Ingenieros y científicos han desarrollado un prototipo de robot que puede llegar a algunos de los conductos bronquiales más estrechos de los pulmones para tomar muestras de tejido o administrar terapia contra el cáncer.
Por lo tanto, ¿los robots humanoides actuales siguen siendo sólo un truco? "No, los avances de la robótica en los últimos años son increíbles. Deseamos tener robots a nuestro alrededor para que puedan ayudarnos en tareas difíciles o peligrosas. Sin embargo, nuestros entornos creados por el hombre son muy complejos y, por lo tanto, no es tan fácil para los robots funcionar aquí de forma autónoma y sin errores. Sin embargo, estoy seguro de que con los potentes componentes técnicos disponibles pronto podremos construir robots más inteligentes que sean capaces de interactuar mejor con nosotros, los humanos", afirma Riener.
Un siguiente paso importante, según Riener, es profundizar en la ingeniería de sistemas y la tecnología de control automático para combinar mejor los potentes componentes existentes.
Entonces sería posible su utilización, por ejemplo, en la asistencia domiciliaria y de ancianos, en la industria de la construcción o en el hogar, es decir, allí donde se necesita urgentemente apoyo para aliviar al personal y ayudar a las personas con movilidad reducida, por ejemplo, dijo.
Este tentáculo robótico magnético mide solo 2 milímetros de diámetro. Se utilizarán imanes en el exterior del paciente para guiar el robot a su lugar.
El dispositivo ha sido desarrollado por un equipo de ingenieros, científicos y médicos con sede en el Laboratorio STORM de la Universidad de Leeds, que es pionero en el uso de sistemas robóticos para ayudar en los procedimientos de endoscopia y catéter, en los que se inserta un tubo fino en el cuerpo.
Los investigadores han publicado su desarrollo en la revista Soft Robotics.
La prueba del prototipo se basó en pruebas de laboratorio en la que se utilizó una réplica tridimensional de un árbol bronquial, modelado a partir de datos anatómicos. La próxima fase de la investigación investigará la efectividad del dispositivo para navegar por los pulmones de un cadáver.
Límites de la tecnología existente
Actualmente, los médicos utilizan un instrumento llamado broncoscopio para realizar un examen de los pulmones y las vías respiratorias. El procedimiento consiste en pasar un instrumento basado en un tubo flexible de unos 3,5 a 4 milímetros de diámetro a través de la nariz o la boca hasta los conductos bronquiales. Debido a su tamaño, este broncoscopio solo puede llegar hasta los niveles superiores del árbol bronquial.
Para profundizar en los pulmones, se pasa un catéter o tubo fino —que mide unos 2 milímetros de diámetro— a través del broncoscopio y luego hacia los conductos más estrechos de los pulmones. Pero los médicos tienen limitaciones para operar un broncoscopio con este método, y es difícil lograr la movilidad del instrumento y el catéter hasta donde son necesarios.
La Universidad de Washington State ha presentado dos robots parecidos a insectos afirmando que son los microrobots completamente funcionales más pequeños, ligeros y rápidos jamás creados.
Estos robots en miniatura –un hemíptero y un zancudo– pueden utilizarse para trabajar en áreas como la polinización artificial, la búsqueda y el rescate, la vigilancia ambiental, la microfabricación o la cirugía asistida por robots. Al informar sobre su trabajo en la Conferencia Internacional sobre Robots y Sistemas Inteligentes de la Sociedad de Robótica y Automatización IEEE, el hemíptero pesa ocho miligramos, mientras que el zancudo de agua pesa 55 miligramos. Ambos pueden moverse a unos seis milímetros por segundo.
"Es rápido en comparación con otros microrobots a esta escala, aunque todavía está por detrás de sus parientes biológicos", dijo en un comunicado Conor Trygstad, estudiante de doctorado en la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales y autor principal del trabajo. Una hormiga suele pesar hasta cinco miligramos y puede moverse a casi un metro por segundo.
La clave de los pequeños robots son sus pequeños actuadores que hacen que los robots se muevan. Trygstad utilizó una nueva técnica de fabricación para miniaturizar el actuador hasta menos de un miligramo, el más pequeño jamás fabricado.
"Los actuadores son los más pequeños y rápidos jamás desarrollados para microrobótica", dijo Néstor O. Pérez-Arancibia, profesor asociado en Ingeniería en la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales de WSU, quien dirigió el proyecto.
El actuador utiliza un material llamado aleación con memoria de forma que puede cambiar de forma cuando se calienta. Se llama "memoria de forma" porque recuerda y luego vuelve a su forma original. A diferencia de un motor típico que movería un robot, estas aleaciones no tienen partes móviles ni componentes giratorios.
"Son muy sólidos mecánicamente", dijo Trygstad. "El desarrollo de un actuador muy ligero abre nuevos horizontes en la microrobótica".
Las aleaciones con memoria de forma generalmente no se utilizan para movimientos robóticos a gran escala porque son demasiado lentas. Sin embargo, en el caso de los robots WSU, los actuadores están hechos de dos pequeños alambres de aleación con memoria de forma que tienen 1/1000 de pulgada de diámetro. Con una pequeña cantidad de corriente, los cables se pueden calentar y enfriar fácilmente, lo que permite a los robots batir sus aletas o mover sus pies hasta 40 veces por segundo. En las pruebas preliminares, el actuador también pudo levantar más de 150 veces su propio peso.
En comparación con otras tecnologías utilizadas para hacer que los robots se muevan, la tecnología SMA también requiere sólo una cantidad muy pequeña de electricidad o calor para hacerlos moverse. "El sistema SMA requiere sistemas mucho menos sofisticados para funcionar", afirmó Trygstad.
Trygstad, aficioando a la pesca con mosca, ha observado durante mucho tiempo a los zancudos y le gustaría estudiar más a fondo sus movimientos. Mientras que el robot zancudo acuático de WSU realiza un movimiento de aleteo plano para moverse, el insecto natural realiza un movimiento de remo más eficiente con sus patas, que es una de las razones por las que el ser real puede moverse mucho más rápido.
A los investigadores les gustaría copiar otro insecto y desarrollar un robot tipo zancudo que pueda moverse tanto por encima como justo debajo de la superficie del agua. También están trabajando para utilizar baterías diminutas o combustión catalítica para que sus robots sean completamente autónomos y no estén conectados a una fuente de alimentación.
