¿Adiós a los cirujanos? estos microrobots operan, parecen un zancudo y usan asistencia humana

La medicina podría está a punto de dar un paso gigante a través de un invento diminuto: microrobots del tamaño de un mosquito creados por la Universidad Estatal de Washington.

Estas micro máquinas, posiblemente los robots más pequeños y ligeros nunca antes vistos, se perfilan como la próxima gran herramienta en el delicado arte de las cirugías asistidas.

Además de su aplicación en la medicina, estos microrobots se pueden utilizar en áreas como la polinización artificial, la búsqueda y rescate, la monitorización ambiental y la microfabricación.

Los investigadores detrás de este minibicho dicen que se inspiraron profundamente en los mosquitos de la vida real. Uno pesa ocho miligramos, mientras que el otro dispositivo, 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 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.

El éxito de estos diminutos robots radica en componentes conocidos como actuadores, que son los encargados de generar movimiento en los robots.

Trygstad aplicó unas técnicas de fabricación innovadoras que le permitieron reducir el tamaño del actuador a menos de un miligramo, el más pequeño que se ha fabricado hasta la fecha.

Néstor O. Pérez-Arancibia, profesor de ingeniería en la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales de WSU y líder del proyecto, destacó que estos actuadores son los más diminutos y veloces que se han creado en el ámbito de la microrobótica.

Estos actuadores funcionan gracias a un material especial denominado aleación con memoria de forma, que tiene la capacidad de cambiar su forma al ser sometido a calor y luego recuperar su estructura inicial una vez que se enfría, de ahí su nombre.

Este material innovador logra propulsar los robots sin necesitar de las partes móviles o componentes giratorios habituales en los motores tradicionales.

Las aleaciones con memoria de forma usualmente no se utilizan para movimientos robóticos a gran escala debido a su lentitud.

No obstante, en el desarrollo de los robots de la WSU se emplearon actuadores compuestos por dos diminutos hilos de esta aleación, cada uno con un grosor de apenas 1/1000 de pulgada. Al aplicarles una cantidad pequeña de corriente eléctrica, se pueden calentar y enfriar con rapidez, lo que les permite a los robots agitar sus alas o mover sus patas a una velocidad de hasta 40 veces por segundo.

En las pruebas iniciales, se comprobó que el actuador es capaz de levantar un peso más de 150 veces superior al suyo.

Comparando con otras tecnologías que se usan para generar movimiento en los robots, la tecnología de aleación con memoria de forma (SMA por sus siglas en inglés) también tiene la ventaja de necesitar solo una mínima cantidad de electricidad o calor para funcionar.

En tareas de cirugía, estos microrobots podrían ser utilizados para realizar procedimientos mínimamente invasivos, accediendo a áreas del cuerpo humano que son difíciles de alcanzar con los métodos tradicionales.

Su capacidad para moverse precisamente y manipular pequeñas estructuras dentro del cuerpo ofrecería a los cirujanos un mejor control y reduciría los riesgos asociados a las operaciones.

En cuanto a la polinización artificial, los robots serían de gran utilidad en la agricultura, en especial en zonas donde las poblaciones de insectos polinizadores han disminuido. Su pequeño tamaño les permitiría ir de flor en flor transportando polen de manera similar a como lo harían las abejas.

Para la búsqueda y rescate, dichos microrobots podrían ser desplegados en grandes números para explorar escombros o áreas inaccesibles tras desastres naturales.

Su tamaño les permitiría entrar en grietas y espacios reducidos para buscar sobrevivientes, mandando información y localización a los equipos de rescate para facilitar la recuperación de personas atrapadas.