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Inspirados en las estructuras musculoesqueléticas de los seres vivos, investigadores de la Universidad de Illinois han creado bio-robots andantes que se mueve gracias a unos mini-músculos controlados por pulsos eléctricos, imitando el esquema músculo-tendón-hueso de los seres vivos. Un desarrollado que aseguran puede ser uno de los primeros pasos de la biorrobótica.

“La activación biológica impulsada por células es un requisito fundamental para cualquier tipo de máquina biológica que queramos construir. Estamos tratando de integrar estos principios de la ingeniería con la biología de manera que se puedan utilizar para diseñar y desarrollar máquinas biológicas y sistemas para aplicaciones ambientales y médicas. La biología es tremendamente poderosa, y si de alguna manera podemos aprender a aprovechar sus ventajas para aplicaciones útiles, se podrían llevar a cabo un montón de grandes cosas”, dijo Rashid Bashir, responsable de la investigación

Los nuevos bio-robots están alimentados por una serie de células del músculo esquelético que se pueden activar mediante un impulso eléctrico. Esto ofrece a los investigadores una forma sencilla de controlar los bio-robots y abre nuevas posibilidades para que los ingenieros puedan personalizarlos para aplicaciones específicas.

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“Las células de los músculos esqueléticos son muy atractivas porque se les puede marcar el ritmo usando señales externas. Por ejemplo, se podría utilizar el músculo esquelético en el diseño de un dispositivo que se pretende que se ponga en funcionamiento cuando detecte una sustancia química o cuando reciba una determinada señal. Para nosotros, es parte de una caja de herramientas de diseño”, agrego.

El diseño está inspirado en el complejo músculo-tendón-hueso de la naturaleza. Hay una columna vertebral de hidrogel impreso en 3D, lo suficientemente fuerte como para dar estructura al bio-bot, pero lo suficientemente flexible para doblarse como una articulación. También contiene estructuras que imitan a los tendones, que unen el músculo al hueso, y que además actúan como pies.

La velocidad de un robot puede controlarse mediante el ajuste de la frecuencia de los pulsos eléctricos. Una frecuencia más alta hace que el músculo se contraiga más rápidamente, lo que permite acelerar el avance del bio-robot.

“Este trabajo representa un primer paso importante en el desarrollo y control de máquinas biológicas que puedan ser estimuladas, entrenadas, o programadas para hacer un trabajo. Es emocionante pensar que este sistema podría llegar a convertirse en una generación de máquinas biológicas que podrían ayudar en la administración de fármacos, la robótica quirúrgica, los implantes “inteligentes”, o como analizadores ambientales móviles, entre un sinnúmero de otras aplicaciones”.

 

Referencia: PNAS

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