Ciencia

Estos robots usan tejido muscular vivo para imitar los dedos humanos

Investigadores de Tokio dicen estar un paso más cerca de poder crear partes del cuerpo humano más complejas y reales a partir de tejido vivo y esqueletos mecánicos.jueves, 31 de mayo de 2018

Por Sarah Gibbens – National Geographic
Estos robots usan tejido muscular vivo para imitar los dedos humanos
Estos robots usan tejido muscular vivo para imitar los dedos humanos

Por si la línea entre humano y máquina no era ya lo bastante confusa, un equipo de investigadores de Tokio ha desarrollado un nuevo método para emplear tejido muscular de ratas en la robótica.

El diseño «biohíbrido», descrito hoy en la revista Science Robotics, simula el aspecto y los movimientos de un dedo humano. El vídeo muestra cómo se dobla en la articulación, coge un aro y lo deja de nuevo. Es un movimiento aparentemente simple, pero según los investigadores, sienta las bases para robots más avanzados y reales.

«Si podemos combinar más músculos como este en un solo dispositivo, deberíamos ser capaces de reproducir la compleja interacción muscular que permite que funcionen los brazos, las manos y otras partes del cuerpo humano», afirma el autor del estudio Shoji Takeuchi, ingeniero mecánico de la Universidad de Tokio. «Aunque es solo un resultado preliminar, nuestro enfoque podría ser un gran paso hacia la construcción de un sistema biohíbrido más complejo».

El grupo de investigación comenzó a estudiar el tejido muscular vivo porque el plástico y el metal proporcionaban una gama limitada de movimientos y flexibilidad. Para desarrollar los músculos de sus robots, colocaron capas de láminas de hidrogel llenas de mioblastos —células musculares de ratas— en un esqueleto robótico. El músculo se estimula con una corriente eléctrica que lo obliga a contraerse.

Como usan tejido vivo, estos robots solo pueden sobrevivir y funcionar en el agua.

En investigaciones anteriores en las que usó tejido vivo en robots, Takeuchi tuvo problemas con los músculos, que se encogían tras usarlos hasta el punto de no funcionar. En esta ocasión, colocó los músculos en capas paralelas entre sí para simular lo que se conoce como par antagonista.

En el cuerpo humano, el bíceps y el tríceps del brazo se consideran antagonistas: cuando un músculo se contrae, el otro se expande. El emparejamiento antagonista evita el desgaste, según Takeuchi, permitiendo utilizar los músculos durante más tiempo. En las pruebas más recientes, por ejemplo, los tejidos musculares duraron más de una semana.

Además de potenciar la longevidad, el emparejamiento antagonista permitió al robot tener un movimiento completo de 90 grados.

El equipo de investigación cree que futuras versiones de robots con músculo podrían ayudar a los ingenieros a crear prótesis más ágiles. El sistema de músculos similares a los humanos podría ayudar algún día a los científicos a probar medicamentos y toxinas, reduciendo la necesidad de experimentación con animales, según Takeuchi.

Sin embargo, existen varios obstáculos para perfeccionar el biohíbrido. Las articulaciones de la máquina producen fricción, por lo que el movimiento es forzoso, y los investigadores están estudiando posibles lubricantes.

Estimular los músculos eléctricamente también produce burbujas en el agua, lo que degrada el tejido. Para abordar el problema, el equipo de investigación ve potencial en modificar genéticamente las células musculares para que contengan neuronas motoras. En estudios previos, se han usado estímulos químicos y ópticos para activar las neuronas motoras contenidas en fibras musculares impresas en 3D y creen que podría emplearse la misma técnica en tejido vivo para hacer aún más reales lo movimientos del robot.

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