Investigadores de la Universidad Tecnológica de Eindhoven han desarrollado un pequeño robot de plástico que puede usarse para atraer y capturar partículas en el agua. También podría usarse para transportar células para su análisis en dispositivos de diagnóstico.
Él investigar fue publicado en la revista PNAS.
El robot
El diminuto robot está hecho de polímeros sensibles que pueden ser controlados por la luz y el magnetismo. También denominado “pólipo acuático inalámbrico”, está inspirado en un pólipo de coral en la naturaleza, que está presente en los arrecifes de coral y tiene tentáculos.
En el mundo real, los pólipos vivos pueden hacer un movimiento específico con su tallo para crear una corriente que atraiga partículas de comida.
Según la candidata a doctorado Marina Pilz Da Cunha, «me inspiré en el movimiento de estos pólipos de coral, especialmente en su capacidad para interactuar con el medio ambiente a través de corrientes creadas por ellos mismos».
El pólipo artificial recién desarrollado mide 1 por 1 cm, con el tallo reaccionando al magnetismo y los tentáculos controlados por la luz.
«Combinar dos estímulos diferentes es raro, ya que requiere una preparación y un ensamblaje delicados del material, pero es interesante para crear robots sin ataduras porque permite realizar tareas y cambios de forma complejos», dice Pilz Da Cunha.
Para controlar los tentáculos, se proyecta luz sobre ellos con diferentes longitudes de onda. Con el uso de luz ultravioleta, los tentáculos se ‘agarran’ y, bajo la luz azul, se ‘liberan’.
Submarino
El pólipo artificial es capaz de agarrar y soltar objetos bajo el agua. El nuevo robot es un avance del mini-robot de entrega de paquetes guiado por luz que fue presentado por los investigadores a principios de año.
El robot terrestre no pudo operar bajo el agua, ya que los polímeros actúan a través de efectos fototérmicos. En contraste con el modelo submarino, el modelo terrestre usó energía del calor generado por la luz, en lugar de la luz misma.
“El calor se disipa en el agua, lo que hace que sea imposible dirigir el robot bajo el agua”, dijo Pilz Da Cunha.
Con esta información, los investigadores desarrollaron un material de polímero fotomecánico capaz de ser controlado solo por la luz, no por el calor.
Otro desarrollo importante con este nuevo robot es que puede mantener su deformación después de ser activado por la luz. Después de que se eliminan los estímulos, el material fototérmico vuelve a su forma original, pero las moléculas del material fotomecánico adquieren un nuevo estado. Debido a esto, se pueden mantener diferentes formas estables durante períodos de tiempo más prolongados.
“Eso ayuda a controlar el brazo de agarre; una vez que se ha capturado algo, el robot puede seguir sosteniéndolo hasta que la luz se dirija nuevamente hacia él para liberarlo”, dice Pilz Da Cunha.
atrayendo partículas
Debajo del robot se encuentra un imán giratorio que permite que el vástago gire alrededor del eje.
Según Pilz Da Cunha, «por lo tanto, fue posible mover objetos flotantes en el agua hacia el pólipo, en nuestro caso, gotas de aceite».
El flujo de fluido se puede cambiar por la posición de los tentáculos.
“Las simulaciones por computadora, con diferentes posiciones de tentáculos, finalmente nos ayudaron a comprender y obtener el movimiento del tallo exactamente correcto. Y para ‘atraer’ las gotitas de aceite hacia los tentáculos”, dice Pilz Da Cunha.
El robot puede operar sin importar cuál sea el líquido circundante. Esto va en contra de los hidrogeles que a menudo se usan para aplicaciones subacuáticas, que son sensibles al medio ambiente.
“Nuestro robot también funciona de la misma manera en agua salada o agua con contaminantes fuera del agua atrapándolos con sus tentáculos”, dice Pilz Da Cunha.
Los investigadores ahora están trabajando para lograr que varios pólipos diferentes colaboren, con la posibilidad de que un pólipo pase un paquete a otro. También están trabajando en robots nadadores que podrían usarse para aplicaciones biomédicas.