Los ingenieros de UCLA han desarrollado minúsculos robots de logística de almacén que podrían ayudar a acelerar y automatizar las tecnologías de diagnóstico médico y otras aplicaciones que mueven y manipulan pequeñas gotas de fluido. El estudio fue publicado en Ciencia Robótica .

Los robots son imanes en forma de disco de unos 2 milímetros de diámetro, diseñado para trabajar en conjunto para mover y manipular gotas de sangre u otros fluidos, con precisión. Por ejemplo, los robots pueden dividir una gota grande de fluido en gotas más pequeñas que tienen el mismo volumen para realizar pruebas consistentes. También pueden mover gotitas a bandejas de prueba precargadas para verificar si hay signos de enfermedad. El equipo de investigación llama a estos robots "ferrobots" porque funcionan con magnetismo.

Los ferrobots se pueden programar para realizar operaciones fluídicas secuenciales y paralelizadas masivamente a escalas de pequeña longitud de manera colaborativa. Para controlar el movimiento de los robots, las baldosas electromagnéticas en el chip tiran de los ferrobots a lo largo de las rutas deseadas, muy parecido a usar imanes para mover piezas de ajedrez de metal desde debajo de un tablero de ajedrez.

"Nos inspiró el impacto transformador de los sistemas de robots móviles en red en la fabricación, industrias de almacenamiento y distribución, como los que se utilizan para clasificar y transportar paquetes de manera eficiente en los almacenes de Amazon, "dijo Sam Emaminejad, un profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática y el autor principal correspondiente del estudio. "Entonces, Nos propusimos implementar el mismo nivel de automatización y movilidad en un entorno de microfluidos. Pero nuestro 'piso de fábrica' es mucho más pequeño, aproximadamente del tamaño de tu palma, y nuestros bienes, las gotitas de fluido, son tan pequeños como unas pocas décimas de milímetro ".

El "piso de la fábrica" ​​es un chip del tamaño de una tarjeta de índice, diseñado por los investigadores, con estructuras internas que ayudan a manipular las gotas de fluido transportadas por los robots, como se demuestra en este video:

"De la misma manera que los robots de Amazon móviles y de colaboración cruzada transformaron las industrias basadas en la logística, nuestra tecnología podría transformar varias industrias relacionadas con la biotecnología, incluidos los diagnósticos médicos, desarrollo de fármacos, genómica, y la síntesis de productos químicos y materiales, "dijo el co-corresponsal del estudio y autor principal Dino Di Carlo, Profesores Armond y Elena Hairapetian de UCLA en Ingeniería y Medicina. "Estos campos han usado tradicionalmente robots de 'manejo de líquidos' del tamaño de un refrigerador. Usando nuestros ferrobots mucho más pequeños, tenemos el potencial para hacer muchos más experimentos, y generar significativamente más datos, con los mismos materiales de partida y en la misma cantidad de tiempo ".

Los investigadores demostraron en uno de sus experimentos cómo una red automatizada de tres robots podría trabajar en conjunto para mover y manipular gotas de muestras de plasma humano en un chip en busca de marcadores moleculares que indiquen la presencia de cáncer.

"Programamos cuándo y dónde se encendían y apagaban los mosaicos para guiar a los ferrobots a través de sus rutas designadas, "dijo Wenzhuo Yu, estudiante de posgrado en ingeniería eléctrica e informática de UCLA y coautor principal del artículo. "Esto nos permite tener varios robots trabajando en el mismo espacio, ya un ritmo relativamente rápido para realizar las tareas de manera eficiente ".

Los robots se movieron a 10 centímetros por segundo y realizaron más de 10, 000 movimientos cíclicos durante un período de 24 horas en los experimentos. Además del transporte, otras funciones como dispensar, Se demostró la fusión y el filtrado de muestras de fluidos a medida que los ferrobots interactuaban con las estructuras del chip.