Dedos cyborg combinan robótica con células vivas

Al desarrollar músculos en un esqueleto artificial, investigadores de Japón han construido una articulación robótica ágil y sorprendentemente duradera “biohíbrida”.

El avance eventualmente podría conducir a robots más reales y prótesis avanzadas.

La robótica biohíbrida es exactamente como suena: una técnica de ingeniería que entrelaza tejido biológico vivo con robótica sintética.

Los científicos diseñan sus creaciones cyborg con tejidos cardíacos o musculares esqueléticos cultivados en laboratorio, que luego se fijan a material flexible y se obligan a contraerse.

Estos músculos permiten partes robóticas inanimadas para realizar acciones como agarrar y caminar.

El problema, sin embargo, es que el tejido muscular diseñado tiende a reducirse y perder función con el tiempo, por lo general debido al uso excesivo.

Como muestra una nueva investigación publicada en Science Robotics, los investigadores del Instituto de Ciencias Industriales de la Universidad de Tokio han desarrollado una articulación robótica flexible con forma de dedo que dura más que los dispositivos biohíbridos similares.

En lugar de simplemente contraerse, estos músculos también se expanden, lo que contribuye a la longevidad del sistema.

Un equipo dirigido por Yuya Morimoto y Shoji Takeuchi tomaron un pequeño lote de células musculares inmaduras de laboratorio y las colocaron en varias láminas de hidrogel, donde continuaron creciendo y madurando con la ayuda de un baño líquido (las células musculares no han podido sobrevivir fuera de este medio de crecimiento líquido).

Luego fueron ancladas en el esqueleto robótico, pero la clave era alinear los músculos como un par “antagónico”, lo que les permitía trabajar opuestos entre sí.

“Una vez que habíamos construido los músculos, los usamos con éxito como pares antagónicos en el robot, con una en contracción y la otra expandiéndose, al igual que en el cuerpo”, explicó Takeuchi en un comunicado.
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“El hecho de que estuvieran ejerciendo fuerzas opuestas entre sí evitó que se encogieran y deterioraran, como en estudios previos”.

Una vez fijados al esqueleto robótico, se usaron electrodos para inducir contracciones musculares.

En las pruebas, los dedos robóticos colocaron con delicadeza un anillo en un objetivo, y un par de robots trabajaron juntos para levantar un marco cuadrado.

Los robots funcionaron correctamente durante más de una semana.

El experimento demostró que el nuevo método funciona, y que los músculos podían flexionarse de forma similar a un dedo en un ángulo de 90 grados.

Los investigadores desean combinar más músculos en dispositivos robóticos más complicados.

Finalmente, les gustaría crear otras partes del cuerpo biohíbridas, como toda la mano o el brazo.

El método también podría conducir a sistemas biológicamente más precisos de “músculo sobre un chip” utilizados en el desarrollo y la prueba de fármacos.

Y para los biólogos, la técnica también podría arrojar nuevos conocimientos sobre la fisiología y la función de los animales.

Fuente: Gizmodo