Los robots microscópicos del tamaño de una célula están en camino

En un primer momento, los robots de Marc Miskin reposan inmóviles, como Frankenstein, hasta que, con una sacudida, sus extremidades cobran vida. Estos robots, pero, a diferencia de la criatura novelesca, son del tamaño de una partícula de polvo. En una sola oblea, una lámina fina de silicio similar a las que se usan para los chips informáticos, caben miles alineados uno al lado del otro. Como Frankenstein cuando cobra vida, los robots diminutos liberan de la oblea y comienzan a deambular. “Podemos coger tu pieza favorita de electrónica en silicio, poner piernas y fabricar un millón“, dice el Dr. Miskin, profesor de ingeniería electrónica y de sistemas de la Universidad de Pensilvania. “Esa es la idea“.

El Dr. Miskin imagina un amplio abanico de aplicaciones de estos microrobots -conocidos como microbots en inglés-, que tienen más o menos el tamaño de una célula. Podrían introducirse en las baterías de los móviles para limpiarlas y rejuvenecer y ser una auténtica bicoca para los neurocientíficos, dado que serían capaces de penetrar en el cerebro para medir las señales nerviosas. También podrían servir para poner a prueba ideas sobre las redes y las comunicaciones, si se concentraran millones de estos aparatos en una placa de Petri.

Ideas viejas, tecnología nueva
Este trabajo, que se presentó en una reunión de la Sociedad Estadounidense de Física celebrada en el mes de marzo en Boston, es el último paso hacia hacer realidad la idea de que el físico Richard Feynman expuso en una conferencia en 1959 titulada There ‘s Plenty of room at the bottom [abajo hay mucho espacio]. En su conferencia, Feynman exponía la posibilidad de organizar la información en estructuras de escala atómica y que la tecnología viviera una transformación protagonizada por máquinas moleculares. Los últimos 50 años se han cumplido una buena parte de las predicciones de Feynman sobre el almacenamiento de información. “Pero, en cuanto al segundo objetivo (la miniaturización de las máquinas), apenas nos estamos poniendo“, señala el Dr. Miskin.

Los nuevos robots se basan en la misma tecnología básica que los chips de ordenador. “Lo que hacemos es sacar provecho de 60 años de [investigación sobre el] silicio“, asegura Paul McEuen, físico de la Universidad Cornell. “Hacer un chip de silicio de 100 micras por lado no es nada del otro mundo. Lo que no existía es básicamente el exoesqueleto que construye los brazos del robot, los actuadores “.

El reto de alimentar un microrobot
Mientras trabajaba en los laboratorios del Dr. McEuen y Itai Chen -ambos, físicos de la Universidad Cornell-, el Dr. Miskin desarrolló una técnica para superponer capas de platino y titanio en una oblea de silicio. Al aplicar voltaje eléctrico, el platino se contrae, el titanio se mantiene rígido y la superficie plana se dobla. Esta torsión se convirtió en el motor que mueve las extremidades de los robots, cada uno de los cuales tiene un espesor equivalente a un centenar de átomos.

La idea no es nueva. Hace decenios que investigadores como Kris Pister, de la Universidad de California (sede de Berkeley), hablan de “polvo inteligente“: sensores minúsculos que podrían aportar información sobre las condiciones del entorno. Sin embargo, cuando fue la hora de llevar la idea a la práctica, el polvo inteligente adquirió dimensiones mayores, más parecidas a la grava inteligente, para poder meter baterías.

El Dr. Miskin esquivó el problema de la alimentación eléctrica dejando fuera las baterías y sustituyéndolas por placas solares minúsculas colocadas en la parte dorsal de los robots y alimentadas por láseres.

Agua viscosa como la miel
Como, para fabricar los robots, se utilizan técnicas convencionales utilizadas con el silicio, incorporar sensores para medir la temperatura o las pulsaciones eléctricas no debería comportar ninguna dificultad. El Dr. Miskin asegura que a menudo sus compañeros ingenieros electrónicos se hacen cruces cuando se enteran de que los robots funcionan con una fracción de vuelta y sólo consumen diez milmillonésimas partes de vatio. “¿O sea que puedes coger mi creación y poner patas?” “Sí, eso mismo“. “¿Y luego puedes hacer que la pilote, que compute y haga todo esto?“. La gente queda entusiasmada.

Sin embargo, todavía hay retos por superar. Los láseres no servirían como fuente de alimentación de los robots que se inyecta en el cerebro, aunque el Dr. Miskin asegura que los campos magnéticos podrían ser una alternativa. El científico tiene intención de concebir robots que naden en lugar de retar con las extremidades, pero hay que tener en cuenta que, para aparatos diminutos, nadar puede ser una tarea ardua, ya que el agua se convierte en viscosa, como la miel.

Sin embargo, el Dr. Miskin espera poder hacer una demostración práctica del funcionamiento de los microrobots dentro de pocos años. “En realidad, la cuestión es cuánto tienes que innovar“, comenta. “Y lo que me encanta de este proyecto es que, para muchas de las cosas funcionales, la respuesta es nada: es coger las partes que ya existen y juntarlas“.