EFEBarcelona

Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) han logrado desarrollar robots biológicos, 'biorrobots', utilizando células musculares; y los han hecho capaces de nadar a velocidades sin precedentes y de autoentrenarse con un esqueleto inteligente impreso en 3D.

Según ha explicado el director de esta investigación, Samuel Sánchez, este avance abre las puertas a una nueva generación de robots biológicos más fuertes y rápidos basados ??en células musculares y bioingeniería.

Más allá de los robots rígidos tradicionales, el campo de la "robótica blanda" ha surgido recientemente utilizando materiales flexibles y ajustables capaces de adaptarse a su entorno de manera más eficiente.

Los científicos llevan años trabajando en los llamados robots biohíbridos o biobots, generalmente compuestos por tejido muscular, ya sea cardíaco o esquelético, y un esqueleto artificial, logrando robots vivos que se arrastran, agarran o nadan, pero aún lejos de emular la capacidad de los organismos naturales en términos de movilidad y fuerza.

Ahora, los investigadores del IBEC, liderados por Sánchez, han aplicado la bioimpresión 3D y el diseño de ingeniería para desarrollar biorrobots, de poco más de un centímetro de longitud, que pueden nadar y deslizarse como peces, alcanzando velocidades nunca medidas hasta ahora.

La clave ha sido, según los investigadores, utilizar la contracción espontánea de materiales basados en células musculares, juntamente con un esqueleto innovador y flexible.

"Los biorrobots que hemos diseñado están compuestos por células musculares que se mueven como gusanos o peces, reaccionan a estímulos eléctricos y ejercen fuerzas y velocidades sorprendentes gracias a su autoentrenamiento con el esqueleto flexible impreso en 3D", ha detallado Sánchez.

Mientras que la mayoría de los investigadores suelen trabajar con esqueletos rígidos o anclados para preparar robots artificiales, los investigadores del IBEC utilizaron robots biológicos basados ??en un resorte en forma de serpentín flexible hecho de un polímero llamado PDMS, que primero fue diseñado y optimizado mediante simulaciones y, más tarde, impreso con tecnología 3D.

La ventaja de este innovador esqueleto radica en que mejora el entrenamiento y desarrollo del tejido a través de la autoestimulación mecánica sobre las contracciones espontáneas, lo que crea un bucle de retroalimentación debido a la fuerza restauradora del resorte.

Este tipo de esqueletos no se habían incluido antes en un sistema vivo de robótica blanda.

"La mayor fuerza, resultado del diseño que permite el autoentrenamiento, ha hecho que nuestros biorrobots sean los robots biohídridos nadadores más rápidos hasta la fecha, aumentando su velocidad en 791 veces", ha subrayado la investigadora del IBEC Maria Guix.

Esta nueva generación de biorrobots también puede hacer otros movimientos, como deslizarse cuando se colocaron cerca de la superficie del fondo acuático, asemejándose al estilo de natación de ciertos peces cerca de superficies.

El trabajo abre las puertas a una nueva generación de robots biológicos más fuertes y rápidos basados ??en células musculares, con aplicaciones potenciales tanto para fines ambientales y de administración de fármacos, como para desarrollar prótesis biónicas.

En el campo biomédico, la posibilidad de imprimir modelos musculares en 3D con músculos humanos ofrece la oportunidad de utilizar esta tecnología en plataformas médicas para testar fármacos.