Un grupo de investigadores de la Universidad de Tokio creó un robot biohíbrido de dos patas que combina un esqueleto artificial con un músculo biológico, que es capaz de caminar y girar bajo el agua.
Los robots biohíbridos típicos pueden moverse en líneas rectas o realizar grandes giros, pero tienen dificultades para realizar movimientos más finos en espacios más pequeños. Esto los hace inadecuados para su uso en áreas con muchos obstáculos, como en operaciones de búsqueda y rescate.
“Este nuevo robot puede girar sobre un pie, lo que le permite dar vuelta dentro de un pequeño círculo. En la actualidad solo puede funcionar bajo el agua, ya que el músculo cultivado en el laboratorio se seca rápidamente cuando se expone al aire, perdiendo eficacia”.
Sin embargo, los investigadores prevén que “sería posible crear futuras iteraciones que puedan caminar por tierra, utilizando músculos más gruesos con sus propios suministros de nutrientes y posiblemente cubriéndolos en piel artificial”.
El estudio indica: “Si se pide imaginar un robot hecho de músculo vivo en un esqueleto artificial, puede venir a la mente la forma de paso a paso de un cyborg en parte humano y en parte máquina. Pero la verdad es que todavía estamos dando pequeños pasos cuando se trata de crear robots biohíbridos, naturales y artificiales. Construir robots biohíbridos de la vida real que puedan caminar como un humano, y mucho menos caminar o correr como uno, es un gran desafío”.
El profesor Shoji Takeuchi y su equipo de la Escuela de Posgrado de Ciencias y Tecnología de la Información de la Universidad de Tokio han asumido este desafío en sus últimas investigaciones.
“Al incorporar tejidos vivos como parte de un robot, podemos hacer uso de las funciones superiores de los organismos vivos. En nuestra última investigación, combinamos tejido muscular esquelético cultivado en el laboratorio con piernas artificiales flexibles y pies impresos en 3D. El uso del tejido muscular para mover las piernas nos permitió crear un pequeño robot con movimientos eficientes y silenciosos y un tacto suave”, explicó Takeuchi.
Los investigadores comenzaron por hacer crecer el músculo esquelético en moldes para crear tiras. El músculo biológico pierde su capacidad de moverse cuando se vuelve demasiado seco, por lo que el robot fue diseñado para ser suspendido en agua. El equipo hizo un esqueleto ligero a partir de una tabla de estireno flotante, un cuerpo flexible a base de silicona, patas de resina acrílica con pesos de alambre de latón y pies impresos en 3D. Se unieron dos tiras de tejido muscular desde el cuerpo a los pies del robot, completando las piernas.
Cada pierna fue estimulada usando electrodos de oro de mano para entregar una carga, similar a la de su cerebro que envía señales eléctricas a su cuerpo para moverse. Esto hizo que el tejido muscular se contrajera y que el robot “caminara” cuando las piernas se estimularon una tras otra.
Al estimular cada pierna a intervalos de cinco segundos, pudieron mover el robot a una velocidad de 5.4 milímetros por minuto. Aunque podría no parecer particularmente rápido, la velocidad de los movimientos de sus piernas era comparable a la de otros robots biohíbridos.
“Al inicio, no estábamos en absoluto seguros de que lograr una caminata bípeda fuera posible, por lo que fue realmente sorprendente cuando lo logramos”, dijo Takeuchi. “Nuestro robot biohíbrido logró realizar movimientos hacia adelante y de giro con una caminata bípeda al equilibrar eficazmente cuatro fuerzas clave: la fuerza contráctil muscular, la fuerza restauradora del cuerpo flexible, la gravedad que actúa sobre el peso y la flotabilidad del flotador”. N
