Si bien la electrónica se ha miniaturizado cada vez más en las últimas décadas, los robots autónomos han tenido dificultades para superar la barrera de 1 mm. Esto se debe a que los brazos y piernas diminutos son frágiles y difíciles de fabricar. Además, las leyes de la física cambian en el mundo microscópico: en lugar de la gravedad y la inercia, predominan la resistencia y la viscosidad.
En medio de esto, investigadores estadounidenses anunciaron los resultados de una investigación que supera un desafío de 40 años. Un nuevo robot, desarrollado por un equipo conjunto de la Universidad de Pensilvania y la Universidad de Michigan, mide tan solo 200 × 300 × 50 micrómetros, lo que lo hace más pequeño que un grano de sal. Aun así, es capaz de percibir su entorno, tomar decisiones de forma autónoma, nadar y desplazarse bajo el agua.
Además, no depende de ningún control externo, como cables o campos magnéticos, y es completamente autónomo. Se estima que su costo de producción es de tan solo un céntimo por unidad.
«Hemos conseguido miniaturizar un robot autónomo hasta 1/10,000 veces el tamaño de uno convencional. Esto abre una nueva escala para los robots programables«, explica Mark Miskin, profesor adjunto de la Universidad de Pensilvania y especialista en ingeniería de sistemas eléctricos.
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Propulsión generada por campos eléctricos
El sistema de propulsión desarrollado por Miskin y su equipo desafía la teoría robótica convencional. Los peces y otras grandes criaturas acuáticas avanzan empujando el agua hacia atrás, de acuerdo con la tercera ley del movimiento de Newton. Pero empujar el agua a escala microscópica es como empujar alquitrán espeso: la viscosidad es demasiado alta para que brazos y piernas diminutos puedan superarla.
Por ello, los investigadores adoptaron un enfoque completamente nuevo. En lugar de mover partes de su cuerpo para nadar, este robot se desplaza generando un campo eléctrico a su alrededor, que empuja suavemente partículas cargadas en el líquido. Estas partículas en movimiento arrastran las moléculas de agua cercanas, creando una corriente alrededor del robot. Es como mover el océano o un río sin que el robot se desplace directamente.
El robot es impulsado por la luz de unos LED y puede desplazarse una distancia equivalente a la longitud de su cuerpo en, como máximo, un segundo. La dirección del movimiento puede modificarse ajustando el campo eléctrico, lo que le permite seguir trayectorias complejas o desplazarse en grupo, como un banco de peces.
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