Cuando se trata de construir robots, ¿por qué empezar de cero cuando la naturaleza ya ha diseñado mejores materiales y piezas que los artificiales? Investigadores japoneses han desarrollado una nueva forma de integrar el tejido muscular vivo en un esqueleto robótico, y lo hacen moverse de una manera realista que le quita algo de tensión.
Esta no es la primera vez que los científicos mezclan robots y células vivas. En 2016, los investigadores utilizaron células de corazón de rata unidas a un esqueleto de oro para hacer una raya blando “biorobot” que podría ser dirigida por la luz.
No mucho después, otro equipo hizo un robot de rastreo de los músculos de la babosa marina. Para la nueva creación, los investigadores de la Universidad de Tokio desarrollaron músculos vivos sobre la parte superior de un esqueleto robótico.
Comenzaron con láminas de hidrogel que contienen mioblastos o células precursoras musculares. Estos se unieron a puntos de anclaje en el esqueleto, y se formaron para que los músculos crezcan como fibras. Se colocaron electrodos para estimular la contracción de los músculos, lo que permitió que el robot se moviera, doblándose en una articulación como un dedo.
En estudios previos, los músculos artificiales comenzaron a desgastarse y encogerse antes de que pasara mucho tiempo, pero los investigadores de Tokio lo solucionaron al organizarlos en “oposición” natural, donde dos músculos trabajan juntos para lograr el mismo objetivo de diferentes maneras. Mientras uno se está contrayendo y tirando de una extremidad, por ejemplo, otro se está expandiendo y empujándolo en la misma dirección.
“Una vez que habíamos construido los músculos, los utilizamos con éxito como pares antagónicos en el robot, con una contracción y la otra expandiéndose, al igual que en el cuerpo”, dice Shoji Takeuchi, autor correspondiente del estudio. “El hecho de que estuvieran ejerciendo fuerzas opuestas entre sí los detuvo encogiéndose y deteriorándose, como en estudios previos”.
Para probar el diseño, los investigadores hicieron una especie de dedo robot que podía flexionarse hasta 90 grados cuando se activaba eléctricamente. Uno de estos robots solo pudo levantar y mover un anillo, mientras que dos juntos podían tomar un marco cuadrado. Debido al diseño antagónico, los músculos podrían funcionar durante más de una semana sin deterioro.
“Nuestros hallazgos muestran que, usando esta disposición antagónica de los músculos, estos robots pueden imitar las acciones de un dedo humano”, dice Yuya Morimoto, autor principal del estudio.
“Si podemos combinar más de estos músculos en un solo dispositivo, deberíamos poder reproducir la compleja interacción muscular que permite que las manos, los brazos y otras partes del cuerpo funcionen”.
La investigación fue publicada en la revista Science Robotics, y los robots se pueden ver en acción en el siguiente video.
Fuente: Universidad de Tokio
