Pequeños robots parecidos a hormigas levantan objetos pesados y superan obstáculos

Enjambres de pequeños robots magnéticos que imitan la fuerza colaborativa de las hormigas pueden lograr tareas increíbles, desde transportar cargas pesadas hasta navegar en entornos complejos.

Científicos de la Universidad de Hanyang en Seúl, Corea del Sur, describen en un estudio publicado recientemente en la revista Device como nuevos microrobots que operan bajo un campo magnético giratorio y trabajan en grupo podrían utilizarse para desarrollar tareas difíciles en entornos desafiantes, que los robots tradicionales o individuales no podrían realizar.

Por ejemplo, podrían ofrecer un tratamiento mínimamente invasivo para combatir patologías relacionadas con las arterias obstruidas y guiar con precisión fármacos y dispositivos terapéuticos en el interior del cuerpo humano. Los robots imitan el comportamiento colaborativo de las hormigas para potenciar el impacto de sus tareas.

Resultados prometedores

“La alta adaptabilidad de los enjambres de microrobots a su entorno y el alto nivel de autonomía en el control conjunto permitieron alcanzar resultados sorprendentes", indicó en una nota de prensa el investigador Jeong Jae Wie, uno de los autores del estudio.

Los científicos probaron el sistema en distintos contextos. En el agua, un gran enjambre de 1.000 microrobots conformó una balsa que podía flotar y se envolvía alrededor de una píldora, que pesaba 2.000 veces más que cada robot en forma individual. Esto permitió al enjambre de dispositivos transportar el medicamento a través del líquido.

Al probar el sistema en tierra, los investigadores verificaron que el enjambre de robots logró transportar una carga 350 veces más pesada que cada dispositivo individual, mientras que otro enjambre de microrobots pudo destapar tubos que se parecían a vasos sanguíneos bloqueados. Además, mediante movimientos de arrastre orbital, los enjambres de robots pudieron guiar organismos pequeños.

Colaboración inspirada en las hormigas

Cada microrobot mide 600 micrómetros de altura y consiste en un cuerpo epoxi incrustado con partículas magnéticas, que le permite responder a los campos magnéticos e interactuar con otros microrobots. Al girar dos imanes conectados, el enjambre puede autoensamblarse gracias a la acción de los campos magnéticos. Los robots pueden unirse en diferentes configuraciones, variando el ángulo en el que se magnetizan.

Inspirados en la forma en que las hormigas se unen para cerrar una brecha en un camino o logran reunirse en forma de balsa para sobrevivir a las inundaciones, los científicos buscaron que los robots desarrollaran el mismo trabajo colaborativo: si algunos miembros del grupo no alcanzaban la meta, el resto continuaba realizando sus movimientos programados.

Si bien los resultados de los estudios son prometedores, los dispositivos requieren aún niveles más altos de autonomía para encarar aplicaciones en el mundo real. Por el momento, los robots necesitan control magnético externo y carecen de la capacidad de navegar en forma autónoma en espacios complejos o demasiado oscuros, como por ejemplo arterias reales.

Referencia

Magnetic swarm intelligence of mass-produced, programmable microrobot q for versatile task execution. Kijun Yang et al. Device (2024). DOI:https://doi.org/10.1016/j.device.2024.100626