Científicos usan robots del tamaño de moléculas para transportar mercancías

Tecnología

La robótica de enjambres es un campo en ciernes relacionado con el uso de múltiples robots autónomos para realizar una función particular. Por primera vez, un grupo de científicos de la Universidad de Hokkaido, Japón, demostró que se puede usar un enjambre de robots moleculares para entregar carga, lo que demuestra que los robots de tamaño molecular pueden colaborar para completar una tarea.

Fuerza en números
La demostración marca un momento histórico en el campo, ya que los robots moleculares desarrollados por el equipo de investigadores en Japón se afirman como las primeras máquinas de tamaño micro en funcionamiento del mundo capaces de enjambrarse juntas. Los investigadores construyeron unos cinco millones de unidades robóticas y, juntos, los robots transportaron con éxito perlas de poliestireno con diámetros de hasta 30 micrómetros. Una sola unidad solo podría transportar perlas de tamaños de hasta tres micrómetros, pero con los robots trabajando juntos, pueden lograr mucho más, razón por la cual los investigadores están tan interesados ​​​​en desarrollar estos enjambres colaborativos de robots moleculares.

Un robot molecular es esencialmente un sistema que convierte la energía obtenida de una fuente externa (como luz, electricidad o una sustancia química) en movimiento. Los robots moleculares construidos por científicos de la Universidad de Hokkaido son básicamente máquinas moleculares biológicas.

El profesor Akira Kakugo, quien dirigió la demostración junto con el Dr. Mousumi Akter, le dijo a ZME Science que un robot molecular es un sistema integrado “formado a través de la combinación de diferentes partes o dispositivos moleculares que pueden funcionar como actuadores, procesadores y sensores”. En este caso, el actuador que impulsa a los robots es la kinesina (una proteína), el ADN es el compresor y una molécula orgánica fotoactiva (azobenceno) actúa como sensor.

En presencia de luz visible, el azobenceno dirige el ADN para formar cadenas dobles e inicia la formación de enjambres con los microtúbulos (la exposición a la luz ultravioleta puede disociar el enjambre). Mientras tanto, los motores Kinesin transportan los microtúbulos.

Mientras explicaba la formación del enjambre, el profesor Kakugo enfatizó el papel que juega el ADN en el sistema:

“El ADN desempeña uno de los papeles principales, ya que el enjambre de estos robots moleculares se realizó utilizando la capacidad de reconocimiento molecular de los ADN para controlar sus interacciones locales”.

Los investigadores compararon la distancia de transporte y el volumen de transporte cubierto por un solo robot y el enjambre por separado y descubrieron que la eficiencia de los enjambres era cinco veces mayor que la de la unidad molecular única.

Los investigadores quieren dar cerebros a los robots moleculares
Pero esto es solo el comienzo para el equipo de investigación. Después de demostrar con éxito la capacidad de transporte de sus micromáquinas, los científicos de la Universidad de Hokkaido ahora esperan agregar sensores más potentes e introducir inteligencia artificial en el sistema de enjambre molecular para que los microrobots puedan tener una vista fuerte y realizar múltiples tareas complejas juntos. El profesor Kakugo explicó que el siguiente paso es hacer que los robots sean más inteligentes:

“Creemos que también es posible introducir unidades similares al cerebro o inteligencia artificial en estos robots agregando múltiples unidades moleculares (sistema de reservorio molecular, sistema de computación molecular) o sensores y ese es nuestro siguiente paso”, explica el investigador.

Kakugo y su equipo creen que los robots moleculares tienen un gran potencial. En un futuro cercano, podrían usarse como un medio efectivo para transportar carga, entregar medicamentos, recolectar microcontaminantes del medio ambiente y ensamblar nanopartes. Además, estos enjambres robóticos también pueden beneficiar a los dispositivos de generación de energía molecular y a los microdispositivos que detectan patógenos.

No hay duda de que los enjambres de robots moleculares pueden transformar industrias como la atención médica y la robótica. La demostración del Dr. Akter, el profesor Kakugo y su equipo es un comienzo fantástico en esta dirección. Sin embargo, el desarrollo y la implementación de robots moleculares altamente eficientes son mucho más complicados que los de los robots de tamaño real. Por lo tanto, sería interesante ver qué tipo de robots se generalizarán primero en el futuro: los enjambres o los tipos de “droide”.

El estudio fue publicado en Science Robotics.

Fuente: ZME Science.

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