El nuevo campo de la robótica biohíbrida implica el uso de tejido vivo dentro de los robots, en lugar de solo metal y plástico. El músculo es un componente clave potencial de estos robots, proporcionando la fuerza impulsora para el movimiento y la función. Sin embargo, en un esfuerzo por integrar músculo vivo en estas máquinas, ha habido problemas con la fuerza que estos músculos pueden ejercer y la cantidad de tiempo antes de que comiencen a encogerse y perder su función.

Ahora, en un estudio publicado en la revista Ciencia Robótica , Los investigadores del Instituto de Ciencias Industriales de la Universidad de Tokio han superado estos problemas mediante el desarrollo de un nuevo método que progresa a partir de células precursoras de músculos individuales, a sábanas llenas de células musculares, y luego a los tejidos del músculo esquelético en pleno funcionamiento. Incorporaron estos músculos en un robot biohíbrido como pares antagónicos que imitan a los del cuerpo para lograr un movimiento robótico notable y una función muscular continua durante más de una semana.

El equipo primero construyó un esqueleto de robot en el que instalar el par de músculos en funcionamiento. Esto incluía una articulación giratoria, anclajes donde los músculos podrían unirse, y electrodos para proporcionar el estímulo para inducir la contracción muscular. Para la parte viva del músculo del robot, en lugar de extraer y utilizar un músculo que se había formado completamente en el cuerpo, el equipo construyó uno desde cero. Para esto, utilizaron láminas de hidrogel que contenían células precursoras musculares llamadas mioblastos, agujeros para unir estas hojas a los anclajes del esqueleto del robot, y rayas para estimular la formación de las fibras musculares alineadas.

"Una vez que construimos los músculos, los usamos con éxito como pares antagónicos en el robot, con uno contrayéndose y el otro expandiéndose, como en el cuerpo, ", dice el autor correspondiente del estudio, Shoji Takeuchi." El hecho de que estuvieran ejerciendo fuerzas opuestas entre sí impidió que se encogieran y se deterioraran, como en estudios anteriores ".

El equipo también probó los robots en diferentes aplicaciones, incluyendo tener uno para recoger y colocar un anillo, y tener dos robots trabajando al unísono para levantar un marco cuadrado. Los resultados mostraron que los robots podían realizar bien estas tareas, con la activación de los músculos que conduce a la flexión de una protuberancia en forma de dedo en el extremo del robot alrededor de 90 °.

"Nuestros hallazgos muestran que, usando esta disposición antagónica de músculos, estos robots pueden imitar las acciones de un dedo humano, ", dice el autor principal Yuya Morimoto." Si podemos combinar más de estos músculos en un solo dispositivo, deberíamos ser capaces de reproducir la compleja interacción muscular que permiten las manos, brazos, y otras partes del cuerpo para funcionar ".

El artículo "Robot biohíbrido impulsado por un par antagonista de tejidos del músculo esquelético" se publicó en Ciencia Robótica .