Ilustración del método de reprogramación de magnetización in situ en tiempo real. Crédito: Naturaleza (2025). Doi: 10.1038/s41586-025-09459-0
Hasta ahora, cuando los científicos creaban robots magnéticos, sus perfiles de magnetización generalmente se fijaban, lo que permite solo un tipo específico de capacidad de programación de forma utilizando campos magnéticos externos aplicados. Los investigadores del Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes (MPI-IS) ahora han propuesto un nuevo método de reprogramación de magnetización que puede expandir drásticamente la complejidad y diversidad de las capacidades de programación de forma de dichos robots.
Construyeron un robot suave con un perfil de magnetización que se puede alterar en tiempo real e in situ. Su recomendaciones se publican en la naturaleza.
Dirigido por el Prof. Dr. Metin Sitti en el Departamento de Inteligencia Física (PI) en MPI-IS en colaboración con la Universidad de Koç en Estambul, Turquía, el equipo apiló varios tubos uno dentro del otro como muñecas Matryoshka.
Cada tubo contiene una o más unidades magnéticas, y el perfil de magnetización de cada unidad magnética se puede programar previamente a pedido. Cuando la configuración de apilamiento de los tubos cambia a través de otro método de actuación no magnético, como deslizar los tubos o más juntos, la posición relativa de las unidades magnéticas y, en consecuencia, el perfil de magnetización de toda la pila, altera.
Esta generación en tiempo real e in situ de formas no ha sido posible con robots magnéticos anteriores. Ahora, sin embargo, con el campo magnético mantenido constante, un tubo puede cambiar de una línea recta a una hélice, o deformarse en la dirección opuesta. Además, este enfoque se puede extender a marcos dos y tridimensionales, lo que permite el cambio en tiempo real entre múltiples modos de deformación sin alterar el campo magnético.
Si bien el enfoque en los Institutos Max Planck se basa principalmente en la investigación básica impulsada por la curiosidad, el equipo también ha explorado cómo este método podría aplicarse en varios escenarios, como la navegación sobre objetos sin contacto no deseado, reprogramando las matrices de cilios y coordinando múltiples instrumentos de cooperación o independientes bajo el mismo campo magnético.
Sin embargo, esta investigación también podría tener aplicaciones prácticas algún día. Por ejemplo, en medicina, particularmente en tratamientos mínimamente invasivos y guiados por imágenes para enfermedades vasculares. Durante estos procedimientos, los médicos guían a un catéter y se alambian de la guía a través de los vasos sanguíneos a la lesión objetivo para el diagnóstico o la terapia.
A medida que el catéter navega por los buques curvos, la fricción y el contacto con la pared del recipiente son inevitables, lo que puede causar daños que retrasan la recuperación y, en casos graves, resulta en complicaciones médicas. Los pacientes mayores en particular a menudo deciden contra tales procedimientos, optando por medicamentos en su lugar.
La nueva tecnología ofrece una alternativa convincente: al ajustar el perfil de magnetización del catéter en tiempo real para que coincida con el camino por delante, la fricción y el contacto podrían reducirse en gran medida, o incluso eliminados por completo, al navegar por vasos curvos. Esto minimizaría el daño al tejido delicado, promovería una recuperación más rápida y haría que las intervenciones vasculares sean una opción viable para los pacientes que de otro modo serían excluidos de estos procedimientos debido a la fragilidad de la edad o los vasos.
Demostración de matriz de cilios reprogramables. Crédito: Naturaleza (2025). Doi: 10.1038/s41586-025-09459-0
“Esta pila de tubos podría convertirse en el principio rector de una nueva tecnología de catéter en el futuro. Si bien esta es una investigación básica en su mejor momento, vemos un alto potencial para traducir este trabajo en diversas aplicaciones del mundo real en el futuro cercano”, dice Sitti, anteriormente director del departamento de PI en MPI-IS y ahora presidenta de la Universidad Koç en la Universidad de Istbul.
“Nuestro objetivo inicial era desarrollar un método que pudiera alterar un perfil de magnetización en tiempo real e in situ”, dice Xianqiang Bao, el primer autor de la publicación. “Durante la investigación, descubrimos capacidades inesperadas, como la retención de forma y la neutralización magnética, que abren nuevas posibilidades para tecnologías como el diseño de catéter y la reprogramación de la matriz de cilios”.
Fan Wang y Jianhua Zhang, los otros dos autores co-primero de la publicación, State: “Este trabajo fundamental ofrece muchos escenarios de aplicaciones potenciales. En nuestra investigación futura, nuestro objetivo es integrar este método en aplicaciones específicas y explorar su viabilidad en otros campos”.
Más información: Xianqiang Bao et al, reprogramación de magnetización in situ en tiempo real para robótica blanda, naturaleza (2025). Dos: 10.1038/s41586-025-09459-0
Proporcionado por Max Planck Society
Cita: el robot de muñeca Matryoshka cambia su forma en tiempo real e in situ (2025, 15 de septiembre) Recuperado el 15 de septiembre de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-09-matryahka–doll-Robot-Real-Situ.html
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