Científicos colocan una computadora en un robot del tamaño de un grano de sal

Fuente: PortaldoBitcoin Título Original: Cientistas colocan computador en robot del tamaño de un grano de sal Enlace Original: Los investigadores acaban de reducir los robots autónomos al tamaño de un grano de sal. Y estos robots pueden pensar — de cierta forma.

Un equipo de la Universidad de Pensilvania y de la Universidad de Michigan (EE.UU.) construyó máquinas microscópicas — con 200 por 300 por 50 micrómetros, del tamaño de un grano de sal — que nadan en líquidos, detectan cambios de temperatura, toman decisiones de forma autónoma y operan durante meses seguidos. Cada unidad cuesta aproximadamente un centavo en producirse.

Estos pequeños robots son completamente autónomos. Sin cables, campos magnéticos ni control externo vía joystick. Solo una diminuta computadora, sensores y un sistema de propulsión comprimidos en algo casi invisible a simple vista.

“Reducimos el tamaño de los robots autónomos en 10.000 veces”, afirmó Marc Miskin, profesor asistente de Penn Engineering. “Esto abre una escala totalmente nueva para robots programables.”

La innovación resuelve un problema que desafía a la robótica desde hace 40 años: cómo construir máquinas que operen de forma independiente por debajo de un milímetro. La electrónica ha seguido reduciéndose, pero los robots no han acompañado ese avance. La física en este nivel es desafiante — Miskin explicó que empujar agua en esta escala es como empujar alquitrán, y brazos o piernas diminutos simplemente se rompen.

Por eso, el equipo abandonó completamente los diseños convencionales. En lugar de doblar o flexionar miembros, estos robots generan un campo eléctrico que desplaza partículas cargadas en el líquido circundante. Estas partículas arrastran moléculas de agua con ellas, creando movimiento.

Una secuencia de imágenes en timelapse proyectadas de las trayectorias de partículas trazadoras cercanas a un robot compuesto por tres motores interconectados.

Este enfoque funciona porque no tiene partes móviles. Los electrodos son lo suficientemente resistentes para ser transferidos repetidamente entre muestras con una micropipeta sin sufrir daños. Alimentados por luz LED, continúan nadando durante meses.

Los diminutos paneles solares que alimentan estos robots producen solo 75 nanovatios. Para hacer posible su funcionamiento, el equipo de Michigan desarrolló circuitos que operan en voltajes extremadamente bajos, reduciendo el consumo en más de 1.000 veces. También tuvieron que repensar completamente el funcionamiento del software, condensando lo que normalmente requeriría varias instrucciones en comandos únicos y especializados, que caben en memorias microscópicas.

El resultado: el primer robot submilimétrico con una computadora completa. Procesador, memoria, sensores — el paquete completo. Nadie había hecho esto antes en esta escala.

Estos robots pueden detectar temperatura con una precisión de hasta un tercio de grado Celsius — seis décimos de grado Fahrenheit para quienes prefieren el sistema imperial. Pueden moverse hacia regiones más calientes o reportar valores de temperatura que sirven como indicadores de actividad celular — potencialmente monitoreando células individuales.

Para comunicar sus mediciones, los investigadores crearon una instrucción especial que codifica datos en las “ondulaciones” de una pequeña danza que ejecuta el robot. Los científicos observan con el microscopio y decodifican el mensaje. Es como la comunicación de las abejas, explicó David Blaauw, profesor de Ingeniería Eléctrica y de Computación de la Universidad de Michigan.

Los robots son programados por pulsos de luz, que también los alimentan. Cada uno tiene una dirección única, permitiendo a los investigadores cargar diferentes programas en unidades distintas. Pueden trabajar de forma independiente o coordinada, moviéndose en patrones similares a bancos de peces, alcanzando velocidades de hasta una longitud corporal por segundo.

Las versiones futuras podrán almacenar programas más complejos, integrar nuevos sensores o funcionar en ambientes más hostiles. El diseño actual es una plataforma — su sistema de propulsión funciona con electrónicos que pueden fabricarse en escala y a bajo costo.

“Este es realmente solo el primer capítulo”, afirmó Miskin. “Mostramos que es posible poner un cerebro, un sensor y un motor en algo casi invisible y hacer que sobreviva y funcione durante meses.”

“Cuando tienes esta base”, añadió, “es posible agregar todo tipo de inteligencia y funcionalidad.”