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Micro-robots suaves y flexibles se moverán como seres vivos

Científicos analiza a unos animales acuáticos unicelulares para emular artificialmente su movimiento


Los micro-robots del futuro, diseñados para introducirse en el cuerpo humano para investigarlo y realizar ciertas funciones, deberán tener las propiedades de suavidad y flexibilidad que caracterizan a muchos tejidos vivos. Un científico español y otro italiano han analizado a los euglénidos, animales acuáticos unicelulares, y han simulado su movimiento, para en el futuro imitar esa manera de moverse en micro-robots.




Simulación del movimiento de los euglénidos, hinchando y deformando su cuerpo. Fuente: Sissa.
Simulación del movimiento de los euglénidos, hinchando y deformando su cuerpo. Fuente: Sissa.
Robots cada vez más pequeños que sean capaces de llevar a cabo sus funciones incluso en el interior del cuerpo humano. No es un sueño de ciencia ficción, sino una posibilidad cercana. Pero deben cumplir una condición: la miniaturización de estos dispositivos les obliga a adquirir la misma suavidad y flexibilidad de los tejidos biológicos.

Esta es la opinión de científicos como Antonio de Simone, de Sissa (la Escuela Internacional de Estudios Avanzados de Trieste, Italia) y Marino Arroyo, de la Universidad Politécnica de Cataluña, que acaban de publicar un artículo en el Journal of the Mechanics and Physics of Solids: inspirándose en microorganismos acuáticos unicelulares, estudiaron los mecanismos de locomoción de los "robots blandos" .

"Si pienso en los robots del futuro, lo que me viene a la mente son los tentáculos de un pulpo o la trompa de un elefante en lugar del brazo mecánico de una grúa o el funcionamiento interno de un reloj. Y si pienso en micro-robots, entonces pienso en los organismos unicelulares que se mueven en el agua. Los robots del futuro serán cada vez más como los organismos biológicos", explica Antonio de Simone en la nota de prensa de Sissa.

De Simone y su equipo en Sissa han estado estudiando el movimiento de los euglénidos, animales acuáticos unicelulares, durante varios años. Uno de los objetivos de la investigación de De Simone - que recientemente ha sido agraciada con una subvención del Consejo Europeo de Investigación por 1,3 millones de euros- es la transferencia de los conocimientos adquiridos en euglénidos a la micro-robótica, un campo que representa un desafío prometedor para el futuro.

Los micro-robots pueden, de hecho, llevar a cabo una serie de funciones importantes, por ejemplo para la salud humana, mediante la inoculación de medicamentos directamente donde más se necesitan, la reapertura de vasos sanguíneos ocluidos, o ayudando a cerrar heridas, por nombrar sólo algunas.

Movimiento

Para ello, estos diminutos robots tendrán que ser capaces de moverse de manera eficiente. "Imagínese tratando de miniaturizar un dispositivo formado por palancas y ruedas dentadas: no se puede bajar de un cierto tamaño mínimo. En cambio, mediante la imitación de los sistemas biológicos podemos llegar hasta el tamaño de las células, y esa es exactamente la dirección que está tomando la investigación. Nosotros, en particular, estamos trabajando en el movimiento y estudiando ciertos organismos unicelulares con movimiento de locomoción muy eficiente".

En su estudio, De Simone y Arroyo simularon especies de euglénidos con diferentes formas y métodos de locomoción, basadas principalmente en la deformación y la hinchazón del cuerpo celular, para describir en detalle la mecánica y las características del movimiento obtenido.

"Nuestro trabajo no sólo ayuda a comprender el mecanismo de movimiento de estos organismos unicelulares, sino que también proporciona una base de conocimientos para planificar el sistema de locomoción de los futuros microrobots", señalan los autores.

El artículo de De Simone y Arroyo ha sido seleccionado para aparecer en la edición especial 60 aniversario del Journal of the Mechanics and Physics of Solids.

Referencia bibliográfica:

Marino Arroyo y Antonio de Simone: Shape control of active surfaces inspired by the movement of euglenids. Journal of the Mechanics and Physics of Solids. Volumen 62, Enero 2014, Páginas 99–112.

Jueves, 5 de Diciembre 2013
Sissa/T21
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