Investigadores Desarrollan los Primeros Robots Microscópicos Capaces de “Caminar”

En un avance dentro del campo de la robótica, los investigadores han creado los primeros robots microscópicos capaces de ser controlados a través de sus componentes semiconductores incorporados. Los robots pueden “caminar” con solo señales electrónicas estándar.

Los robots microscópicos tienen el tamaño de un paramecio, y actuarán como base para futuros proyectos. Algunos de esos proyectos podrían incluir versiones complejas con inteligencia basada en silicio, la producción en masa de dichos robots, y versiones capaces de moverse a través de tejidos y sangre humanos.

El trabajo fue una colaboración liderada por la Universidad de Cornell, que incluyó a Itai Cohen, profesor de física. Otros miembros del equipo incluyeron a Paul McEuen, el profesor John A. Newman de Ciencia Física, así como a Marc Miskin, profesor asistente en la Universidad de Pensilvania.

Su trabajo se publicó el 26 de agosto en Nature, titulado “Robots Microscópicos Integrados Electrónicamente, Fabricados en Masa”.

Proyectos Anteriores a Nivel Nanoscópico

Los robots microscópicos recién desarrollados se basaron en trabajos anteriores realizados por Cohen y McEuen. Algunos de sus proyectos anteriores a nivel nanoscópico involucraron sensores microscópicos y máquinas de origami basadas en grafeno.

Los nuevos robots microscópicos tienen aproximadamente 5 micras de grosor, 40 micras de ancho y entre 40 y 70 micras de largo. Una micra es solo una millonésima de metro.

Cada robot tiene un circuito simple hecho de fotovoltaicos de silicio y cuatro actuadores electroquímicos. Los fotovoltaicos de silicio actúan como el torso y el cerebro, mientras que los actuadores electroquímicos actúan como las patas.

Controlando los Robots Microscópicos

Para controlar los robots, los investigadores emiten pulsos láser en diferentes fotovoltaicos, con cada uno haciendo parte de un conjunto de patas. Los robots pueden “caminar” cuando el láser se alterna entre los fotovoltaicos frontales y traseros.

Los robots solo operan a un voltaje bajo de 200 milivoltios, y funcionan con solo 10 nanovatios de potencia. El material es fuerte para un objeto tan pequeño, y pueden ser fabricados en paralelo ya que están construidos con procesos litográficos estándar. En una oblea de silicio de cuatro pulgadas, puede haber alrededor de 1 millón de robots.

El equipo ahora está explorando cómo hacer que los robots sean más poderosos a través de la electrónica y la computación a bordo.

Es posible que versiones futuras de microrobots puedan actuar en enjambres y completar tareas como reestructurar materiales, suturar vasos sanguíneos, o ser enviados al cerebro humano.

“Controlar un robot diminuto es tal vez lo más cercano que puedes estar a encogerte a ti mismo. Creo que máquinas como estas nos llevarán a todo tipo de mundos asombrosos que son demasiado pequeños para ver”, dijo Miskin.

“Este avance de investigación proporciona una emocionante oportunidad científica para investigar nuevas preguntas relevantes para la física de la materia activa y puede llevar eventualmente a materiales robóticos futuristas”, dijo Sam Stanton.

Stanton es el gerente de programas para la Oficina de Investigación del Ejército, que apoyó la investigación de los robots microscópicos.

Un video de Itai Cohen explicando la tecnología se puede encontrar aquí.