Con apenas unos milímetros de largo y un diseño que imita el movimiento de bacterias como la Escherichia coli o de espermatozoides humanos, los nadadores magnéticos son robots diminutos que podrían revolucionar campos como la medicina de precisión, la exploración industrial o la robótica ambiental, aseguró Francisco Antonio Godínez Rojano, investigador del Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y desarrollador de dichos artefactos.

Estos robots pueden moverse dentro de fluidos sin necesidad de cables ni baterías, son controlados mediante campos magnéticos. “Imitamos las estrategias de locomoción de organismos que evolucionaron durante millones de años para nadar en fluidos complicadísimos”, explicó el experto.

Aplicaciones médicas

Además de sus posibles aplicaciones médicas –como liberar fármacos directamente en un tumor o destapar coágulos–, estos robots podrían inspeccionar tuberías, romper cúmulos de grano en silos o desplazarse por materiales granulares, lo que reduciría los riesgos humanos y accidentes en la industria.

“Los nadadores magnéticos son robots autómatas que se controlan vía remota”, apuntó Godínez Rojano.

La mayoría de los diseños que han hecho en la UNAM tienen una dimensión de dos centímetros de largo, con seis milímetros de diámetro y están modelados a partir de microrganismos naturales.

El modelo que toma como referencia la bacteria Escherichia coli “tiene un filamento enroscado en forma de espiral, que al rotar cumple la función de una hélice o de un sacacorchos”. Esa geometría le permite desplazarse a través de los fluidos, mientras que el microrrobot que emula al espermatozoide humano tiene una cola flexible que se mueve de manera ondulatoria, lo cual impulsa el dispositivo hacia adelante.

Para su creación en laboratorio, los expertos han empleado materiales de uso común: popotes, como los que se usan para tomar refresco o agua, resortes de pluma que tienen forma de espiral e imanes permanentes de neodimio.

Después, mediante el uso de bobinas generan un campo magnético rotatorio para hacer que giren y puedan desplazarse en diferentes medios. Godínez Rojano mencionó que aunque elaborar un robot puede costar 10 pesos, el sistema para moverlo oscila en 80 mil pesos.

Por ahora, los modelos creados en la UNAM funcionan como pruebas de concepto. Pero a pesar de estar hechos con materiales sencillos y de bajo costo, reproducen con fidelidad los principios físicos de locomoción en medios complejos, lo que permite simular condiciones reales y estudiar su posible aplicación médica o industrial.

Los nadadores magnéticos son una gran promesa para el campo de la medicina, ya que en escalas microscópicas y con los materiales adecuados podrían introducirse en capilares –pequeños vasos sanguíneos que transportan nutrientes y oxígeno a las células de todo el cuerpo–, lo que permitiría la liberación localizada de medicamentos, así como diagnósticos e intervenciones mínimamente invasivas.

“Han surgido ideas interesantes para utilizar estos robots en procedimientos médicos. Por ejemplo, atacar tumores pequeños sin necesidad de hacer cirugías invasivas o destapar coágulos”, comentó el académico.

En países como Corea del Sur el desarrollo de estos robots está muy avanzado, pero todavía prevalecen retos con respecto a utilizar materiales no tóxicos para el cuerpo humano y que sean biodegradables.

En otros contextos como en la industria petroquímica, estos robots se pueden introducir en las tuberías para hacer labores de inspección. “Ayudarían a identificar daños de manera temprana y tomar acciones de manera anticipada para evitar daños o incluso algún tipo de accidente catastrófico”.

Incluso, Godínez Rojano desarrolló uno de estos con la capacidad de desplazarse en medios granulares. De tal forma que pueden introducirse en silos –una estructura diseñada para almacenar materiales a granel, como granos, forraje, incluso cemento– y realizar la inspección del grano.

Este prototipo no es microscópico, sino del tamaño de un adulto, capaz de desplazarse a través del silo, inspeccionar la calidad de las semillas, ver si hay cúmulos o puentes de grano, e incluso romperlos para mantener su correcta conservación.

“Hay muchas ramas donde se pueden aplicar estos robots, pero éstas tres son donde más se justifica su uso”, dijo.

A escala mundial, los países que tienen los avances más importantes en esta tecnología, son: Corea del Sur, Suiza, Reino Unido. Mientras que en México hay pocos grupos desarrollando este tipo de dispositivos. Para Godínez Rojano, la clave está en fomentar colaboraciones internacionales, invertir en ciencia con una visión de Estado y conformar equipos interdisciplinarios que integren físicos, ingenieros, biólogos y médicos. “Con voluntad política, México podría tener más presencia en esta revolución tecnológica”, concluyó.