Imagine una máquina microscópica que podría destapar una arteria para prevenir un ataque cardíaco, o nade a través de los vasos sanguíneos para llevar la medicina a un tumor canceroso. O, tal vez, realizar una delicada cirugía para salvar la visión desde el interior del ojo. Aunque estas hazañas aún no son posibles, los investigadores están diseñando robots en miniatura, o microrobots que pronto pueden hacer todo lo anterior, y más.

MicrorobotsEn el mundo actual, los robots vienen a gran escala. Se pueden utilizar en muchas industrias – automoción, agricultura, exploración espacial, arqueología y otras disciplinas también. Sin embargo, el científico del robot quiere desplegar en el cuerpo humano no se asemejan a C-3PO o R2-D2, por lo general son menos de 1 milímetro (0,04″) de tamaño. En su mayor tamaño, podrían ser del tamaño de unos pocos granos de sal de mesa. También pueden ser mucho más pequeños, tan pequeños que sólo se pueden ver a través de la lente de un microscopio.

El cuerpo humano se compone principalmente de líquidos. La sangre, el líquido cefalorraquídeo y otros líquidos conforman aproximadamente el 60-65% del volumen del cuerpo humano. Para moverse a través de este entorno con facilidad, los microrobots deben nadar. Encontrar los diseños y materiales correctos para enviarlos a nadar, aunque incluso los vasos sanguíneos más pequeños ha resultado difícil, pero no imposible. De hecho, en la última década, los científicos se están acercando para alcanzar ese fin.

Antes de que los científicos pudieran crear estos microrobots para nadar dentro del cuerpo, primero tenían que resolver el problema de la escala. La física de la natación cambia a medida que un objeto se hace cada vez más pequeño. Esto se debe a que, a escala microscópica, los líquidos se vuelven mucho más viscosos.

David Zarrouk es profesor de ingeniería mecánica en la Universidad Ben-Gurion en Beer-Sheva, Israel. El y su equipo están construyendo un microrobot que se puede utilizar en el tracto intestinal. Lleva un motor para alimentar su as gusano. Pequeños sensores electrónicos en su interior recogen datos sobre la posición precisa del robot en el cuerpo. Una piel artificial lisa permite a la serpiente robot a través del estómago y los intestinos sin dañarlos.

El equipo de Ben-Gurion está utilizando una impresora 3D para construir el robot de plástico. «Tratamos de utilizar superficies blandas que no van a causar daños», explica Zarrouck. El razonamiento es que los intestinos son muy flexibles.

En China, científicos de la Universidad China de Hong Kong en Shatin, están desarrollando microrobots, o en este caso, biohíbridos de espirulina, una planta microscópica y suplemento alimenticio para viajar a través del cuerpo en respuesta a señales magnéticas. El robot biohíbrido podría algún día llevar drogas a partes específicas del cuerpo, minimizando los efectos secundarios. Además, el robot y su capa magnética parecen matar las células cancerosas.

Los campos magnéticos creados fuera del cuerpo pueden penetrar el tejido vivo sin dañarse, permitiendo a los investigadores mover objetos magnetizados por el interior. Para una máxima movilidad, un cuerpo helicoidal propulsado por el giro funciona mejor. Introduzca la espirulina. «Es sorprendente que puedas encontrar en la naturaleza una estructura tan conveniente y que pueda comportarse tan bien», dice Peer Fischer, un químico físico del Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes en Stuttgart, Alemania, que no participó en el estudio.

Dirigir la flota de microrobots requerirá la mayor cantidad de precisión y tecnología disponible. Ya sea que se trate de alimentar el movimiento similar a un gusano del robot que está construyendo por el profesor Zarrouk, o por los científicos en China, la precisión es un componente clave. El uso de la óptica del universo para diseñar y crear una lente de precisión garantizará que las especificaciones del equipo se cumplan con el 100% de fiabilidad.

Todavía queda un largo camino por recorrer para los equipos de todo el mundo que están desarrollando microrobots. Todavía necesitan saber que pueden llevar carga, como medicamentos unidos a o dentro de las formas diseñadas. El objetivo es administrar medicamentos más eficazmente que simplemente tomar una píldora o recibir una inyección. Según So Li Zhang, un científico de materiales que trabaja con el equipo en China, «Todavía no está listo para que un médico lo use», pero cree que podría estar listo en otros 10 años. «Todo el mundo quiere darse cuenta de este fantástico viaje.»