Pequeños robots inspirados en peces navegan por el cuerpo para administrar fármacos dirigidos

Los robots en miniatura, lo suficientemente pequeños como para desplazarse dentro del cuerpo humano, se han considerado durante mucho tiempo un futuro pilar de la medicina de precisión. Sin embargo, la mayoría de los robots blandos actuales operan solos, lo que limita su capacidad para navegar por anatomías complejas o administrar fármacos de manera eficaz. Ahora, una nueva investigación ha demostrado cómo los enjambres robóticos coordinados pueden superar estos desafíos para administrar terapias altamente específicas.

En un avance significativo, investigadores del Instituto Tecnológico de Harbin (Harbin, China) han desarrollado robots blandos con forma de pez que trabajan juntos como enjambres inteligentes capaces de navegar en espacios reducidos, localizar tejido enfermo y reestructurarse para una administración precisa de fármacos. Inspirados en los patrones migratorios coordinados de los peces, el equipo diseñó robots en miniatura de 2 milímetros que pueden autoorganizarse en enjambres, dispersarse cuando es necesario y reunirse en puntos específicos en las profundidades del cuerpo.

El movimiento de los robots es impulsado y controlado por campos magnéticos externos, lo que permite guiarlos de forma no invasiva a través de entornos biológicos complejos. Para lograr un verdadero comportamiento de enjambre, los investigadores ajustaron la respuesta de los robots a los campos magnéticos de modo que, cerca de la frecuencia de resonancia natural de cada robot, su dirección de nado esté regida por un único componente magnético constante. Esto permite que distintos robots se desplacen en direcciones diferentes simultáneamente bajo un mismo campo de control global, posibilitando una navegación coordinada a lo largo de áreas extensas.

Cada robot es capaz de moverse con seis grados de libertad (cabeceo, guiñada, balanceo y traslación vertical, horizontal y hacia adelante) con velocidades de nado similares a las de los peces. Cuando están dispersos, el enjambre puede deslizarse a través de pasajes corporales estrechos y luego volver a ensamblarse y adaptar su forma colectiva para ajustarse a los contornos de lesiones o tumores, lo que optimiza la administración de fármacos.

Los experimentos de laboratorio y ex vivo mostraron cómo el enjambre podía navegar hasta una lesión gástrica simulada, agruparse con precisión en el sitio y ajustarse a sus límites para mejorar la administración terapéutica basada en el contacto. La investigación, publicada en National Science Review, revela cómo la robótica de enjambre podría algún día mejorar el tratamiento de enfermedades de difícil acceso con mínima invasión.

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Instituto de Tecnología de Harbin