Un equipo de investigadores del MIT ha presentado un avance significativo en el campo de la robótica biohíbrida: un robot de diseño ultra delgado capaz de desplazarse en medios acuáticos utilizando únicamente una capa de células musculares vivas. A diferencia de los sistemas robóticos convencionales, este dispositivo prescinde de motores, baterías o circuitos integrados a bordo, delegando la propulsión y la dirección a estímulos lumínicos externos.
El robot, con dimensiones comparables a una barra de chicle (aproximadamente 15 mm de largo y 0,5 mm de espesor), integra tejido muscular diseñado genéticamente para contraerse al recibir luz. Este mecanismo permite que el dispositivo nade a través de un laberinto en una placa de Petri, respondiendo con precisión a los comandos de un operador que guía sus movimientos mediante un haz de luz.
Desafíos técnicos y diseño estructural
El principal reto en la ingeniería de estos dispositivos es la eficiencia en la transferencia de fuerza. Según Ritu Raman, profesora asociada de ingeniería mecánica en el MIT, el desplazamiento en agua requiere una fuerza considerable, especialmente a escalas tan reducidas. En iteraciones previas, el uso de geles de fibrina demasiado blandos provocaba deformaciones no deseadas cuando las células musculares se contraían.
Para solucionar este inconveniente, el equipo implementó cambios clave en la arquitectura del robot:
- Sustrato rígido: Se sustituyó el gel original por una base de gelatina más firme.
- Patrones de alineación: Se estamparon ranuras de base cuadrada en la superficie del gel, lo que obliga a las células a alinearse y fusionarse en fibras musculares más eficaces.
- Optimización biológica: El tejido fue sometido a un entrenamiento diario de 15 minutos mediante pulsos de luz, logrando cuadruplicar el desplazamiento de las aletas en comparación con grupos no estimulados.
Ventajas de la construcción en capa única
La gran diferencia de este diseño frente a otros robots biohíbridos, como los que utilizan tejido cardíaco de rata o músculo esquelético de rana, radica en su construcción de capa única. Mientras que otros modelos requieren bloques tridimensionales de músculo cultivado en laboratorio —que implican el uso de millones de células—, la propuesta del MIT destaca por su delgadez y eficiencia.
Actualmente, los robots biohíbridos de nuestro grupo y de otros se construyen a partir de trozos voluminosos de músculo esquelético cultivado en laboratorio que requieren millones de células para fabricarse. Creemos que los robots biohíbridos impulsados por músculo vivo podrían realizar algún día trabajos delicados como explorar entornos demasiado frágiles o impredecibles para el hardware convencional, porque el tejido vivo es blando, responde a su entorno y puede curarse a sí mismo. — Ritu Raman, MIT.
Perspectivas futuras
Aunque el prototipo actual es lento y depende totalmente de un control externo, el experimento demuestra la viabilidad de crear máquinas más económicas y adaptables mediante la integración de tejido biológico. El siguiente paso para el laboratorio es explorar distribuciones celulares más complejas que permitan movimientos más sofisticados y una mayor autonomía en la navegación. La capacidad del tejido vivo para autorrepararse y su sensibilidad al entorno sugieren un futuro donde la robótica blanda pueda operar en nichos ecológicos o industriales donde la mecánica rígida tradicional resulta ineficiente o invasiva.
Fuente: New Atlas.
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