Unas cucarachas cíborg dirigidas con un mando de videojuegos portátil recorrieron un circuito de 2,5 metros en los 25 ensayos y después dispararon una jeringa accionada por resorte contra un blanco de silicona, con un 72 por ciento de aciertos. El Laboratorio de Biorrobótica de la Universidad de Queensland, en Brisbane (Australia), construyó los prototipos, a los que llama Paraborgs, abreviatura de «paramedic cyborgs» (paramédicos cíborg). El laboratorio publicó los resultados en la revista Advanced Science.
Cómo se construyen los Paraborgs
El equipo utilizó cucarachas gigantes excavadoras de Australia, Macropanesthia rhinoceros. Con unos 40 gramos, esta especie es la cucaracha más pesada del mundo. Los investigadores necesitaban un insecto capaz de cargar más de la mitad de su propio peso. Además, un cuerpo grande resulta más fácil de intervenir al implantar una interfaz cibernética.
Cada cucaracha lleva electrónica ligera. Se implantan electrodos en las antenas y en los cercos, los pequeños apéndices en forma de cola situados en la parte posterior del cuerpo. Un operador envía señales de forma inalámbrica desde un mando de videojuegos portátil. Las señales pueden hacer que el insecto gire a la izquierda o a la derecha, avance o se detenga.
La carga útil es una de dos opciones: una cámara inalámbrica o un inyector controlado a distancia. El inyector usa un resorte para lanzar una jeringa cargada con un fármaco contra un objetivo cercano. A continuación, una reacción química dentro de la jeringa produce una bocanada de dióxido de carbono. El gas aumenta la presión en la jeringa y expulsa el fármaco.
El equipo decidió no colocar una cámara y un inyector en el mismo animal. El peso y el volumen combinados podrían perjudicar la movilidad en terrenos complejos, y dos conjuntos de electrónica consumirían más energía y reducirían el tiempo de operación. En su lugar, los investigadores plantean equipos de Paraborgs en los que unos insectos lleven cámaras y otros, inyectores con medicación que podría salvar vidas.
Por qué un insecto vivo
T. Thang Vo-Doan, director del Laboratorio de Biorrobótica, afirma que los insectos cíborg ofrecen un atajo para sortear algunos de los problemas más difíciles de la robótica. Según explica, construir una máquina del tamaño de un insecto que se desplace de forma fiable entre escombros, trepe por superficies irregulares, se recupere de las caídas, lleve su propia energía y aún tenga espacio para sensores es extraordinariamente complicado. Un insecto vivo ya posee la mayor parte de esa movilidad. Los investigadores añaden una interfaz electrónica y aprovechan lo que el animal ya sabe hacer.
Antes se habían dirigido escarabajos y polillas cíborg. Esos trabajos trataban en gran medida a los insectos como plataformas pasivas de sensores y se centraban en controlar su movimiento. El proyecto de Queensland surgió de una conversación en 2023 entre Vo-Doan y su colega Thanh Nho Do, poco antes de la Conferencia Internacional de Robótica y Automatización del IEEE de ese año. Hablaban de insectos para búsqueda y rescate y se preguntaron qué ocurre después de que un insecto encuentra a una víctima atrapada, y si podría prestar algo de ayuda mientras los rescatistas aún están en camino.
Qué mostraron las pruebas
En las pruebas de concepto, los Paraborgs fueron guiados por un circuito de 2,5 metros con tres puntos de control. Al final, el inyector lanzaba su aguja contra un blanco de silicona de 8 por 10 centímetros. En los 25 ensayos, las cucarachas completaron el circuito en todos los casos. Lograron inyectar el blanco en el 72 por ciento de los ensayos.
Las cucarachas siguen vivas y conservan sus propias habilidades de locomoción. Vo-Doan señala que los operadores no las pilotan como si fueran robots con ruedas. La estimulación eléctrica influye en la dirección, pero el insecto sigue generando y controlando buena parte de su propio movimiento.
Lo que el equipo reconoce que sigue sin resolverse
Vo-Doan es claro sobre los límites. Afirma que el equipo no sugiere que se trate de un dispositivo médico listo para usarse hoy en personas. Los escenarios reales de desastre contienen escombros inestables, huecos estrechos y dificultades de comunicación, y el equipo aún debe averiguar cómo se comportan el insecto, la electrónica y el inyector en esas condiciones. Enumera preguntas abiertas sobre la elección y la dosis del fármaco, la esterilidad, la seguridad de la aguja, la fiabilidad y la regulación.
La lista de retos de ingeniería también es extensa. El equipo quiere compensar los movimientos de las víctimas, establecer comunicaciones inalámbricas fiables dentro de estructuras colapsadas y guiar a los insectos entre escombros y polvo. La autonomía será cada vez más importante a medida que el equipo intente operar varios cíborgs a la vez. Los Paraborgs también necesitarán mejores sistemas a bordo para seguir su propia posición y sus acciones, de modo que los investigadores puedan saber cuándo un insecto se ha desviado de su ruta o responde peor.
Los investigadores también prevén que una persona atrapada pueda asustarse al ver acercarse a un insecto cíborg. Vo-Doan propone luces intermitentes, marcas de emergencia reconocibles o un pequeño altavoz que avise de que la ayuda está en camino.
Análisis: qué demuestra y qué no demuestra este resultado
El resultado importa para el campo por lo que cambia la carga útil. Los insectos cíborg anteriores llevaban sobre todo sensores, así que el mejor desenlace era localizar a alguien. Un inyector da a la plataforma una forma de actuar, que es el paso que el equipo de Queensland se propuso probar. La división entre insectos con cámara e insectos con inyector responde además a una limitación estricta: un animal de 40 gramos tiene una capacidad limitada, y el equipo cambió capacidad por insecto por una división del trabajo dentro de un grupo.
Las cifras requieren una lectura cuidadosa. Un 100 por ciento de circuitos completados demuestra que el método de guiado funcionó de forma fiable en un recorrido corto y controlado. Una tasa de inyección del 72 por ciento significa que aproximadamente uno de cada cuatro intentos fracasó. El blanco era una pieza de silicona de tamaño fijo, y la fuente no describe pruebas con sujetos en movimiento, con tejido real ni dentro de escombros. En un sistema de administración de fármacos, fallar es un error más grave que en una cámara, y el propio equipo menciona la seguridad de la aguja y la dosificación como cuestiones abiertas.
En comparación con los robots totalmente artificiales, este enfoque sacrifica control a cambio de capacidad. Una cucaracha viva aporta una movilidad que a las máquinas pequeñas les cuesta igualar. Pero Vo-Doan reconoce que el animal conserva gran parte del control, por lo que el sistema es menos predecible que un robot con ruedas. La supervisión de posición y actividad a bordo que se planea apunta a esa debilidad, y todavía no se ha demostrado.
Queda sin demostrar casi todo lo que separa este resultado de laboratorio de un escenario de desastre: comunicaciones a través de estructuras colapsadas, navegación entre polvo y escombros, trabajo con varios insectos a la vez y aprobación regulatoria para inyectar a personas. Vo-Doan también presenta el trabajo como una aportación a diseños totalmente artificiales, lo que sugiere que la cucaracha es tanto una solución provisional como un producto final. Hasta que el equipo comunique pruebas en condiciones realistas, las cucarachas cíborg deben verse como una demostración de que un portador vivo puede dirigirse hasta un objetivo y activar una inyección.