Propulsión mejorada ayuda a nano robots a nadar dentro del cuerpo humano.

Créditos de las imagenes: Nitzan Zohar, Spokesperson, Technion.

Propulsión óptima: ayudar a los robots a nanoescala (nano robots) a nadar mejor en el cuerpo humano.

Investigadores de Israel han completado un estudio interdisciplinario que revela la configuración óptima para que nano robots pueden viajar dentro del cuerpo humano para realizar una variedad de tareas.

El modelo mejora los modelos anteriores inspirados en la naturaleza.

Dirigido por el Profesor Alex Leshansky del Departamento de Ingeniería Química Wolfson del Technion, el equipo de investigación compuesto por miembros de tres facultades diferentes de Technion (los otros fueron el Departamento de Matemáticas y el Departamento de Física) analizaron la configuración óptima para robots a nanoescala diseñados para «nadar» a través del cuerpo humano.

Sus hallazgos fueron publicados recientemente en Science Robotics.

Durante la última década, grupos de investigación de todo el mundo han estado trabajando para desarrollar nano robots (de escala nanométrica o micrométrica) que puedan moverse en un entorno líquido.

Estos nano robots ofrecen diversas oportunidades en aplicaciones biomédicas importantes, incluida la entrega de medicamentos.

Propulsión mejorada para nano robots.

La inspiración original para el diseño de estos robots en miniatura proviene de las bacterias, que se mueven utilizando esbeltas colas helicoidales llamadas flagelos.

A medida que el flagelo gira en el líquido, crea una fricción que impulsa a la bacteria.

Inspirados por este mecanismo natural, los grupos de investigación han desarrollado diminutas espirales impulsadas por un campo magnético rotativo.

Aunque este método ofrece una serie de ventajas (incluidos los requisitos de baja potencia del campo magnético), crear estas espirales es complicado.

Como resultado, los investigadores han sugerido utilizar agrupaciones aleatorias de nanopartículas magnéticas como pequeños «nadadores».

Esos conglomerados se pueden fabricar fácilmente mediante un simple proceso de agregación.

Pero en el artículo publicado en Science Robotics, los investigadores de Israel demuestran que este enfoque no arroja resultados óptimos.

La velocidad máxima posible.

Como parte de su estudio, los investigadores israelíes desarrollaron una teoría para calcular la velocidad óptima de estos nadadores magnéticos en función de su forma y magnetización.

Con este resultado, ahora pueden calcular la velocidad máxima posible de clústeres aleatorios y la forma óptima para estos pequeños nadadores.

Contrariamente a las expectativas, descubrieron que la delgada espiral inspirada en la naturaleza no es la forma óptima, sino más bien un arco grueso con extremos retorcidos.

Se demostró que esta hélice óptima se movía mucho más rápido que los clústeres aleatorios desarrollados previamente.

Según el profesor Leshansky, los hallazgos del estudio conducirán al desarrollo de micro robots más eficientes: «la mayoría de los investigadores en el campo asumen que la forma helicoidal biomimética para dispositivos de natación pequeños es la óptima.

Para nuestra sorpresa, descubrimos que la forma óptima es bastante diferente de la hélice y fueron capaces de demostrar una estructura más eficiente».

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