No todos los robots son visibles a simple vista.
Los nanobots han sido durante mucho tiempo los más fantásticos de los diversos subcampos de la robótica, a menudo utilizados como una forma de explicar los diversos poderes y habilidades de los personajes de la ciencia ficción e incluso en las narrativas de superhéroes como base para algunos poderes bastante extravagantes.
En realidad, los nanobots son esencialmente robots de nivel molecular, generalmente del ancho de un cabello humano, que se pueden programar para realizar una variedad de tareas. Sigue siendo uno de los campos emergentes más nuevos, debido a las dificultades tecnológicas de construir a una escala tan pequeña. Sin embargo, el increíble potencial de esta tecnología ha atraído inversiones e investigaciones sustanciales en los últimos años.
Vamos a echar un vistazo a qué son y cómo se utilizan los nanorobots en la actualidad. Pero antes veamos el concepto de nanorobótica.
Indice
Definición de nanorobótica
La nanorobótica es un campo que busca crear robots muy diminutos. Combina los requisitos de ingeniería de la robótica con la escala de la nanotecnología para construir máquinas que son tan pequeñas como las mismas moléculas que componen la materia.
En 1959, el famoso físico estadounidense Richard Feynman dio una charla titulada «Hay espacio en la parte inferior». En ella, mencionó un dispositivo que podría escribir «El Padre Nuestro» en la cabeza de un alfiler. Luego preguntó: «¿Por qué no podemos escribir los 24 volúmenes completos de la»Encyclopaedia Brittanica» en la cabeza de un alfiler?» La charla fue una revelación que inspiró a muchos ingenieros y posiblemente provocó el comienzo de la nanorobótica.
Más tarde, Eric Drexler publicó su libro, “Motores de la creación: La era venidera de la nanotecnología”, en 1986 que puso en marcha el campo de la nanorobótica. Su idea era crear dispositivos de tamaño minúsculo que pudieran funcionar entre sí para realizar una tarea específica.
Desafíos de la nanorobótica
El mercado mundial de la nanotecnología tiene actualmente un valor de 75.000 millones de dólares. Sin embargo, como cualquier mercado, la industria de la nanorobótica también enfrenta desafíos.
El tamaño de los nanorobots, por ejemplo, dificulta su diseño debido en gran parte a la falta de herramientas pequeñas. Los nanorobots también deben construirse a gran escala, ya que se necesitan miles de millones de nanorobots para realizar una sola tarea. Sin embargo, eso no significa que no valga la pena crearlos, ya que tienen toneladas de usos potenciales.
Aplicaciones prometedoras de nanorobótica
Aunque las brechas y los desafíos aún deben abordarse para que los nanorobots se conviertan en realidad, muchos prevén posibles aplicaciones que cambiarán el juego para ellos, como:
- Los nanorobots pueden identificar y tratar con precisión las células cancerosas, lo que reduce los efectos adversos de la quimioterapia en las células sanas de los pacientes.
- Pueden recopilar la gran cantidad de datos almacenados en un gramo de ADN.
- Los nanorobots pueden reducir los requisitos energéticos de las máquinas.
- Pueden limpiar cuerpos de agua contaminados si se usan como microesponjas que absorben pesticidas y fertilizantes.
- Sirven como mecanismos de administración de fármacos para la prevención y el tratamiento de enfermedades.
- Actúan como sensores de salud para la detección proactiva de problemas con los signos vitales de una persona, como la temperatura corporal, la frecuencia cardíaca y similares.
- Pueden usar materiales súper resistentes para ayudar en la construcción de edificios.
- Pueden conectar el cerebro humano a Internet.
- Tratan enfermedades genéticas corrigiendo irregularidades en los genes.
- Ayudan en procedimientos dentales como administrar anestesia oral, reparar dientes difíciles de alcanzar, etc.
Algunas de estas posibles aplicaciones ya están en proceso. Y a medida que surjan más estudios de investigación y avances en la creación de nanorobots mecánicos, es probable que veamos más de ellos utilizados en la vida real.
¿Qué es un nanorobot?
Durante muchos años, el avance y la conceptualización de los nanobots fue competencia exclusiva de la ciencia ficción y la teoría académica.
Los nanobots son órdenes de magnitud más pequeños que una célula humana, generalmente a la escala de un micrómetro (que corresponde a una millonésima parte de un metro).
Debido a que la fabricación a esta escala excluye la mayoría de los métodos convencionales de ensamblaje robótico, muchos investigadores e ingenieros se han inspirado para los nanorobots de la maquinaria biológica que la propia naturaleza proporciona.
En muchos sentidos, ya tenemos miles de millones de nanobots orgánicos operando en nuestro cuerpo en todo momento, impulsando las innumerables funciones de las células que nos dan vida.
Los nanobots no son «mecánicos» en el sentido tradicional; a menudo no se construyen a mano con metales u otros materiales que puedan venir a la mente cuando se piensa en un «robot». En cambio, pueden estar compuestos de ADN u otros materiales biológicos que interactúan con su entorno de formas específicas para lograr el resultado deseado.
Actualmente, los científicos están trabajando para construir robots convencionales a la escala de nanobots. Sin embargo, todavía existen serios desafíos a los que se enfrentan los especialistas en robótica que quieren crear máquinas totalmente autónomas en el cuerpo humano.
¿Cómo funcionan los nanobots?
Los nanobots a los que tenemos acceso hoy funcionan a través de una respuesta a estímulos externos, como reacciones químicas, temperatura u ondas de radio. A continuación se muestran algunas de las formas básicas que los nanobots pueden adoptar con la tecnología actual:
Cambiar
Los interruptores nanorobóticos funcionan haciendo un cambio de una posición de «apagado» a una posición de «encendido» a través del proceso de cambios conformacionales en la máquina, algo así como nuestras manos pueden abrir y cerrar un libro.
Usando cosas como la temperatura, la luz ultravioleta o las reacciones químicas, los científicos pueden forzar estos interruptores nanorobóticos a posiciones específicas para que puedan realizar una tarea.
Motor
Un nanomotor es algo más complejo que un interruptor nanorobótico y puede utilizar la energía generada por el cambio conformacional para generar movimiento físico en las moléculas circundantes.
Lanzadera
Una lanzadera nanorobótica se refiere a un dispositivo que transporta medicamentos o químicos específicos a un lugar determinado. Actualmente, los científicos están trabajando para emparejarlos con nanomotores para que puedan tener un mayor grado de control sobre cómo viajan en su entorno.
Coche
El nanodispositivo más avanzado, el automóvil nanorobótico, se parece mucho a un automóvil convencional, solo que realmente pequeño. Tienen cuatro ruedas y pueden moverse de forma independiente con luz o química. El truco es dirigirlos una vez que se ponen en marcha.
Los investigadores todavía están descubriendo formas de controlar los nanomotores y acaban de descubrir nuevos métodos que utilizan la luz para controlar la propulsión de estos dispositivos.
El objetivo final de estos diversos componentes nanorobóticos es crear nanomáquinas colectivas que trabajen juntas para completar objetivos en una escala macro. De la misma manera que una colonia de hormigas puede mover objetos o superar obstáculos que serían insuperables para un solo insecto, también las nanomáquinas colectivas completarían tareas mucho más allá de las capacidades de los componentes más complejos que tenemos ahora.
Nanobots en medicina
Un organismo vivo es un sistema cerrado algo predecible. En su mayor parte, los científicos pueden decir cómo reaccionarán los compuestos una vez liberados en el cuerpo, y han podido usar esto para crear dispositivos microscópicos para ejecutar tareas especializadas en un nivel invisible para el ojo humano.
Origami de ADN
El origami de ADN es una de las formas de nanotecnología más utilizadas y es por eso que la mayoría de los avances en nanorobótica se han producido en el campo de la medicina. Se refiere a un proceso de construcción que manipula hebras de ADN en formas específicas de dos y tres dimensiones a través de un proceso de recocido (calentamiento) de plantillas que contienen cientos de hebras de ADN.
Uno de los mejores ejemplos de cómo funciona esto se puede encontrar en el trabajo de los nanobots que combaten el cáncer desarrollados por un robotista chino a mediados de 2018. Después de inyectar a ratones células cancerosas humanas, los especialistas en robótica utilizaron origami de ADN para construir nanobots que luego cargaron con un fármaco de coagulación de la sangre destinado a cortar el suministro de sangre a las células cancerosas.
Desafortunadamente, este método es solo un poco más preciso que la quimioterapia estándar. Todavía no hay una forma segura de controlar a los nanobots una vez que están en un organismo vivo y son demasiado pequeños para aparecer en la tecnología de rayos X convencional.
Aplicaciones futuras de nanobots
Los nanobots también se están desarrollando actualmente para varias otras industrias y propósitos fuera del campo de la medicina.
Una de las vías más prometedoras que están explorando actualmente los especialistas en robótica es cómo se pueden utilizar los nanobots para la protección del medio ambiente y la seguridad del área.
Actualmente, la tecnología que utilizan los nanobots para moverse a través del cuerpo humano para aplicaciones médicas se puede convertir fácilmente en sistemas que pueden monitorizar factores ambientales, como toxicidad o contaminantes, y responder mediante alertas simples o incluso ayudando en la limpieza.
También se ha teorizado que los nanobots tienen el potencial de revolucionar la tecnología del consumidor a través de dispositivos futuristas, como una ventana inteligente. Estos tomarían la forma de ventanas que están integradas con nanobots que pueden limpiar el vidrio y controlar la temperatura de la habitación para aumentar la eficiencia energética automáticamente.
Estos ejemplos están todavía muy lejos de ser una realidad perfeccionada. Sin embargo, la mayoría de los investigadores y expertos creen que podemos esperar que la tecnología nanorobótica se introduzca en las principales empresas sociales en algún momento de la década de 2030 o 2040.
Ahora que sabes cómo funcionan los nanobots, puedes comenzar a prepararte a tí mismo y a tu negocio para la eventual adquisición de las pequeñas máquinas. Es difícil decir el impacto duradero que tendrán en la sociedad, pero incluso la investigación rudimentaria que tenemos ahora promete que será emocionante.