El spray magnético transforma objetos inanimados en pequeños robots

Diferentes Millirobots

El reptil millirobot cambia de movimiento de oruga a movimiento de concertina después de la reprogramación. Crédito: Universidad de la Ciudad de Hong Kong

Los millirobots que pueden adaptarse a entornos no estructurados, operar en espacios confinados e interactuar con una amplia gama de objetos serían deseables para aplicaciones de exploración y biomédicas. Sin embargo, el desarrollo de milirobots ha enfrentado dificultades debido a sus complicadas técnicas de fabricación.

Recientemente, investigadores de los Institutos de Tecnología Avanzada de Shenzhen (SIAT) de la Academia de Ciencias de China, junto con la Universidad de la Ciudad de Hong Kong (CityU), han desarrollado un aerosol magnético aglutinado, reprogramable, desintegrable y biocompatible (M-spray) que puede convertir fácilmente objetos inanimados en milirobots.

Los resultados de la investigación se han publicado en Ciencia Robótica en un artículo titulado «Un aerosol magnético aglutinado transforma objetos inanimados en milirobots para aplicaciones biomédicas».

El spray magnético (M-spray) está compuesto principalmente de alcohol polivinílico (PVA), gluten y partículas magnéticas. La piel M formada a partir del spray M se puede reprogramar ajustando la dirección de magnetización fácil sin cambiar la estructura principal.

Cuando el aerosol cubierto se humedece por completo, el espacio entre las partículas magnéticas aumenta debido al hinchamiento del PVA y las restricciones sobre las partículas magnéticas del PVA y el gluten disminuyen considerablemente. Como resultado, las partículas magnéticas dentro del aerosol se pueden realinear a lo largo de la dirección del flujo magnético y pueden superar las limitaciones cuando se aplica un fuerte campo magnético.

“La capacidad de reprogramación bajo demanda otorga a los millirobots una alta adaptabilidad para lograr una locomoción diversa. El equipo demostró la reprogramación de un reptil millirobot de tres secciones que podía moverse con el movimiento de la oruga 3D antes de la reprogramación y la concertina 2D después de la reprogramación ”, dijo el co-primer autor Dr. SHANG Wanfeng, profesor asociado de SIAT.

Spray magnético Bionergy

Agglutinate M-spray convierte objetos inanimados en milirobots y la cápsula M-skin para la administración activa en un modelo animal ex vivo. Crédito: SIAT

Además, el spray M se puede desintegrar aumentando la energía cinética de las partículas magnéticas para superar las limitaciones internas. Esto se hace aplicando un campo magnético oscilante en un ambiente acuoso. Esta desintegración inducida magnéticamente asegura que el millirobot construido pueda desintegrarse a la orden.

La investigación también demostró aplicaciones potenciales en el área biomédica, incluida la capacidad de navegación de un catéter cubierto con aerosol M en el modelo vascular estrecho, la reprogramación de hilo de algodón de muestreo multipunto para varios conjuntos de dirección y una cápsula cubierta con aerosol magnético para entrega activa.

Un experimento de estómago de conejo demostró que una cápsula de milirobot construida podría mejorar eficazmente la retención y la concentración de un fármaco en lesiones específicas.

“Esta investigación ofrece un método general de construcción de robots a pedido aprovechando la estructura y morfología de los propios objetos objetivo. Con componentes biocompatibles, los efectos secundarios de su desintegración son insignificantes, lo que lo convierte en un buen candidato para aplicaciones biomédicas ”, dijo el Dr. WU de SIAT.

Lea El nuevo aerosol magnético transforma objetos en robots a escala de insectos para aplicaciones biomédicas para obtener más información sobre este desarrollo.

Referencia: «Un aerosol magnético aglutinado transforma objetos inanimados en milirobots para aplicaciones biomédicas» por Xiong Yang, Wanfeng Shang, Haojian Lu, Yanting Liu, Liu Yang, Rong Tan, Xinyu Wu y Yajing Shen, 18 de noviembre de 2020, Ciencia Robótica.
DOI: 10.1126 / scirobotics.abc8191