, de manera que los ingenieros puedan adaptar sus biorrobots a aplicaciones específicas.

Las células de músculo esquelético son muy atractivas para los ingenieros porque su ritmo de actividad se puede controlar usando señales externas. Por ejemplo, resultaría idóneo utilizar músculo esquelético al diseñar un dispositivo del que se quiera que empiece a funcionar cuando detecte cierta sustancia o cuando reciba una señal determinada.

Ahora, los investigadores trabajarán para ganar un control aún mayor sobre el movimiento de sus biorrobots, integrando por ejemplo neuronas para que éstos puedan ser dirigidos hacia diferentes direcciones con luz o gradientes químicos. Desde el punto de vista de la ingeniería, esperan diseñar una columna vertebral de hidrogel que permita al biorrobot moverse en diferentes direcciones en función de distintas señales. Gracias a la impresión en 3D, los ingenieros pueden explorar diferentes formas y diseños de manera rápida. (NCYT)