Un milirrobot magnetoelástico para aplicaciones biomédicas

Dibujo20180125 Towards medical applications Small-scale soft-bodied robot with multimodal locomotion nature25443-f4

La película Viaje Alucinante (1966), y la posterior novela homónima de Isaac Asimov, es fuente de inspiración para la robótica biomédica. Microrrobots inyectados en el torrente sanguíneo podrían realizar microcirugías localizadas y otras funciones. Se publica en Nature un robot flexible a escala milimétrica (milirrobot) basado en un material magnetoelástico. Este milirrobot puede nadar por un fluido, rodar por una superficie y dar saltos para evitar obstáculos. Todavía no tiene aplicaciones biomédicas específicas, pero fabricado en materiales biocompatibles tiene un futuro muy prometedor.

El milirrobot está fabricado en un material activo flexible que se controla mediante campos magnéticos (que no tienen efecto biológico pernicioso). En concreto, se trata de una cinta rectangular de un elastómero de silicona (Ecoflex 00-10) con una longitud de 3,7 mm, una anchura de 1,5 mm y un grosor de 185 μm, en la que se han incrustado micropartículas magnéticas de neodimio-hierro-boro (NdFeB) con un diámetro de unos 5 μm. La superficie del milirrobot es hidrófuga y se puede hacer biocompatible. Aplicando campos magnéticos variables adecuados se puede lograr que realice movimientos oscilatorios que conducen a una locomoción multimodal. El vídeo de más abajo ilustra dichos movimientos.

Sin lugar a dudas un avance muy prometedor en milirrobótica biomédica que augura futuros desarrollos en microrrobótica biomédica. El artículo es Wenqi Hu, Guo Zhan Lum, …, Metin Sitti, “Small-scale soft-bodied robot with multimodal locomotion,” Nature 554: 81–85 (01 Feb 2018), doi: 10.1038/nature25443; recomiendo consultar la detallada información suplementaria del artículo que presenta incluso un modelo matemático [PDF 90 pp.]. Por cierto, a veces se usan los términos milibot y microbot por milirrobot y microrrobot.

Te recomiendo disfrutar de este vídeo que ilustra muy bien el funcionamiento y las posibilidades del milirrobot. En un futuro no muy lejano habrá que estudiar su comportamiento en un fluido no newtoniano y en la superficie de medios granulares. También habrá que estudiar métodos para reducir su tamaño. Finalmente, habrá que acoplar a estos milirrobots móviles herramientas funcionales que realicen tareas biomédicas de interés. Sin lugar a dudas habrá que estar al tanto de estos avances.

Dibujo20180125 six coil magnetic control milirobot nature25443-f1

Sistema de imanes usado para el control del microrrobot. Obviamente, se trata de un prototipo.

Dibujo20180125 Magnetization process of the soft magneto-elastic robot, nature25443-sf1

Ilustración de cómo afecta la dirección del campo magnético (5 mT, o militeslas) en la curvatura del milirrobot. Para campos más intensos (por encima de 15 mT) el milirrobot se curva hasta alcanzar una forma circular casi cerrada que puede rodar.

Dibujo20180125 magneto-elastic soft millirobot nature25443-f1

El uso de campos magnéticos variables permite controlar los movimientos del milirrobot, como ilustra esta figura.


2 Comentarios

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Cesar GavilanCesar Gavilan

Fantástico…. Es impresionante todo lo que puede hacer un sistema tan simple pero complejo de fabricar.
Soy un admirador de la mula Fransis y estoy buscando uno de sus informes sobre el fallo en los procesadores que nos hace peligrar a todos. Lo escuche en coffe breack y en la fábrica de la ciencia por ivox .
Un abrazo

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