Por Canuto  

Investigadores de la Universidad de Leeds y colaboradores de la Universidad de California San Diego desarrollaron un robot blando de aproximadamente 1,8 mm que crece sin presión interna, puede dirigirse magnéticamente y estima su propia forma hasta 500 veces por segundo. El dispositivo realizó retroflexión y muestreo de biomasa en un modelo de estómago ex vivo, aunque todavía no ha sido probado clínicamente.
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  • El robot crece desde la punta, como una planta, en lugar de empujar todo su cuerpo por el entorno.
  • Su diseño elimina la presión interna de aire y permite crecer y dirigirse simultáneamente mediante magnetismo.
  • El prototipo realizó retroflexión y muestreo de biomasa en un modelo de estómago ex vivo.
  • El trabajo recibió el premio al mejor artículo en RoboSoft 2026, según la página oficial de premios de la conferencia.

Investigadores de la Universidad de Leeds y colaboradores de la Universidad de California San Diego desarrollaron un robot médico blando de aproximadamente 1,8 mm de diámetro exterior. El dispositivo puede crecer sin presión interna, dirigirse mediante campos magnéticos y estimar su propia forma en tiempo real, con una frecuencia de hasta 500 veces por segundo. El trabajo recibió el premio al mejor artículo en RoboSoft 2026, según la página oficial de premios de la conferencia.

La robótica blanda utiliza materiales flexibles y deformables para interactuar con entornos donde una estructura rígida puede causar lesiones o perder maniobrabilidad. En medicina, esa característica resulta especialmente relevante porque los instrumentos deben desplazarse cerca de tejidos delicados, atravesar espacios reducidos y alcanzar regiones anatómicas complejas sin ejercer fuerzas innecesarias. El prototipo presentado por los investigadores intenta abordar simultáneamente esos retos mediante una estructura muy pequeña, adaptable y controlable.

Un robot que avanza como una planta

Benjamin Calmé, autor principal del trabajo, explicó que un robot de crecimiento se mueve de una manera más parecida a una planta que a un robot convencional. En lugar de empujar o arrastrar todo su cuerpo a través del entorno, extiende la punta y lleva material desde el interior hacia el exterior, de modo que el dispositivo crece hacia el espacio disponible delante de él. La idea también se conoce como robot vid, por su inspiración en las plantas trepadoras.

El cuerpo blando permite que el robot se deforme cuando encuentra obstáculos y continúe por trayectorias de menor resistencia. Esa respuesta podría ser útil dentro del organismo, donde el espacio es limitado y los tejidos no toleran bien el empuje repetido de herramientas rígidas. Al avanzar principalmente mediante material nuevo en la punta, las secciones que ya ocuparon su posición se desplazan mucho menos, una característica que puede reducir la fricción contra el tejido.

La reducción de la fricción es una posibilidad de diseño, no un beneficio clínico ya demostrado. Un dispositivo que limite el movimiento de su cuerpo a lo largo del trayecto podría disminuir el contacto con los tejidos, pero esa hipótesis todavía debe evaluarse mediante estudios preclínicos y clínicos.

La importancia de crecer sin aire

Los robots de crecimiento anteriores dependían con frecuencia de la presión interna del aire para extenderse. El nuevo enfoque elimina esa presión interna y permite que el robot avance sin aire dentro de su estructura. Esto evita los riesgos específicos asociados con una fuga neumática, aunque no demuestra por sí solo que el dispositivo sea seguro para su uso en pacientes.

La ausencia de presión también cambia la manera de controlar el dispositivo. En algunos prototipos previos, los investigadores empleaban presión para hacer crecer el robot y campos magnéticos para orientarlo, lo que podía obligar a alternar entre el avance y la dirección. El sistema presentado permite realizar ambas acciones al mismo tiempo, una característica que podría facilitar el control continuo en procedimientos donde el movimiento debe ajustarse de forma constante.

El control magnético se consigue integrando partículas magnéticas directamente en el cuerpo de silicona. Los investigadores moldean el material y después magnetizan distintas regiones en direcciones controladas, creando un patrón que permite orientar y deformar el robot mediante un campo magnético externo.

El mismo patrón contribuye a estimar la forma del robot mientras se mueve. Según la evidencia disponible, el dispositivo incorpora sensores magnéticos tridimensionales submilimétricos para la detección de su geometría en tiempo real, con una frecuencia de hasta 500 Hz. Esta integración resulta relevante para una plataforma de escala cercana a la de un catéter, porque los sensores separados pueden dificultar la miniaturización.

Pruebas en un modelo de estómago

El artículo demostró que el robot podía realizar retroflexión y tomar muestras de biomasa en un modelo de estómago ex vivo. La retroflexión consiste en doblar la herramienta hacia atrás para alcanzar ángulos difíciles, una maniobra relevante para posibles aplicaciones endoscópicas. El muestreo añadió una tarea funcional al experimento, pues exigió posicionar una herramienta y recoger material biológico.

Estas pruebas representan evidencia experimental en un entorno ex vivo, no una prueba clínica. Por tanto, no confirman todavía la seguridad, la eficacia ni la utilidad del dispositivo dentro de pacientes.

La fabricación del catéter supuso uno de los principales desafíos de ingeniería. El dispositivo tiene un diámetro exterior aproximado de 1,8 mm y un espesor de pared cercano a 100 micras, dimensiones que exigen un control cuidadoso del moldeo y de la distribución de partículas magnéticas. A esa escala, pequeñas inconsistencias pueden alterar tanto el comportamiento mecánico como la respuesta magnética.

El equipo también tuvo que evitar que las capas internas y externas se atrajeran entre sí durante el crecimiento. Una adhesión no deseada habría aumentado la fricción y comprometido la capacidad del robot para extenderse con suavidad. Diseñar patrones magnéticos que conservaran un control preciso sin generar esa adherencia requirió una etapa importante de optimización.

Del laboratorio a la medicina

Los investigadores ven potencial en aplicaciones neurales y espinales, donde la colocación precisa de instrumentos o electrodos podría contribuir a futuras intervenciones. En esas áreas, la posibilidad de avanzar por espacios estrechos, deformarse ante obstáculos y limitar el contacto con los tejidos representa una ventaja conceptual frente a instrumentos rígidos. La propuesta, sin embargo, todavía se encuentra en las primeras etapas de desarrollo.

El siguiente desafío es alcanzar un desempeño preclínico sólido, con evaluaciones de seguridad, biocompatibilidad y demostraciones in vivo. Esos pasos deben establecer cómo se comporta el material dentro de un organismo y si el control magnético conserva la precisión necesaria en condiciones fisiológicas. También permitirán comparar de manera más rigurosa sus posibles beneficios con los instrumentos utilizados actualmente.

La adopción clínica requerirá superar pruebas regulatorias y de seguridad antes de cualquier uso hospitalario. El reconocimiento en RoboSoft valida el avance técnico del trabajo, pero no equivale a una autorización médica ni confirma que el robot pueda utilizarse en cirugía.

El artículo Pressure-free Magnetic Soft Growing Robot with Real-Time Shape Control and Sensing for Biome Sampling fue presentado en RoboSoft 2026. La página oficial de premios de la conferencia identifica como ganador al trabajo de Benjamin Calmé, Sukjun Kim, Tania K. Morimoto y Pietro Valdastri. Una ficha del repositorio de la Universidad de Leeds indica que el dispositivo incorpora sensores Hall tridimensionales submilimétricos, una cámara y un cepillo de citología para el muestreo.

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