Un spray magnético aglutinado transforma objetos inanimados en milirrobots para aplicaciones biomédicas. Este ingenio, publicado en Science Robotics, está compuesto principalmente de alcohol polivinílico (PVA), gluten y partículas magnéticas.
Los milirrobots, que pueden adaptarse a entornos no estructurados, operar en espacios confinados e interactuar con una amplia gama de objetos, serían deseables para aplicaciones de exploración y biomédicas. Sin embargo, su desarrollo se ha enfrentado a varias dificultades debido a sus complicadas técnicas de fabricación.
La piel M formada a partir del spray M se puede reprogramar ajustando la dirección de magnetización, sin cambiar la estructura principal.
Cuando el aerosol cubierto se humedece por completo, el espacio entre las partículas magnéticas aumenta debido al hinchamiento del PVA y las restricciones sobre las partículas magnéticas del PVA y el gluten disminuyen considerablemente. Como resultado, las partículas magnéticas dentro del spray se pueden realinear a lo largo de la dirección del flujo magnético y pueden superar las limitaciones cuando se aplica un campo magnético fuerte.
Milirrobots oruga
La capacidad de reprogramación a pedido otorga a los milirrobots una alta adaptabilidad para lograr una locomoción diversa. Los científicos de los Institutos de Tecnología Avanzada de Shenzhen (SIAT), de la Academia de Ciencias de China, junto con la Universidad de la Ciudad de Hong Kong (CityU), demostraron que la reprogramación de un milirrobots de reptil de tres secciones podía moverse con el movimiento de una oruga en 3D, antes de la reprogramación, y en 2D después de la reprogramación.
Además, según el profesor Shang Wanfeng, del SIAT, el spray M se puede desintegrar aumentando la energía cinética de las partículas magnéticas para superar las limitaciones internas. Esto se lleva a cabo aplicando un campo magnético oscilante en un ambiente acuoso. La desintegración inducida magnéticamente asegura que el milirrobot construido pueda desintegrarse cuando se quiera.
“Esta investigación ofrece un método general de construcción de robots bajo demanda aprovechando la estructura y la morfología de los propios objetos. Con componentes biocompatibles, los efectos secundarios de su desintegración son insignificantes, lo que lo convierte en un buen candidato para aplicaciones biomédicas», apunta el doctor Wu, miembro de este equipo.
Diminutos dispositivos robóticos
Un milirrobot es un ingenio robótico no mayor de un centímetro. Desde el Instituto Max Plank explican que “no solo hemos construido un sistema teórico y computacional completo para diseñar y fabricar los dispositivos blandos magnéticos en miniatura, con tal conocimiento e inspiración de animales a pequeña escala, también hemos desarrollado robots móviles blandos miniaturizados con capacidades de locomoción superiores”.
“Estos robots -añaden- pueden transitar de forma reversible entre diferentes terrenos líquidos y sólidos, así como cambiar entre modos de locomotora. Por lo tanto, son muy adecuados para operar en entornos altamente desestructurados como los del interior del cuerpo humano. Además, pueden ejecutar tareas de recogida y colocación y liberación de carga. Con una mayor optimización, estos robots podrían abrir un gran potencial en aplicaciones biomédicas”.
En este sentido, el Instituto Max Planck recuerda que “hemos estado diseñando, fabricando y controlando nuevos robots de cápsulas blandas para operar dentro del tracto gastrointestinal. Basándose en la tecnología establecida de cámara de píldoras, estos robots de cápsula blanda sin ataduras con materiales magnéticos integrados, una microcámara y microherramientas terapéuticas podrían obtener imágenes del tracto gastrointestinal de forma activa, administrar fármacos de forma activa o pasiva, realizar biopsias y realizar elastografías”.