Los microrobots accionados remotamente por campos magnéticos externos pueden realizar tareas como la administración precisa de fármacos y operaciones microscópicas dentro de las intrincadas vías del cuerpo humano. Sin embargo, estos microrobots se han enfrentado durante mucho tiempo a un dilema: si se fabrican demasiado «rígidos» —como un hueso duro—, son fáciles de controlar pero incapaces de sortear las curvas y giros de los vasos sanguíneos o de los intestinos blandos; si se fabrican demasiado «blandos» —como un trozo de plastilina—, pueden deformarse fácilmente, pero tienen dificultades para responder a las órdenes y carecen de fuerza suficiente.
¿Cómo se puede resolver este problema, en el que los rígidos no pueden girar y los blandos carecen de potencia?.
Recientemente, un equipo dirigido por el profesor Mi Shengli, de la Escuela Internacional de Posgrado Tsinghua Shenzhen, ideó una solución ingeniosa: ensamblar microrobots de forma similar a como se unen bloques de construcción. Lograron avances tanto a escala milimétrica como submilimétrica, creando «pequeños robots» ágiles, receptivos y potentes, capaces incluso de realizar «autocomprobaciones» mientras operan. Estos dos hallazgos de investigación se publicaron en las revistas *Cyborg and Bionic Systems* y *Advanced Materials*, respectivamente.
En el estudio publicado en *Cyborg and Bionic Systems*, el equipo abordó la dificultad de equilibrar la robustez estructural con la adaptabilidad morfológica en los microrobots. Propusieron un paradigma de diseño para un actuador magnético articulado que conecta módulos rígidos discretos mediante uniones rotatorias.
Basada en una estructura modular, esta estrategia introduce uniones controlables entre unidades rígidas, lo que permite al actuador reconfigurarse según sea necesario manteniendo un rendimiento mecánico estable. Un aspecto crucial es que tanto el movimiento del actuador como el cambio de su modo de funcionamiento pueden controlarse mediante un único campo magnético externo uniforme, eliminando así la necesidad de campos magnéticos complejos y espacialmente variables, lo que reduce significativamente la complejidad del sistema de control.
Basándose en este diseño, el equipo desarrolló prototipos representativos como una mantis magnética, un pelícano magnético, unas pinzas magnéticas y un efector de agarre magnético. Estos dispositivos pueden realizar diversas operaciones —incluyendo el desplazamiento por arrastre, la rodadura, el agarre, el almacenamiento, la agitación, la liberación y el transporte de carga— y demuestran un potencial de aplicación a distintas escalas: pueden navegar con flexibilidad a través de modelos curvos de vasos sanguíneos a microescala, al tiempo que superan obstáculos fisiológicos complejos en modelos de estómago porcino *ex vivo* para lograr la entrega dirigida de carga.
Sobre esta base, el equipo amplió su investigación hacia la construcción, la detección de movimiento y el funcionamiento bajo demanda de actuadores accionados magnéticamente y sin conexión física (inalámbricos) a escala submilimétrica. Propusieron una estrategia de ensamblaje modular basada en ajustes por interferencia: microestructuras impresas en 3D de alta precisión conforman los módulos funcionales y las interfaces de conexión, mientras que píxeles magnéticos con partículas de NdFeB integradas actúan como «unidades de energía inalámbrica». Elementos de bloqueo unidireccional en las paredes internas de las microestructuras anclan firmemente los píxeles magnéticos mediante un enclavamiento mecánico, lo que permite un ensamblaje rápido y fiable de actuadores submilimétricos en diversas configuraciones. Estos hallazgos se publicaron en la revista *Advanced Materials*.
El equipo descubrió que, en líquidos modelo de distinta viscosidad, una vez que la intensidad del campo magnético externo supera el umbral crítico para un movimiento estable, la velocidad del actuador varía de forma aproximadamente lineal con respecto a la frecuencia de accionamiento; cabe destacar que esta relación velocidad-frecuencia guarda una estrecha correlación con la viscosidad del medio circundante. Esto implica que los actuadores pueden detectar de manera semicuantitativa la viscosidad local del líquido basándose en su propio estado de movimiento, al tiempo que se desplazan y realizan tareas. Asimismo, el equipo demostró capacidades tales como facilitar la difusión de colorantes y el transporte direccional, la medición de viscosidad *in situ*, la fragmentación mecánica de obstáculos en modelos de materiales blandos, y el agarre, transporte y liberación de carga mediante un efector híbrido rígido-flexible.
De cara al futuro, el equipo planea integrar técnicas de imagen médica, control de bucle cerrado y algoritmos inteligentes para avanzar en la investigación sobre la navegación autónoma, la detección en tiempo real y la manipulación precisa de actuadores y robots magnéticos inalámbricos en entornos complejos que incluyen fluidos biológicos, campos de flujo dinámicos y tejidos heterogéneos. Este trabajo tiene como objetivo proporcionar un nuevo respaldo técnico para el desarrollo de diagnósticos y terapias mínimamente invasivos, así como de dispositivos médicos inteligentes.
