Los robots blandos desarrollados por un equipo de investigadores son biodegradables, comestibles y maleables, y se imprimen con biotintas a partir de algas.
Los próximos años estarán marcados por la miniaturización y descentralización: millones de dispositivos IoT de bajo consumo energético llevarán la computación y la sensorización a los lugares más insospechados. Y eso incluye el desarrollo de robots de un tamaño reducido que operen incluso en entornos subacuáticos. Además de cuestiones puramente técnicas, será preciso atender aspectos de sostenibilidad. ¿Qué pasará con todas esas máquinas cuando lleguen al final de su vida útil? Un equipo de científicos de la Universidad Carnegie Mellon en EE. UU. ha encontrado la forma de producir robots blandos que, gracias al uso de derivados de las algas, también son biodegradables. Te explicamos en que consiste este avance tecnológico y que aplicaciones podría tener para un futuro más sostenible.
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Hasta la fecha, los robots blandos, que permiten manipular objetos delicados, se han fabricado con polímeros sintéticos, gomas y plásticos. Este tipo de materiales aumenta su durabilidad, pero comporta riesgos medioambientales. ¿De qué manera se podría desarrollar una nueva generación de robots biodegradables? Pues existen muchos retos para lograrlo.
Por ahora, el trabajo del equipo de científicos objeto de este artículo se ha concentrado en la creación de accionadores robóticos, esto es, los mecanismos que producen el movimiento en los robots. La técnica empleada para lograr los primeros prototipos funcionales se ha basado en el uso de alginato de calcio procedente de algas pardas. Este material se inyecta en hidrogeles que ejercen de andamiaje para la impresión 3D de las piezas.
Los tres primeros accionadores producidos en el laboratorio incluyen una pinza de dos “dedos” para recoger y manipular elementos del entorno. Cada uno de esos dedos incorpora una cavidad interna en la que se bombea líquido para cambiar la presión y así accionar el dispositivo de forma hidráulica.
Las piezas de los robots son tan blandas y comestibles que se utilizaron como alimento en el laboratorio para algunos especímenes de babosa marina. De hecho, los científicos llegaron al extremo de monitorizar las deposiciones de las babosas durante 29 días para comprobar que los accionadores se estaban metabolizando sin problemas.
Así, esta nueva generación de robots podría extraviarse o incluso abandonarse en el medio marino sin temor a contaminarlo. El siguiente paso para lograr robots completamente biodegradables será el uso de electrónica biodegradable o baterías de materiales como el papel. Este tipo de biorrobots se unirían a los bioplásticos en la lucha contra la polución de los océanos.
La robótica blanda se inspira en los seres vivos por lo que puede considerarse una forma de biomimética. Sus cualidades la convierten en una tecnología óptima para interactuar con animales y plantas. Así, en el caso de la robótica blanda desarrollada por el equipo de la universidad americana, una de sus aplicaciones sería estudiar la vida marina. Teóricamente, uno de estos robots podría sostener una medusa sin dañarla para su posterior estudio. En función de sus aplicaciones, existen cuatro tipos básicos de robots blandos:
Tal como se ha apuntado, los desarrolladores de los robots blandos para investigación marina han recurrido a un sistema propio de impresión 3D con biotintas. Técnicamente, las biotintas son tintas especiales utilizadas en la bioimpresión para imprimir estructuras tridimensionales de tejidos y órganos vivos. Estas tintas contienen componentes biológicos esenciales para mantener la viabilidad y funcionalidad de las células durante el proceso de impresión.
El desarrollo de biotintas efectivas es crucial para la bioimpresión de tejidos y órganos funcionales como estos pulmones. Tales tintas deben ser biocompatibles, es decir, no ser tóxicas para las células y permitir su crecimiento y diferenciación adecuados.
Hasta ahora la bioimpresión se consideraba un sistema poco preciso que presentaba grandes desafíos a la hora de reproducir piezas exactas. Por suerte, los investigadores del proyecto llevan tiempo trabajando en un sistema llamado FRESH (Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels, o integración reversible de forma libre de hidrogeles en suspensión) que permite imprimir geles blandos.
Los biomateriales y la impresión 3D no solo están destinados a revolucionar tecnologías como los robots blandos, sino que también tendrán importantes aplicaciones en el terreno de la construcción, tal como te contábamos en este artículo.
Fuentes:
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