Un robot que usa sus patas con púas para adherirse al revestimiento mucoso del intestino podría algún día escalar el cuerpo humano para instalar dispositivos de monitoreo o administrar terapias.
Pequeños robots con cuerpos blandos y flexibles y pies puntiagudos pueden escalar las paredes internas húmedas y resbaladizas de los pulmones y el intestino, donde algún día podrían llevar medicamentos y sensores médicos a lugares de difícil acceso.
El nuevo “millirobot” –de unos pocos milímetros de largo– tiene pies que se adhieren a las superficies de tela sin perder agarre. El robot puede resistir ser desalojado por movimientos repentinos e incluso puede adherirse a una superficie cuando los líquidos caen sobre ella, lo que recuerda el movimiento de los fluidos asociados con la respiración y la digestión.
Capaz de trepar directamente, e incluso boca abajo, dentro del cuerpo humano, el dispositivo inalámbrico representa “un hito significativo en la robótica ligera”, dice Metin Sitti del Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes en Alemania.
El milirobot anterior de Sitti podía caminar, rodar, nadar, saltar y arrastrarse a lo largo del tejido biológico, dice. Pero no pudo escalar las complejas superficies 3D del cuerpo, lo cual es fundamental para llegar a áreas difíciles de alcanzar dentro del corazón, los pulmones y el sistema digestivo.
El coautor Xiaoguang Dong de la Universidad de Vanderbilt en Tennessee dice que su equipo primero intentó agregar almohadillas a las patas que agarran el tejido, inspirado en la forma en que algunos parásitos intestinales se adhieren. Pero tuvieron problemas para reproducir las altas fuerzas necesarias, y lograr que el robot se liberara también fue complicado, dice.
Este pequeño robot puede escalar superficies viscosas dentro del cuerpo humano
Yingdan Wu y Xiaoguang Dong
En cambio, el equipo equipó al robot con dos patas puntiagudas, que recuerdan a las espinas de las plantas espinosas que se pegan a la ropa durante un paseo por el campo, dice Sitti. Una vez que un pie está en el suelo, el robot saca el otro pie de la superficie y gira su cuerpo para dar un “paso”, un mecanismo que llaman pelar y cargar.
Cuando se cubre con una fina capa de quitosano (una sustancia que se encuentra en los caparazones de los camarones), las “microespinas” de la pata crean suficiente fricción y pegajosidad para que las patas se adhieran a la capa de moco dentro de los pulmones y el tracto digestivo de los cerdos, incluidos los bronquios. tubos, esófago, estómago e intestinos, y luego aléjese para dar otro paso.
En una serie de pruebas de laboratorio, los investigadores descubrieron que el robot seguirá trepando y aferrándose al tejido biológico “muy resbaladizo” y, a menudo, arrugado, incluso cuando el tejido se sacude o se lava con agua. “Estaba muy emocionada y sorprendida”, dice Sitti sobre los resultados.
Los investigadores controlaron el movimiento del robot dentro de los órganos utilizando una máquina cercana que manipula los campos magnéticos. Debido a que el cuerpo del robot está hecho de metal magnético elástico, se dobla y gira en respuesta a las órdenes de la máquina, dice Dong.
El milirobot es ultradelgado, con un cuerpo que mide 3,7 mm de largo y 1,5 mm de ancho. Puede transportar “carga” tres veces su propio volumen y hasta 20 veces su propio peso, dice el coautor Yingdan Wu, también del Instituto Max Planck. Eso significa que puede transportar medicamentos, sensores electrónicos inalámbricos o incluso microagujas y materiales de biopsia. También puede liberar partículas microscópicas de drogas a través de sus micropuntos.
Debido a que los micropuntos solo se adhieren a la capa de moco, no dañan el tejido en sí, dice Wu.
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