Científicos de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill han creado innovadores robots blandos equipados con pieles electrónicas y músculos artificiales, que les permiten sentir su entorno y ajustar sus movimientos en tiempo real, según el artículo «Skin-Inspired, Sensory Robots for Dispositivos electrónicos. Conexiones con la naturaleza.

En su investigación, financiada por la Fundación Nacional de Ciencias y los Institutos Nacionales de Salud, los robots están diseñados para imitar la forma en que los músculos y la piel trabajan juntos en los animales, haciéndolos más eficientes y seguros de usar en el cuerpo. E-skin integra una variedad de materiales sensores, como nanocables de plata y polímeros conductores, en una base flexible que imita fielmente las complejas funciones sensoriales de la piel real.

«Estos robots blandos pueden realizar una variedad de movimientos bien controlados, como doblarse, extenderse y girar en entornos biológicos», dijo Lin Zhang, primer autor del artículo y becario postdoctoral en el Departamento de Ciencias Físicas Aplicadas de Carolina. «Están diseñados para adherirse suavemente al tejido, reduciendo el estrés y el daño potencial. Inspirados en formas naturales como las estrellas de mar y las vainas de semillas, pueden remodelar sus estructuras para realizar de manera eficiente una variedad de tareas».

Estas características hacen que los robots de detección suave sean altamente adaptables y útiles para mejorar el diagnóstico y el tratamiento médicos. Pueden cambiar de forma para adaptarse a los órganos y lograr una mejor recepción y tratamiento; capaz de monitorear continuamente las condiciones internas como el volumen de la vejiga y la presión arterial; ofrecer tratamientos como estimulación eléctrica basados ​​en datos en tiempo real; y puede ingerirse para controlar y tratar afecciones estomacales.

Un robot ingerible capaz de permanecer en el estómago, llamado Therapist, puede controlar los niveles de pH y administrar medicamentos durante un período de tiempo más largo, mejorando los resultados del tratamiento de enfermedades gastrointestinales. La pinza terapéutica también se puede acoplar fácilmente a un corazón que late, monitoreando continuamente la actividad electrofisiológica, midiendo la contracción del corazón y proporcionando estimulación eléctrica para regular el ritmo cardíaco.

Una pinza robótica diseñada para envolver una vejiga humana puede medir su volumen y proporcionar estimulación eléctrica para tratar una vejiga hiperactiva, mejorando la atención al paciente y la eficiencia del tratamiento. Un manguito robótico que se envuelve alrededor de un vaso sanguíneo puede medir con precisión la presión arterial en tiempo real, ofreciendo una solución de monitoreo precisa y no invasiva.

«Las pruebas en ratones han demostrado la capacidad de la pinza terapéutica para realizar estas funciones de manera efectiva, lo que demuestra su potencial como implante cardíaco de próxima generación», dijo Zhang.

El Bai Lab colaboró ​​en el estudio con investigadores de la UNC-Chapel Hill en el Departamento de Biología; Departamento de Ingeniería Biomédica; Departamento de Química; Departamento Conjunto de Ingeniería Biomédica y McAllister Heart Institute; Universidad Estatal de Carolina del Norte; y la Escuela Weldon de Ingeniería Biomédica de la Universidad Purdue.

El éxito de los investigadores en modelos animales vivos muestra un futuro prometedor para estos robots en aplicaciones médicas del mundo real, cambiando potencialmente el tratamiento de enfermedades crónicas y mejorando los resultados de los pacientes.

«Este enfoque innovador para el diseño de robots no sólo amplía el alcance de los dispositivos médicos, sino que también resalta el potencial para futuros desarrollos en interacciones sinérgicas entre robots implantables blandos y tejido biológico», dijo Wubin Bai, investigador principal del estudio y profesor asistente en Carolina. . «Nos esforzamos por lograr la biocompatibilidad y la estabilidad a largo plazo en un entorno fisiológico dinámico».



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