Tendencias21

Nuevos bio-robots que se mueven por la luz

Científicos de la Universidad de Illinois (EE.UU.) han diseñado robots biológicos en miniatura, bio-robots, que se mueven por la luz. Están hechos de células musculo-esqueléticas manipuladas genéticamente para responder a la luz, de modo que pueden ser manejados de forma poco invasiva. Antes habían probado con campos eléctricos, pero era un sistema menos preciso y con efectos secundarios biológicos.

Nuevos bio-robots que se mueven por la luz

Una nueva clase de robots biológicos en miniatura, o bio-robots, ha visto la luz. Están hechos de células musculares que han sido manipuladas genéticamente para responder a la luz, dando a los investigadores control sobre el movimiento de los robots, un paso clave para su uso en aplicaciones de salud, detección y medio ambiente.

Dirigidos por Rashid Bashir, jefe de bioingeniería de la Universidad de Illinois (EE.UU.), los investigadores han publicado sus resultados en Proceedings of the National Academy of Sciences.

«La luz es una forma no invasiva de controlar estas máquinas», dice Bashir en la información de la universidad. «Nos da flexibilidad en el diseño y el movimiento. La idea principal que estamos tratando de lograr es el diseño avanzado de sistemas biológicos, y creemos que el control de la luz es un paso importante hacia ello».
 
El grupo había probado previamente bio-robots que se activan con un campo eléctrico, pero la electricidad puede causar efectos secundarios adversos a un entorno biológico y no permite la estimulación selectiva de regiones distintas del músculo para dirigir el bio-bot, dice Bashir. La nueva técnica de estimulación con luz es menos invasiva y permite a los investigadores dirigir los bio-robots en diferentes direcciones. Los bio-robots giran y caminan hacia el estímulo de luz, explican.

Anillos de músculo

Los investigadores comienzan haciendo crecer anillos de tejido muscular a partir de una línea celular de ratón. Las células musculares tienen un gen adicional para permitir que una cierta longitud de onda de luz azul estimule el músculo para que se contraiga, una técnica llamada optogenética. Los anillos rodean huesos flexibles impresos en 3D y tienen entre 7 milímetros y 2 centímetros de longitud.

«Los anillos de músculo esquelético que diseñamos tienen la forma de anillos o bandas de goma, ya que queremos que sean modulares», dice la estudiante de posgrado Ritu Raman, primera autora del artículo. «Esto significa que podemos tratarlos como bloques de construcción que se pueden combinar con cualquier esqueleto impreso en 3D para hacer bio-robots para varias aplicaciones diferentes.»

Además del diseño modular, los anillos musculares delgados tienen la ventaja de permitir que la luz y los nutrientes se difundan en el tejido desde todos los lados. Esto contrasta con los diseños de bio-bots anteriores, que utilizaban una banda gruesa de tejido muscular alrededor del esqueleto.

Configuraciones

Los investigadores probaron esqueletos de una variedad de tamaños y formas para encontrar configuraciones que generan el movimiento óptimo. También ejercitaban los anillos musculares diariamente, activando el músculo con una luz intermitente, para hacerlos más fuertes y que los robots se movieran más lejos con cada contracción.

«Se trata de un diseño mucho más flexible», dice Bashir. «Con los anillos, podemos conectar dos articulaciones o bisagras en el esqueleto impreso en 3-D. Podemos tener múltiples patas y múltiples anillos. Con la luz, podemos controlar en qué dirección se mueven las cosas. La gente puede usarlo para construir sistemas más complejos».

Referencia bibliográfica:

Ritu Raman, Caroline Cvetkovic, Sebastien G. M. Uzel, Randall J. Platt, Parijat Sengupta, Roger D. Kamm, y Rashid Bashir: Optogenetic skeletal muscle-powered adaptive biological machines. PNAS (2016). DOI: 10.1073/pnas.1516139113.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Un experimento comprueba que la realidad no existe hasta que es observada 1 febrero, 2025
    Un experimento teórico de pseudotelepatía cuántica ha comprobado que la realidad no existe hasta que la observamos. Mediante el entrelazamiento cuántico, los científicos han logrado superar los límites de probabilidad para ganar un juego teórico muchas más veces de lo estadísticamente posible. Menos mal que no funciona con la lotería: de ser así, el premio […]
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Es posible generar electricidad con un trozo de cinta adhesiva 31 enero, 2025
    Un equipo de investigadores utilizó una capa de cinta adhesiva comprada en una tienda, una película de plástico y metal de aluminio para formar un pequeño dispositivo de producción de electricidad efectivo y de bajo coste. El nanogenerador triboeléctrico (TENG) logró producir la cantidad de energía necesaria para encender más de 350 luces LED: podría […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • El asteroide Bennu posee los elementos básicos para la vida, pero abre dudas sobre cómo surgió en la Tierra 31 enero, 2025
    Nuevos hallazgos indican que el agua pudo haber estado presente en el cuerpo de los “padres” del asteroide Bennu, y ofrecen nuevos conocimientos sobre la química del Sistema Solar temprano: los científicos identificaron una amplia variedad de compuestos orgánicos ricos en carbono y nitrógeno, junto a minerales salinos que habrían estado presentes en los estanques […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • La superficie de los océanos se calienta un 400% más rápido que hace cuatro décadas 31 enero, 2025
    Los datos de los océanos del mundo muestran que se registra una alarmante aceleración en el calentamiento de la superficie del mar: un nuevo estudio indica que las superficies oceánicas se están calentando en este momento más de cuatro veces más rápido que a fines de la década de 1980. Es otra consecuencia del impacto ambiental […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Detectan un asteroide capaz de destruir una ciudad que podría impactar contra la Tierra en 2032 31 enero, 2025
    Una roca espacial llamada 2024 YR4 tiene un 1,2% de posibilidades de estrellarse contra nuestro planeta en 2032, según estiman los científicos. Con 55 metros de ancho, es demasiado pequeño para acabar con la civilización humana pero podría destruir a una ciudad importante. Los investigadores estiman que liberaría alrededor de 8 megatones de energía al […]
    Redacción T21
  • La Luna se sigue moviendo: registran actividad geológica reciente en la cara oculta 30 enero, 2025
    Más de 250 estructuras recién descubiertas en el otro lado de la Luna probablemente fueron causadas por una actividad relativamente reciente, desafiando las suposiciones en torno a que el satélite natural de la Tierra dejó de experimentar actividad geológica hace miles de millones de años.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Una campaña en redes supuestamente vinculada a China intentó derrocar al gobierno de España 30 enero, 2025
    Un nuevo informe publicado por Graphika, una empresa especializada en inteligencia de fuentes abiertas, acusa a China de haber intensificado sus operaciones de influencia encubierta en redes sociales.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Los laboratorios autónomos se han convertido en el nuevo activo de la Inteligencia Artificial 30 enero, 2025
    Los laboratorios autónomos, que combinan inteligencia artificial con robótica avanzada, están redefiniendo cómo se realiza la ciencia moderna, desde descubrir nuevos materiales hasta desarrollar soluciones sostenibles y tratamientos médicos innovadores.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Enormes cuevas en América del Sur habrían sido creadas por gigantescas bestias de la Edad del Hielo 30 enero, 2025
    Los científicos están intentando determinar quién diseñó extraños túneles antiguos en piedra arenisca en Brasil y Argentina: habrían sido creados por perezosos terrestres gigantes y otros animales de gran tamaño que habitaron la zona hace más de 10.000 años. Las grandes cuevas poseen la amplitud necesaria para el ingreso de un vehículo pick-up 4 por […]
    Redacción T21
  • Descubren una supertierra en la zona de habitabilidad de una estrella similar al Sol 29 enero, 2025
    Con una importante participación española, un equipo internacional de científicos ha descubierto una supertierra ubicada en la zona habitable de una estrella con características similares al Sol: este tipo de hallazgos son una verdadera “mina de oro” para los investigadores en ciencias planetarias, ya que les permite probar nuevas hipótesis en cuanto a la búsqueda […]
    Pablo Javier Piacente / T21