Microrobots solares con 'cerebros' se trasladan de forma autónoma

Investigadores de la Universidad de Cornell, Estados Unidos, instalaron 'cerebros' electrónicos más pequeños que la cabeza de una hormiga en robots que usan energía solar. De esta manera pueden caminar de forma autónoma sin ser controlados por algo externo. Los ingenieros habían desarrollado máquinas microscópicas con muchas formas de locomoción, pero estos dispositivos siempre utilizaban cables para proporcionar corriente eléctrica o requerían de rayos láser que se enfocaran directamente en ubicaciones específicas de los robots para poder funcionar, comunicaron los autores de la innovación tecnológica.

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"Antes, literalmente teníamos que manipular estas 'cuerdas' para obtener algún tipo de respuesta del robot", dijo el profesor Itai Cohen. "Pero ahora que tenemos estos 'cerebros' a bordo, es como quitarle los hilos a la marioneta. Es como cuando Pinocho recupera la conciencia", añadió.

El 'cerebro' de los robots es un 'circuito de reloj' complementario de metal-óxido-semiconductor (CMOS) creado con tecnologías a nanoescala, indica RT. El circuito CMOS integrado genera una señal que produce la marcha del robot. Las patas del robot son accionadores de platino que pueden controlarse con voltajes y corrientes bajos, elemento que fue importante en el diseño. Tanto el circuito como las patas se alimentan con energía fotovoltaica. Los nuevos robots son alrededor 10 mil veces más pequeños que los diseñados a macroescala que cuentan con electrónica CMOS integrada.

"En cierto sentido, la electrónica es muy básica. Este 'circuito de reloj' no es un salto adelante en la capacidad de los circuitos", dijo Cohen. "Pero todos los componentes electrónicos tienen que estar diseñados para tener muy poca potencia, de modo que no tengamos que poner enormes [paneles] fotovoltaicos para alimentar el circuito", comentó.

El equipo diseñó tres robots para demostrar la integración CMOS: un robot 'Purcell' de dos patas, llamado así en homenaje al físico Edward Purcell, quien propuso un modelo simple para explicar los movimientos de natación de los microorganismos; uno 'hormiguero' de seis patas, más complicado y que camina como un insecto con una forma de andar de trípode alterno; y un 'dogbot' de cuatro patas que puede variar la velocidad con la que camina usando a un circuito modificado que recibe comandos a través de un pulso láser.

"Eventualmente, la capacidad de comunicar un comando nos permitirá dar instrucciones al robot, y el 'cerebro' interno descubrirá cómo llevarlas a cabo", expresó Cohen. Según él, estaríamos teniendo una conversación con el robot. "El robot podría decirnos algo sobre su entorno, y luego podríamos reaccionar diciéndole: 'Está bien, ve allí e intenta averiguar qué está pasando'", agregó.

"Lo que esto te permite imaginar son robots microscópicos realmente complejos y altamente funcionales que tienen un alto grado de programabilidad e integración, no solo con accionadores, sino también con sensores", externó el investigador postdoctoral Michael Reynolds, autor principal del artículo publicado en Science Robotics.

Esta innovación prepara las coasas para una nueva generación de dispositivos microscópicos que pueden tener muchos campos de acción. "Estamos entusiasmados con las aplicaciones en medicina, algo que podría moverse en el tejido e identificar células buenas y matar células malas, y en remediación ambiental, como si tuviera un robot que supiera cómo descomponer contaminantes o detectar un químico peligroso y deshacerse de él", finalizó Reynolds.