Medio siglo después de que Neil Armstrong pronunciara de manera memorable las palabras “un gran salto para la humanidad”, la innovación tecnológica se ha hecho más pequeña. Sí, todavía nos emocionan los enormes edificios que se elevan hasta el cielo y el poder de los cohetes que desafían la gravedad, pero Muchos de los mayores avances se producen en una escala inimaginablemente pequeña en comparación con los de antaño. Las nuevas generaciones de dispositivos móviles (ya sean computadoras portátiles, teléfonos inteligentes y relojes inteligentes) reducen apenas milímetros el grosor de sus ya delgados predecesores; haciendo que los dispositivos que ya son pequeños y portátiles sean aún más pequeños y portátiles. La tecnología CRISPR/cas9 permite a los científicos editar genes individuales; Como resultado, se podrían erradicar enfermedades mortales. Los nuevos procesos a escala nanométrica permiten a los diseñadores de chips colocar cada vez más transistores en la superficie de los circuitos integrados; duplicando la potencia informática cada 12-18 meses en el proceso.
Contenido
- Los ejemplos están en todas partes
- ¿Cómo los usaremos?
El mundo de la robótica no es diferente. Piense que robots como el de Boston Dynamics Robot Spot de inspiración canina o robot humanoide Atlas ¿Están en la cima del montón de innovación, simplemente porque son los más visibles? ¡No tan rapido! En el extremo más pequeño del espectro, los avances pueden no ser tan evidentes, pero, a su escala, pueden ser aún más interesantes.
Bienvenido al mundo de los robots a microescala, un género de robótica que llama menos la atención al detenerse y mirar fijamente que sus hermanos y hermanas mayores metálicos, pero potencialmente igual de transformador. Estos robots podrían ser útiles para una amplia gama de aplicaciones, desde realizar proezas quirúrgicas a micro o nanoescala hasta explorar otros planetas.
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Los ejemplos están en todas partes
Hay demostraciones de esta tecnología en acción por todas partes. Recientemente, investigadores de la Universidad del Sur de California construyeron un robot volador inspirado en insectos que pesa sólo 95 miligramos y es más pequeño que un centavo.
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Mientras tanto, en el Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes de Alemania, por ejemplo, los ingenieros han construyó un pequeño coche direccionable. Esto no suena particularmente inusual hasta que escuchas que el auto en cuestión no es un auto pequeño. como un Chevrolet Spark o un Ford Fiesta, sino más bien un robot con forma de coche de sólo 40 a 50 micrómetros de diámetro. tamaño. Eso es aproximadamente la mitad del diámetro de un cabello humano. El laboratorio ha construido una serie de micromáquinas móviles autoensamblables que pueden programarse para ensamblarse en una amplia variedad de formaciones diferentes dependiendo de lo que se requiera de ellas. Y eso no es todo.
"Nuestro equipo ha propuesto [varios] nuevos microrobots sintéticos y biohíbridos". Dr. Metin Sitti, dijo a Digital Trends el director del Departamento de Inteligencia Física del Instituto Max Planck. “Como robots sintéticos a pequeña escala, hemos demostrado varios robots móviles inalámbricos programables de forma suave con capacidad de operación multifuncional y locomoción múltiple. Estos pequeños robots blandos se han inspirado en animales blandos de pequeña escala, como medusas, orugas, tibias, espermatozoides y larvas de escarabajos. Como microrobots biohíbridos, [también] hemos propuesto micronadadores impulsados por bacterias y algas para entregar los dispositivos adjuntos. carga en las regiones objetivo mientras detectan el microambiente, [como] gradientes químicos u oxígeno, cambios de pH y luz."
"[Los microrobots podrían ser útiles] para diagnósticos y tratamientos médicos no invasivos o mínimamente invasivos de corta o larga duración".
La palabra "ellos", en plural, se utiliza mucho cuando la gente habla de microrobots. Podríamos considerar la posibilidad de que varios robots de gran tamaño trabajen juntos, pero es probable que solo unos pocos funcionen juntos entre sí. Parafraseando el “Bulevar de los sueños rotos” de Green Day, los robots de esta escala están diseñados para caminar (o rodar, gatear, nadar o saltar) solos. No es el caso en el extremo más pequeño del espectro.
"Con los robots tradicionales, los robots deben ser sofisticados y capaces de realizar tareas complejas, generalmente por sí solos", dijo Dea Gyu Kim, candidato a doctorado que trabaja en microrobots en Georgia Tech. “Sin embargo, con los microrobots pueden ser más baratos y sencillos. En lugar de depender de [un] único robot para realizar una acción compleja específica, un gran grupo de ellos puede interactuar de diferentes maneras para realizar diferentes acciones”.
Este pequeño robot fabricado en Georgia Tech es apenas visible
Los robots en los que Kim ha estado trabajando tienen un par de milímetros de largo, aproximadamente del tamaño de una hormiga. (Aunque, en el futuro, el equipo espera hacerlo aún más pequeño). Llamado “robots de cerdas”, las creaciones impresas en 3D caminan sobre cuatro o seis patas con forma de cerdas. Gracias a la presencia de un actuador piezoeléctrico hecho de titanato de circonato de plomo en la parte posterior, pueden controlarse mediante pequeñas vibraciones.
¿Cómo los usaremos?
“Para mí, la aplicación más ideal en el mundo real [para estos robots] es utilizar un gran grupo de robots de cerdas para acceder a áreas de difícil acceso, como grietas dentro de grandes infraestructuras o pequeños huecos en maquinaria compleja, donde los humanos o los robots típicos no pueden ir y realizar encuestas”, Kim continuado. "[Podrían funcionar] imitando los comportamientos de búsqueda de alimento de los insectos y [transmitiendo] datos de interés".
Mientras tanto, Metin Sitti cree que el campo médico es donde estos pequeños robots serán de mayor utilidad. “Creo que el mayor impacto científico y social de la microrrobótica móvil sería en la atención sanitaria, donde Los microrobots inalámbricos pueden acceder a áreas sin precedentes o de difícil acceso dentro del cuerpo humano”, Sitti continuado. “[Eso podría ser útil] para diagnósticos y tratamientos médicos no invasivos o mínimamente invasivos de corta o larga duración. Por lo tanto, mi grupo se ha centrado en aplicar nuestros nuevos microrobots para diversas aplicaciones médicas, como terapia dirigida contra el cáncer, embolización, apertura de coágulos sanguíneos, biopsia y microcirugía”.
También hay muchas más ideas de donde surgieron esos dos. Desde agentes de imágenes continuas hasta microequipos de robots capaces de mover objetos mucho más grandes que ellos mismos, hasta microrobots controlados por imanes que pueden eliminar metales pesados del agua contaminada, hay pocas áreas donde los microrobots no podrían resultar útiles de alguna manera. A medida que los investigadores hayan demostrado cada vez más su capacidad para moverse sobre una variedad de terrenos, que van desde pendientes traicioneras hasta nadar a través de fluidos corporales, serán cada vez más útiles.
Por supuesto, todavía existen obstáculos. Al igual que con los robots más grandes, esto incluye el desafío de alimentarlos sin tener que mantenerlos atados, hacerlos más ágiles y fabricarlos en masa con mayor facilidad. En el caso de aplicaciones médicas, también será necesario demostrar que son seguras antes de poder utilizarlas para Viaje fantástico-Misiones estilo a través del cuerpo humano. Pero un número cada vez mayor de investigadores de todo el mundo están trabajando, perfeccionando y, en muchos casos, resolviendo estos desafíos.
Como dijo una vez el físico Richard Feynman sobre el campo de la nanotecnología, prima menor de la microrobótica: “Hay mucho espacio en la parte inferior.” ¡Pero eso ciertamente no es por falta de interés!
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