Los ingenieros del MIT y sus colaboradores diseñan un dispositivo microfluídico que imita el mecanismo de bombeo de árboles y plantas. Al igual que las hojas de los árboles proporcionan azúcar a este proceso vía fotosíntesis, si a un mecanismo artificial se le añade una fuente de azúcares adicional, él mismo ofrece un flujo constante.
La robótica siempre ha levantado mucha expectación. Todos tenemos en la retina imágenes de películas donde todo tipo de robots forman parte de la sociedad, desde máquinas que cocinan la mejor de las recetas, hasta inteligencias artificiales semejantes a un humano más. En este sentido, la robótica ha pecado en los últimos tiempos de querer desarrollar herramientas de lo más espectaculares, de la talla de robots que vuelan como pájaros o corren como galgos, dejando de lado el componente funcional en sus creaciones. A día de hoy, el gran reto de la robótica pasar por inventar artificios capaces de realizar tareas de lo más complejas a bajo coste. De acuerdo con los expertos, esta singularidad se consigue engendrando máquinas muchos más pequeñas y exentas de todas las partes móviles posibles. Precisamente esto es lo que un grupo de investigadores del MIT está intentando lograr en uno de sus últimos proyectos.
Inspirándose en la naturaleza
Los ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y sus colaboradores han diseñado un dispositivo microfluídico nombrado «árbol-en-un-chip», que imita el mecanismo de bombeo de árboles y plantas. Su investigación ha revelado que, del mismo modo que las hojas de los árboles proporcionan azúcar a este proceso vía fotosíntesis, si a un mecanismo artificial se le añade una fuente de azúcares adicional, él mismo ofrece un flujo constante sin necesidad de partes móviles o la instalación de bombas de ningún tipo. Al igual que sus homólogos naturales, el chip opera de forma pasiva y es capaz de bombear agua y azúcares a una tasa de flujo constante durante varios días.
Para su propósito, los científicos partieron de una premisa básica en la biología: los árboles y las plantas son bombas hidráulicas de la naturaleza. Tiran constantemente agua de sus raíces a las hojas más altas y bombean los azúcares producidos de regreso a las raíces. Este flujo constante de nutrientes se transporta a través de un sistema de tejidos llamado xilema y floema. No obstante, cuando se pretende recrear esta actividad, las técnicas no funcionan. Es decir, si se construyen dos conductos separados por una membrana similar y se llena uno de agua y otro de agua azucarada, no da un resultado de flujo constante. Según explican en los ingenieros del MIT, el motivo reside en las hojas que incorporan azúcares vía fotosíntesis. La bomba requiere incorporar una fuente adicional de azúcares que permite equilibrar el flujo.
Alcanzando la complejidad barata
Anette «Peko» Hosoi, profesor y jefe del departamento asociado para las operaciones en el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT, explica que a los ingenieros les resultaba difícil y costoso hacer bombas y piezas móviles que dotaran de movimientos complejos a los robots más pequeños. Conforme a su exposición, el mecanismo concebido por el equipo permitirá crear máquinas cuyos movimientos sean propulsados por bombas de bajo coste basadas en azúcares. Así, el bombeo pasivo del chip podrá ser empleado como un actuador hidráulico en esta clase de robots.
«El objetivo de este trabajo es conseguir la complejidad barata, como se ve en la naturaleza», declara Hosoi. «Es fácil agregar otra hoja o un canal de xilema en un árbol. En la robótica pequeña todo es más complicado, desde la fabricación, hasta la integración o la actuación. Sería muy emocionante que pudiéramos hacer bloques de construcción que permitieran una complejidad más barata. Creo que las bombas microfluídicas son un paso en esa dirección», asegura el profesor.
Este ejemplo ilustra la voluntad del sector científico de encauzar la robótica al desarrollo de herramientas más funcionales. Aunque las miras de la tecnología se sitúen frecuentemente en el espectáculo y la ficción, la realidad demuestra que la innovación se halla muchas veces en la misma realidad, concretamente en la naturaleza.
