Crean "piel viva" para robots humanoides que se regenera
Imagen: Shoji Takeuchi
Las imágenes muestran los dos ensayos realizados con la "piel viva". En el segundo ejemplo (der.), el robot podía sonreír.Un grupo de investigadores ha creado una "piel viva" para robots humanoides que se adhiere mejor a la superficie y tiene la capacidad de regenerarse como la piel humana, según se detalla en un estudio publicado este martes (25.06.2024) por la revista Cell Reports Physical Science.
La piel artificial ha sido utilizada en varios experimentos en el pasado para hacer que los robots se parezcan lo más posible a los humanos. Sin embargo, muchos de estos tejidos han sido creados con materiales sintéticos, como el látex, que no necesariamente se ajustan bien al robot.
Un experimento pionero
En otros experimentos de robótica del pasado se ha utilizado un "anclaje", una estructura en forma de gancho u hongo que permite fijar la piel artificial a una estructura metálica. Sin embargo, estas estructuras podrían generar bultos en la piel artificial y hacer que el robot pierda su apariencia humana.
Para resolver este problema, la "piel viva", que fue creada con células de piel humana cultivada, posee un equivalente a los ligamentos, lo que permite sujetarla con más firmeza a la base y darle una flexibilidad casi natural.
Capacidad de recuperación
Los expertos llaman a estos ligamentos "anclajes de tipo perforación". En la base se perforaron cavidades diminutas en forma de V que posteriormente fueron rellenadas con el tejido vivo, lo que permite que la piel del robot se adhiera con mayor firmeza.
Asimismo, la piel desarrollada por los investigadores, que se coloca en capas sobre el robot, puede repararse de pequeños desgarros o desfiguraciones similares sin necesidad de repararlos manualmente.
"Desarrollamos y caracterizamos anclajes de tipo perforación inspirados en la estructura de los ligamentos de la piel como técnica para adherir eficazmente equivalentes de piel a superficies robóticas", dice el estudio.
Prueba con la sonrisa de un robot
Los ensayos de esta "piel viva" se realizaron en dos prototipos: uno con una cara robótica plana que tiene la capacidad de sonreír, y luego con una segunda cabeza robótica tridimensional, pero esta no tenía la capacidad de moverse.
Según los autores, con el "anclaje de tipo perforación", la piel podía ajustarse bien a un molde 3D de una cara, sin la necesidad de pernos o ganchos que sobresalgan o estropeen su apariencia.
"A medida que el desarrollo de la tecnología de IA y otros avances amplían las funciones que se exigen a los robots, también empiezan a cambiar las funciones que se exigen a la piel de los robots", afirma el autor principal, Michio Kawai, en declaraciones recogidas por New Scientist.
Limitaciones y cosas a mejorar
Kawai planteó también que espera que una piel similar a la humana pueda ayudar a los robots a comunicarse mejor con las personas en el futuro. No obstante, el tejido creado aún tiene muchas limitaciones.
"En primer lugar, tenemos que mejorar la durabilidad y longevidad de la piel cultivada cuando se aplica a robots, sobre todo abordando cuestiones relacionadas con el suministro de nutrientes y humedad", señala a Live Science el coautor Shoji Takeuchi.
"En segundo lugar, es crucial mejorar la resistencia mecánica de la piel para igualarla a la de la piel humana natural. Esto implica optimizar la estructura y la concentración de colágeno dentro de la piel cultivada", agrega Takeuchi.
Kawai, en tanto, sostiene que "la falta de funciones sensoriales y la ausencia de vasos sanguíneos para suministrar nutrientes y humedad significa que -la piel- no puede sobrevivir mucho tiempo".
Editado por José Urrejola, con información de Live Science, New Scientist y Cell Reports Physical Science.
Crean pequeños robots biológicos a partir de células humanas de la tráquea
Crean pequeños robots biológicos a partir de células humanas de la tráquea© Forbes México
A partir de células de la tráquea de adultos sanos, científicos crearon diminutos robots biológicos, llamados “anthrobots”, que en una placa de laboratorio pueden moverse y estimular el crecimiento de neuronas dañadas.
La creación de estos robots, que varían en tamaño desde el ancho de un cabello hasta la punta de un lápiz afilado y fueron hechos para autoensamblarse, y son el resultado de una investigación de las universidades de Tufts y Harvard (Estados Unidos) que dan los detalles en un estudio publicado en Advances in Science.
El descubrimiento es un punto de partida para la visión de los investigadores de utilizar biobots derivados de pacientes como nuevas herramientas terapéuticas para la regeneración, la curación y el tratamiento de enfermedades, destacó la Universidad de Tufts.
Esta investigación sucede a otra publicada en 2020, en la que un equipo logró construir milimétricos robots ensamblados a partir de células embrionarias de ranas, llamados xenobots y capaces de recolectar material, registrar información, curarse a sí mismos e incluso replicarse durante algunos ciclos por sí solos.
Los investigadores no sabían si esas capacidades dependían de que derivaran de un embrión de anfibio o si los biobots podrían construirse a partir de células de otras especies.
Ahora, el equipo ha descubierto que este tipo de robots biológicos pueden crearse a partir de células adultas humanas sin ninguna modificación genética y que muestran capacidades más allá de lo observado con los xenobots.
Para su estudio, emplearon células humanas de la tráquea a las que dieron la oportunidad de reiniciarse y encontrar formas de crear nuevas estructuras y tareas.
De hecho, crearon nuevas formas multicelulares y podían moverse de diferentes maneras sobre una superficie de neuronas humanas cultivadas en una placa de laboratorio, así como estimular un nuevo crecimiento para llenar los huecos causados al raspar la capa de células.
Los anthrobots fomentan el crecimiento de las neuronas, pues estas crecían bajo la zona cubierta por un conjunto agrupado de estos robots biológicos, al que llamaron “superbot”, y no lo hicieron en las zona donde no estaban.
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Al menos en el simplificado mundo 2D de la placa de laboratorio, los conjuntos de anthrobots fomentaron la cicatrización eficaz del tejido neuronal vivo, agrega la universidad en un comunicado.
Aunque los investigadores aún no saben exactamente cómo lo logran, ahora están analizando cómo funciona ese mecanismo de curación y se preguntan qué más pueden hacer estas construcciones, señaló Michael Levin, firmante del artículo y de la Universidad de Tufts.
Para Levin es “fascinante y completamente inesperado que las células traqueales de pacientes normales, sin modificar su ADN, puedan moverse por sí solas y estimular el crecimiento neuronal a través de una región dañada”.
Una ventaja de utilizar células humanas incluyen la capacidad de construir robots a partir de las propias del paciente para realizar trabajos terapéuticos sin el riesgo de desencadenar una respuesta inmune o requerir inmunosupresores.
Estos robots biológicos solo duran de 45 a 60 días antes de descomponerse de forma natural, por lo que el cuerpo puede reabsorberlos fácilmente una vez acabado su trabajo.
Fuera del cuerpo solo pueden sobrevivir en condiciones de laboratorio muy específicas, por lo que no hay riesgo de exposición o propagación involuntaria fuera de esas instalaciones.
Además, no se reproducen y no tienen ediciones, adiciones o eliminaciones genéticas, por lo que no hay riesgo de que evolucionen más allá de las salvaguardas existentes, asegura la universidad.
Para crear uno de estos ‘anthrobots’ se comienza con una célula derivada de un donante adulto procedente de la superficie de la tráquea. Estás células están cubiertas por proyecciones parecidas a pelos llamadas cilios que se mueven hacia adelante y hacia atrás.
Los investigadores desarrollaron condiciones de crecimiento que animaban a los cilios a mirar hacia fuera en los organoides y a los pocos días empezaron a moverse, impulsados por los cilios que actuaban como remos.
Los anthrobots se autoensamblan en la placa de laboratorio y, a diferencia de los xenobots, no necesitan pinzas ni bisturís para darles forma, explicó Gizem Gumuskaya, también firmante de la investigación.
El equipo considera que un mayor desarrollo de los robots podría dar lugar a otras aplicaciones, como la eliminación de la placa acumulada en las arterias de pacientes con aterosclerosis, la reparación de daños en la médula espinal o los nervios de la retina, el reconocimiento de bacterias o células cancerosas, o el suministro de fármacos a tejidos específicos.
Con información de EFE
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