REVISTA DE INGENIERIA DYNA

El problema de partida en la robótica biohíbrida es la “mala conversación” entre dos mundos opuestos: músculos muy blandos y esqueletos robóticos muy rígidos. En la mayoría de diseños anteriores, el músculo se anclaba directamente a la estructura, lo que provocaba desgarros, pérdida de fuerza útil y un enorme desperdicio de tejido solo para sujetarlo. El grupo de la profesora Ritu Raman ha resuelto este cuello de botella introduciendo un eslabón intermedio: tendones sintéticos hechos de hidrogel resistente y flexible, con una rigidez ajustada a medio camino entre músculo y esqueleto.

Para optimizar el material, los investigadores modelaron el sistema como tres muelles en serie —músculo, tendón y esqueleto— y ajustaron la rigidez del hidrogel hasta maximizar la transmisión de fuerza sin dañar el tejido. Después fabricaron tendones tipo “goma elástica” y los fijaron a cada extremo de un pequeño haz de músculo cultivado, conectando a su vez los extremos libres a los dedos de una pinza robótica. Al estimular el músculo, los tendones transmitían la contracción de forma mucho más eficiente, permitiendo que la pinza se cerrase tres veces más rápido y con 30 veces más fuerza que una versión idéntica sin tendones. Además, el sistema soportó más de 7.000 ciclos de contracción sin pérdida apreciable de rendimiento y elevó la relación potencia-peso en un factor de 11, reduciendo significativamente la masa muscular necesaria.

Más allá de la demostración de laboratorio, estos tendones se conciben como módulos intercambiables, un “conector universal” entre actuadores de músculo vivo y diversas arquitecturas robóticas, desde micro-pinzas para cirugía mínimamente invasiva hasta robots capaces de moverse de forma autónoma en entornos hostiles. Como el músculo puede reforzarse con el uso y regenerarse parcialmente tras ciertos daños, estos sistemas apuntan a máquinas que no solo sean más potentes y eficientes a pequeña escala, sino también más resilientes y sostenibles en operación prolongada.

En términos de financiación, el trabajo ha contado con el apoyo del Army Research Office del Departamento de Defensa de EE. UU., la MIT Research Support Committee y la National Science Foundation, lo que refleja el interés estratégico en este tipo de robótica biohíbrida.