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Una polilla robot con «sangre artificial» crea un sensor de UV

by Lisa Larsen
Una pequeña polilla robot, claramente una máquina, con alas de plástico transparente llenas de venas de líquido turquesa, posada en una hoja verde entre flores rojas y violetas.

Una polilla robot en Estonia se ha fabricado un sentido nuevo sobre la marcha. Investigadores de la Universidad de Tartu y del Instituto Italiano de Tecnología bombearon una especie de «sangre» artificial por sus alas de plástico transparente, iluminaron un punto con luz ultravioleta y allí mismo, dentro del robot, se formó un sensor de UV que funciona, según su estudio en Advanced Science.

Por qué importa: casi todos los robots actuales se quedan para siempre con los sensores con los que salieron de fábrica. Si se topan con algo nuevo, no pueden añadirse un ojo o una nariz. Esta polilla muestra una primera forma, todavía sencilla, de que un robot construya parte de su propio hardware allí donde lo necesita, igual que los seres vivos hacen crecer y reparan sus tejidos.

¿Por qué una polilla?

Los insectos como las polillas tienen un sistema circulatorio abierto: en lugar de una red cerrada de vasos sanguíneos estrechos, su líquido corporal (la hemolinfa) baña el cuerpo con bastante libertad. Eso hace que la «fontanería» sea mucho más fácil de copiar, porque el líquido no necesita un control de flujo preciso, explica el Consejo de Investigación de Estonia.

El equipo tomó como plano las alas de la polilla Catocala fraxini (en inglés, blue underwing), a partir de ejemplares de la propia colección de la universidad. Después imprimió en 3D el cuerpo del robot en PETG transparente, un plástico resistente que usan muchas impresoras 3D domésticas.

Venas a la vista

Los «vasos sanguíneos» del robot funcionan a dos escalas. Por cada ala corren canales de un milímetro de ancho, y cada ala mide 86 centímetros cuadrados, algo más que media postal. Además, los diminutos huecos entre las líneas de plástico impreso hacen de microcanales, así que el líquido penetra unos 10 micrómetros (mucho menos que el grosor de un pelo) dentro del propio plástico.

Una sola bomba llena todo el cuerpo con unos 3 mililitros de líquido, menos de una cucharadita. Ese líquido transporta los materiales de construcción: una sustancia llamada pirrol, un iniciador que se activa con la luz y un aditivo derivado de la celulosa, cuenta Interesting Engineering.

Una lámpara de luz UV violeta ilumina a través de una plantilla naranja un ala de plástico transparente con canales de líquido turquesa, donde se forma un pequeño cuadrado negro.
Un minuto de luz UV convierte el líquido en un sensor negro que conduce la electricidad · Ilustración de DIGITAL WOXTER TECHNEWS.

Un sensor en un minuto

Aquí viene lo ingenioso. Cuando los investigadores iluminan un punto elegido con luz UV durante un minuto, más o menos, el pirrol de esa zona se convierte en polipirrol, un plástico que conduce la electricidad. La zona iluminada se vuelve negra: esa mancha negra es el nuevo sensor. Una plantilla decide su forma, con una precisión de unos 0,3 mm.

A partir de ahí, cada vez que la luz UV da en la mancha, su resistencia eléctrica baja un instante. Un pequeño ordenador de a bordo detecta el cambio y reacciona: la polilla bate las alas gracias a un alambre con memoria de forma (un «músculo» de nitinol que se encoge al calentarse, como explicamos en la historia del robot volador que resiste un matamoscas), o enciende un LED. Antes de que creciera el sensor, el robot no reaccionaba en absoluto a la luz UV.

Un sensor que mejora con la práctica

Las pruebas dejaron dos sorpresas. La primera, que el sensor se volvía más sensible con cada exposición, porque el pirrol sobrante seguía convirtiéndose en polipirrol. Los autores lo llaman una especie de «memoria del material». La segunda, que los sensores seguían funcionando después de más de cuatro meses guardados.

La autora principal, Kadri-Ann Pankratov, estudiante de doctorado en Tartu, resume así su objetivo: «Trabajo para darles a los robots un sistema circulatorio».

Lo que todavía no puede hacer

Es una prueba de concepto, y el equipo deja claros sus límites. Solo hay una receta química, y no tiene vuelta atrás. Los investigadores decidieron cuándo llenar las venas, y fue una plantilla, no el entorno, la que eligió dónde se formaba el sensor. La misma luz UV que construyó el sensor es lo único que este puede detectar.

Y el robot no eligió nada por su cuenta. «Por ahora, la inteligencia central del robot sabía qué componente iba a llegar», explicó Pankratov a Interesting Engineering. Cómo quitar esa planificación previa sigue siendo una pregunta abierta.

Qué pasará ahora

El equipo espera que la idea funcione con otros materiales. El polipirrol podría ajustarse para proteger contra la corrosión, blindar la electrónica o conectar con tejido vivo, y las venas podrían transportar otras sustancias, quizá reversibles. Pankratov confía en que dentro de unos diez años la sangre artificial y los sistemas circulatorios sean una opción habitual para los robots, también para los que trabajen en plena naturaleza.

Los robots toman prestadas cada vez más ideas de la biología, desde una piel que siente «dolor» hasta músculo de verdad cultivado en laboratorio. Un robot que se fabrica el sentido que necesita, justo donde lo necesita, sería un gran paso en ese camino.

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Fuentes

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