Diseñan un pez raya robótico impulsado por células de rata

La raya robótica, que contiene aproximadamente 200.000 cardiomiocitos, es de 16 milímetros de largo y pesa tan sólo 10 gramos.

Investigadores de la Universidad de Harvard, en Cambridge, Massachusetts, Estados Unidos, han creado un imitador robótico de pez raya que se alimenta y guía por células cardiacas sensibles a la luz. El trabajo presenta un nuevo método para construir robots bio-inspirados por medio de la ingeniería de tejidos. Los peces batoideos, entre los que están las rayas, se distinguen por sus cuerpos planos y sus largas aletas en forma de alas que se extienden desde la cabeza. Estas aletas se mueven en ondas de bajo consumo desde la parte delantera de la aleta a la parte posterior, lo que permite a los batoideos deslizarse con gracia a través del agua.

Inspirados por este diseño, Sung-Jin Park, investigador asociado en Bioingeniería en el Instituto Wyss de Harvard, y colegas trabajaron para construir un robot en miniatura de tejido blando, con cualidades y eficiencia similares. Ellos crearon esqueletos de oro con carga neutra que imitan la forma de la raya, que cubrieron con una capa fina de polímero elástico. A lo largo de la parte superior de la raya robótica, alinearon estratégicamente cardiomiocitos de rata (células musculares), que al estimularlos contraen las aletas hacia abajo.

Como estimulación de las aletas para que se muevan hacia arriba una segunda capa de cardiomiocitos, los investigadores diseñaron el esqueleto de oro en una forma que almacena algo de energía al bajar las aletas, que luego se libera cuando las células se relajan, lo que permite a las aletas elevarse. Como los investigadores pueden controlar el movimiento del robot mediante pulsos de luz, modificaron genéticamente los cardiomiocitos para responder a las señales de luz.

De esta forma, se pueden emplear pulsos de luz asimétricos para activar el robot hacia la izquierda o la derecha, como demostraron los investigadores, y usar diferentes frecuencias de luz para controlar su velocidad. El método funciona lo suficientemente bien como para guiar el robot a través de una carrera de obstáculos básica. La raya robótica, que contiene aproximadamente 200.000 cardiomiocitos, es de 16 milímetros de largo y pesa tan sólo 10 gramos.