Richard Feynman tenía razón:hay mucho espacio en la parte inferior, y el pitido, Los pesados ​​botes de basura de la ciencia ficción de la década de 1950 están dando paso gradualmente a micro-droides del tamaño de una mota de polvo. . . o incluso una molécula.

Pero esta nueva generación de robots invisiblemente diminutos plantea una nueva pregunta:¿cómo puede incluso exprimirse la inteligencia rudimentaria en algo cuya parte móvil más grande consiste en un puñado de átomos? Una solución, dice la estudiante graduada de Caltech en computación y sistemas neuronales Nadine Dabby, es construir la inteligencia en el medio ambiente.

En la conferencia TEDxCaltech de enero, Dabby presentará un robot de una molécula capaz de seguir un rastro de migas de pan químicas. Un artículo en el que fue coautora Naturaleza el pasado mes de mayo describe una "araña molecular" a la que se puede persuadir para que "camine" por un camino predeterminado.

Las "patas" de la araña están formadas por segmentos cortos de ADN, al igual que las "moléculas de sustrato" que forman el camino, cada uno de los cuales está anclado en un extremo como una brizna de hierba. La pata y el sustrato pueden unirse temporalmente, pero este proceso deja el sustrato un poco menos "pegajoso" que antes, y el siguiente tramo que entra en contacto con él no se llevará a cabo por tanto tiempo. Esa sutil diferencia en la adherencia es lo que produce el comportamiento de caminar del robot. Sin sentido de dirección plan, o propósito, sus piernas revolotean continuamente al azar, como los del proverbial borracho en los estudios de probabilidad. Pero debido a que están sujetos con menos firmeza por el sustrato que se ha visitado anteriormente, el movimiento general tiende a avanzar en dirección hacia adelante.

La ruta de la miga de pan se coloca en la superficie de una biomolécula autoensamblada, generado por un proceso llamado "origami de ADN". Desarrollado en Caltech en el laboratorio de bioingeniería de Erik Winfree por el entonces postdoctorado Paul W. K. Rothemund (ahora investigador asociado senior), esta técnica teje una sola hebra de ADN en un rectángulo que llena el espacio. Los largos tramos paralelos que se alternan con bruscos giros en U crean un patrón que recuerda el camino de ida y vuelta de un agricultor arando un campo.

Para cementar el ADN tejido en su lugar, se agregan varios fragmentos de ADN mucho más cortos; estos "hilos básicos" se unen en posiciones específicas a lo largo de la longitud de la molécula tejida, sujetar los tramos adyacentes juntos como bridas alrededor de un cable de alimentación. Y esos hilos básicos tienen una segunda función:actúan como anclajes para las moléculas de sustrato que definen el camino. La gruesa cuadrícula de 16 x 12 en la que caen no es lo suficientemente densa como para crear laberintos muy elaborados, pero permitió a los investigadores establecer algunas rectas, algunas curvas, y un giro brusco o dos.

Técnicamente, la araña no tiene ocho patas sino cuatro, y solo camina sobre tres de ellos. El cuarto se usa para unir la molécula a su posición inicial, hasta que una señal química de los investigadores rompe el vínculo y envía al robot en su camino. (Imagínese una iguana de tres patas atada a un poste; la correa se rompe, y la criatura tropieza con sus patas elásticas.)

¿Y cómo se ve un nano-bot en acción? Usando marcadores fluorescentes y microscopía de fuerza atómica, el equipo produjo con éxito una "película" corta y bastante granulada de una araña que realmente avanzaba con los pies pegajosos por el sendero del jardín.

Con un ritmo medido en nanómetros por minuto, no es probable que el diminuto tripulante rompa ningún récord de velocidad en tierra. Sin embargo, Dabby musita, dadas algunas mejoras a su capacidad para interpretar y alterar su entorno molecular, el robot podría funcionar como una computadora biológica, ejecutar algoritmos arbitrariamente complejos.

Ese primer pequeño paso por un pequeño rastro de ADN podría representar un gran paso para el tipo bot.