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Martes, 31 enero 2012
Ingeniería

Ya se trabaja en un ciborg de cucaracha

Agregar componentes electrónicos a un insecto real y vivo es, con el estado actual de las distintas tecnologías, más fácil que desarrollar desde cero un robot insectoide exclusivamente electrónico y que posea el grado de sofisticación y autonomía de un insecto auténtico.

Sin embargo, para instalarle componentes electrónicos a un insecto y lograr así un ciborg, primero se necesita disponer de la energía eléctrica necesaria para energizar a los sensores o para excitar a las neuronas a fin de conseguir que el insecto se comporte como se desea. La clave está en obtener suficiente energía del propio animal. A tal fin, algunas de las sustancias químicas producidas por su metabolismo biológico, dentro de su cuerpo, pueden ser aprovechadas para generar electricidad, la cual se emplearía en energizar a los sensores y otros dispositivos o para controlar al insecto.

Un grupo de la Universidad Case Western Reserve trabaja en esta línea de investigación, y ya ha iniciado las primeras pruebas del sistema de abastecimiento eléctrico para la parte electrónica del ciborg con una hembra de cucaracha.

Daniel Scherson, Michelle Rasmussen, Roy E. Ritzmann, Irene Lee y Alan J. Pollack están desarrollando una célula de biocombustible implantable en una cucaracha. El dispositivo, a grandes rasgos, convierte la energía química en electricidad utilizable por los componentes electrónicos de la parte electrónica del ciborg.

Esta célula de biocombustible implantable se basa en usar una serie de enzimas en el ánodo. La primera enzima descompone en dos azúcares más simples un azúcar que la cucaracha produce constantemente a partir de la comida que ingiere. La segunda enzima oxida estos azúcares más simples, con el resultado de una emisión de electrones. La corriente fluye con el desplazamiento de los electrones hacia el cátodo, donde se completa la última fase del proceso.

Los prototipos de los electrodos ya han sido implantados en el abdomen de una cucaracha hembra, lejos de los órganos interiores críticos. Las pruebas previas al implante ya demostraron que las cucarachas usadas no sufrieron daños a largo plazo, lo que hace presagiar que los ciborgs de cucarachas serán duraderos.

Las mediciones de la electricidad producida por la célula de combustible indican que la máxima densidad de potencia alcanzó casi 100 microvatios por centímetro cuadrado a 0,2 voltios. La máxima densidad de corriente fue de aproximadamente 450 microamperios por centímetro cuadrado.

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Ahora, los biorrobotistas trabajan en miniaturizar aún más la célula de combustible, a fin de que les pese menos a los insectos usados para los ciborgs, y de este modo puedan correr o volar igual de bien que los insectos exclusivamente biológicos. También están seleccionando los materiales más adecuados para que duren mucho tiempo dentro de un insecto. En colaboración con otro grupo de biorrobotistas, están desarrollando un transmisor de señales para enviar instrucciones a los componentes electrónicos del ciborg de insecto y para recibir los mensajes que estos envíen.

También se estudia incorporar al sistema una pila eléctrica minúscula y recargable. Esto representaría otra opción para energizar la parte electrónica del ciborg, y serviría para el primer modelo práctico de ciborg de insecto que los biorrobotistas ya tienen en mente: Un insecto equipado con un sensor podría medir la cantidad de gases nocivos en una habitación, transmitir la medición, apagar ese sistema, recargarse de electricidad durante una hora, tomar entonces una nueva medición, transmitirla, y así sucesivamente.


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