Cultivar motores en vez de fabricarlos

Los robotistas que trabajan en la creación de robots microscópicos se enfrentan a una limitación muy difícil de superar: a medida que los dispositivos mecánicos se reducen en tamaño, su capacidad de locomoción y la de transportar energía a bordo disminuyen.

Una nueva revisión de resultados de estudios demuestra que el mejor enfoque de diseño para solucionar este problema no está en intentar crear un hardware mejor sino en recurrir a la biología.

El trabajo lo ha realizado un equipo encabezado por Ming Zhang, de la Universidad de Shenzhen en China.

Al fusionar organismos vivos como bacterias e insectos con componentes inanimados, se está consiguiendo crear microrrobots con componentes biológicos, o sea cíborgs minúsculos en definitiva, que se autoabastecen de energía, se autorreparan y circulan por entornos en los que un pequeño chip de silicio se atascaría.

En el caso de los motores, se trabaja con componentes bacterianos responsables de la capacidad de locomoción de estos microorganismos. Los motores bacterianos, normalmente con un diámetro de tan solo entre 1 y 3 micrómetros, pueden discurrir por capilares humanos tan estrechos como de 4 micrómetros, una hazaña casi imposible para las micromáquinas rígidas.

Estos microorganismos generan fuerzas de empuje que van desde 0,5 piconewtons en el caso de la Escherichia coli hasta 4 en el de las especies de Magnetospirillum, alcanzando velocidades de nado de hasta 100 veces la longitud de su cuerpo por segundo.

Pasar de los motores inanimados a los biológicos también conlleva la ventaja de dejar de necesitar la carísima forma de trabajo típica de las salas blancas de la microelectrónica y pasar a trabajar con biorreactores. Debido a que esos motores microbianos son materia viviente y los seres vivos crecen y se multiplican, de la fabricación tradicional de motores se podría pasar a cultivarlos a bajo coste y en grandes cantidades.

Un anillo muscular capaz de generar altas fuerzas contráctiles bajo estimulación. (Foto: Tomohiro Morita, Minghao Nie y Shoji Takeuchi © 2025 / American Association for the Advancement of Science. CC BY-NC 4.0)

En cuanto a inconvenientes, el principal es el carácter perecedero de todo material biológico. A pesar del buen potencial que tiene el cultivo de motores, la transición desde los prototipos a escala de laboratorio hasta el despliegue global afronta grandes obstáculos. La naturaleza semiviva de estas máquinas significa que tienen una vida útil más corta y una menor estabilidad que sus homólogos mecánicos o químicos.

También existe un obstáculo inmunológico importante: el cuerpo de un paciente puede tratar a un cíborg con motor bacteriano como una infección en vez de como a un aliado. Actualmente, los investigadores están probando estrategias de ocultación, como por ejemplo camuflar microrrobots dentro de las membranas de glóbulos rojos del propio paciente para evitar que tales robots sean detectados.

La siguiente etapa de desarrollo se centra en la autonomía total. La meta es crear sistemas que integren sensores, sistema de navegación y actuadores para que un microrrobot pueda identificar un tejido enfermo, desplazarse hacia él y liberar una carga útil, todo ello sin intervención humana externa. Si bien persisten barreras tecnológicas y éticas, la transición desde la construcción de máquinas puras al uso conjunto de materia viva con materia inanimada ya no es ciencia-ficción; es la nueva frontera de la robótica.

Esta revisión de resultados de estudios se titula “Biohybrid miniature robots using living organisms”. Y se ha publicado en la revista académica International Journal of Extreme Manufacturing. (Fuente: NCYT de Amazings)