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Lunes, 13 agosto 2012
Robótica

Robot medusa hecho parcialmente de células vivas de rata

La frontera entre el robot clásico y el cíborg sigue estrechándose, al mismo tiempo que algunas ideas de diseño que eran exclusivas de la ciencia-ficción comienzan ahora a ponerse en práctica de verdad.

Un equipo de investigadores dirigido desde el Instituto Tecnológico de California (Caltech) en Pasadena, y la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, ambas instituciones en Estados Unidos, ha fabricado el primer prototipo del Medusoid.

El propósito al diseñar este singular cíborg es adquirir experiencia en el uso de materia viva, por ahora sólo tejido muscular, dentro de estructuras artificiales.

Aparte de abrir nuevas perspectivas en la biorrobótica, lo que se aprenda con Medusoid podría ser muy útil para, por ejemplo, diseñar un corazón, basado en el concepto de cíborg, capaz de reemplazar a uno humano dañado, con mayor eficiencia que las opciones clínicas actualmente disponibles.

Como las medusas usan un músculo para bombear el agua y desplazarse, su función, en un nivel muy básico, es similar a la de un corazón humano. Esto hace al animal un buen sistema biológico para analizar con miras a su uso en la ingeniería de los tejidos.

Todo comenzó en 2007 cuando Kevin Kit Parker, profesor de Bioingeniería y Física aplicada de la Universidad de Harvard, al ver una medusa en un acuario, inmediatamente cayó en la cuenta de las similitudes entre el bombeo de agua hecho por la medusa y los latidos del corazón humano.


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Parker contactó a John Dabiri, profesor de aeronáutica y bioingeniería en el Caltech, y a partir de aquí se inició una colaboración entre el grupo de investigación de Dabiri y el de Parker. Juntos, ambos grupos trabajaron durante años para conocer a fondo los factores más importantes que contribuyen a la propulsión de la medusa, incluyendo la configuración de sus músculos, cómo sus cuerpos se contraen, y cómo los efectos de la dinámica de los fluidos las ayudan a moverse o dificultan sus movimientos. Una vez bien comprendidas estas funciones, los investigadores empezaron a diseñar la medusa artificial.

La investigadora Janna Nawroth, del Caltech, y sus colegas examinaron varios materiales para diseñar el cíborg, escogiendo finalmente un material elástico que es relativamente similar a la "gelatina" existente en una medusa real.

El cuerpo de Medusoid cuenta con ocho apéndices, parecidos a brazos, así como con una estructura de membranas en la cual los creadores del cíborg imprimieron patrones de proteínas siguiendo la arquitectura muscular de una medusa real. Los patrones de proteínas sirvieron como una especie de plantilla para facilitar el crecimiento y la organización de tejido disociado de rata (células individuales de músculo cardiaco que retienen la capacidad de contraerse) en un músculo natatorio coherente.

Cuando los investigadores liberaron su creación en un recipiente con fluido eléctricamente conductor e hicieron oscilar el voltaje desde cero a cinco voltios, en una escena en la que poéticamente es inevitable ver paralelismos con el instante en que la electricidad de un relámpago le da la vida al monstruo de Frankenstein, Medusoid comenzó a nadar con contracciones sincronizadas que imitan a las de una medusa real. De hecho, incluso antes de que a Medusoid le fuera aplicada la corriente eléctrica, las células musculares empezaron ya a contraerse un poco.

La próxima meta del equipo es diseñar un sistema del todo autónomo, capaz de percibir el entorno y de actuar por su cuenta, usando señales internas, como hacen los corazones humanos.

Nawroth y Dabiri también planean ampliar las capacidades del Medusoid hasta el punto de que sea capaz de navegar por su cuenta y hasta de buscarse su propia comida. Lograr una tecnología de tales características pondría a disposición de los científicos una base de diseño sobre la que abordar la construcción de sistemas que podrían vivir dentro del cuerpo humano durante años sin tener que depender de pilas eléctricas, porque el sistema sería capaz de nutrirse del entorno, como si fuese un órgano más del cuerpo. Estos sistemas podrían ser la base para un marcapasos cardíaco hecho parcialmente con elementos biológicos.


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