Microrrobots propulsados por ultrasonido

Unos científicos han creado robots del tamaño de una célula que pueden ser propulsados y guiados por ondas de ultrasonido. Estos microrrobots nadadores, cuyos movimientos se inspiran en los de las bacterias y los espermatozoides, podrían ser algún día una nueva y eficaz herramienta para la administración selectiva de fármacos en puntos muy específicos del interior del cuerpo humano.

Durante más de una década, el laboratorio de Mingming Wu en la Universidad Cornell de Estados Unidos ha investigado las formas en que los microorganismos, desde las bacterias hasta las células cancerosas, migran y se comunican con su entorno. El objetivo era crear un microrrobot controlado a distancia que pudiera navegar por el interior del cuerpo humano.

Si un robot tan diminuto debe llevar una batería, resultará demasiado pesado para moverse. El equipo optó por una solución muy distinta, basada en el uso de ultrasonidos, de una clase que ha sido considerada segura por la Administración estadounidense de Alimentos y Medicamentos (FDA).

Wu y Tao Luo crearon un microrrobot nadador triangular.

La característica más importante de este robot nadador es un par de cavidades en su espalda. Como su material es hidrófobo, cuando el robot se sumerge en una solución líquida, una pequeña burbuja de aire queda automáticamente atrapada en cada cavidad. Cuando un transductor de ultrasonidos apunta al robot, la burbuja de aire en cada cavidad oscila, generando vórtices cuyo movimiento impulsa al microrrobot nadador hacia delante.

En esta imagen, obtenida a partir de observaciones con un microscopio electrónico de barrido, se muestra un robot nadador del tamaño de una célula que puede ser impulsado y guiado por ondas de ultrasonido. (Imagen: Cornell University)

Otros ingenieros han construido anteriormente robots parecidos, aunque con una sola burbuja. Los investigadores de la Universidad Cornell son los primeros en crear un microrrobot de esta clase que utiliza dos burbujas, cada una con una abertura de diferente diámetro en su respectiva cavidad. Variando la frecuencia de resonancia de las ondas sonoras, los investigadores pueden excitar cualquiera de las dos burbujas, o sintonizarlas juntas, controlando así la dirección en la que se impulsa el microrrobot.

Wu y Luo detallan los aspectos técnicos del nuevo modelo de microrrobot y los experimentos realizados con él en la revista académica Lab on a Chip, bajo el título “Biologically inspired micro-robotic swimmers remotely controlled by ultrasound waves”. (Fuente: NCYT de Amazings)