Imagine que está atrapado bajo los escombros después de un terremoto y ve acercarse una cucaracha cubierta de electrónica, con una aguja montada sobre un resorte en el lomo. La escena es, como mínimo, inquietante. Pero este prototipo de paramédico cibernético, bautizado Paraborg, podría algún día llevar auxilio a víctimas de catástrofes a las que ningún rescatista alcanza a tiempo.
¿Por qué una cucaracha y no un robot?
Durante décadas los científicos han buscado desarrollar insectos cíborg como "un atajo alrededor de algunos de los problemas más difíciles de la robótica", según T. Thang Vo-Doan, director del Laboratorio de Biorrobótica de la Universidad de Queensland, en Brisbane, Australia, que acaba de publicar un artículo sobre los Paraborgs.
Construir un robot del tamaño de un insecto "que pueda moverse de forma confiable entre escombros, trepar superficies irregulares, recuperarse de caídas, cargar su propia energía y todavía tener espacio para sensores útiles es extraordinariamente difícil", explica Vo-Doan. Un insecto ya trae casi toda esa movilidad de fábrica. En vez de recrear desde cero cada parte de su cuerpo, los investigadores injertan una interfaz electrónica sobre el animal y aprovechan lo que este ya sabe hacer.
Trabajos anteriores lograron dirigir escarabajos y polillas cíborg, pero se concentraron en controlar sus movimientos para usarlos como plataformas pasivas de sensores. En 2023, mientras conversaban antes de la conferencia internacional de robótica y automatización de la IEEE, Vo-Doan y el investigador Thanh Nho Do se hicieron otra pregunta.
"¿Qué pasa después de que un insecto encuentra a una víctima atrapada? ¿Podría ir más allá de localizar a alguien y de hecho prestarle alguna forma de asistencia mientras los rescatistas todavía intentan llegar?", recuerda Vo-Doan.
¿Cómo se controla y qué carga lleva?
Para responderla, los investigadores experimentaron con la cucaracha excavadora gigante (Macropanesthia rhinoceros), nativa de Australia. Necesitaban un insecto capaz de transportar una carga superior a la mitad de su propio peso, y con unos 40 gramos esta es la especie de cucaracha más pesada del mundo. Un insecto más grande también es más fácil de intervenir quirúrgicamente para implantarle la interfaz.
A los animales se les montó electrónica liviana con electrodos implantados tanto en las antenas como en los cercos, los apéndices con forma de cola en el extremo posterior. Al activar esos electrodos de forma inalámbrica con un control de videojuegos de mano, es posible dirigir a la cucaracha a la izquierda o a la derecha, impulsarla hacia adelante o detenerla.
Cada insecto recibe además una de dos cargas: una cámara inalámbrica o un inyector teledirigido. Este último usa un resorte para lanzar una jeringa cargada con un fármaco hacia un blanco cercano. Una reacción química dentro de la jeringa genera entonces una bocanada de dióxido de carbono, cuya presión empuja el contenido dentro del objetivo.
Los científicos decidieron no cargar cámara e inyector sobre la misma cucaracha, porque el peso y el volumen combinados perjudicarían su movilidad en terrenos complejos y aumentarían el consumo de energía, con la consiguiente reducción del tiempo de operación. En cambio imaginan un enjambre de Paraborgs con roles complementarios.
| Configuración | Carga | Función en el enjambre |
|---|---|---|
| Explorador | Cámara inalámbrica | Localizar a la víctima y mapear el hueco |
| Paramédico | Inyector de resorte | Administrar el fármaco al llegar |
¿Qué tan bien funcionó en las pruebas?
En los ensayos de prueba de concepto, los científicos lograron guiar a los Paraborgs a lo largo de un recorrido de 2,5 metros, pasando por tres puntos de control, antes de disparar la aguja contra un blanco de silicona de 8 por 10 centímetros.
En 25 ensayos, las cucarachas completaron el recorrido en todas las ocasiones y acertaron la inyección en el 72% de los casos. Dicho de otro modo: el desplazamiento ya es confiable, pero algo más de una de cada cuatro inyecciones falla. Esa brecha entre llegar y acertar es hoy el principal problema abierto del sistema.
"La meta de largo plazo es combinar la locomoción avanzada del insecto con capacidades de percepción e intervención, para poder alcanzar y ayudar a más personas, más rápido", dice Vo-Doan.
Vale la pena subrayar que las cucarachas siguen vivas y conservan sus destrezas naturales para navegar terreno complejo. La estimulación eléctrica orienta, no maneja.
¿Qué falta para un derrumbe real?
Los propios investigadores marcan los límites con claridad. Entre los problemas pendientes están compensar los movimientos de la víctima, establecer comunicación inalámbrica confiable dentro de estructuras colapsadas y guiar a los cíborgs mientras trepan y se aprietan entre escombros y polvo. La autonomía será cada vez más importante, sobre todo si se quiere operar varios insectos al mismo tiempo.
Hay además un desafío de fondo: son criaturas vivas con voluntad propia. "No los estamos pilotando como robots convencionales con ruedas", advierte Vo-Doan. "La estimulación eléctrica influye en su dirección, pero el insecto todavía genera y controla buena parte de su propia locomoción".
"No estamos sugiriendo que esto sea un dispositivo médico listo para usarse en personas hoy", agrega. "Los sitios reales de catástrofe están llenos de escombros inestables, huecos angostos y dificultades de comunicación. También hay preguntas importantes sobre elección del fármaco y dosis, esterilidad, seguridad de la aguja, confiabilidad y regulación".
El equipo piensa incluso en el efecto sobre la persona rescatada. Entre las ideas para dejar claro que el insecto es parte del operativo aparecen luces intermitentes, marcas de emergencia reconocibles "o quizás un pequeño parlante que entregue un mensaje simple como 'la ayuda viene en camino'", propone Vo-Doan. "Hacer que la gente se sienta cómoda con la tecnología es tan importante como hacer que funcione".
Por qué mirar esto desde Chile
Para un país sísmico, la línea de investigación no es anecdótica. En un colapso estructural, la ventana crítica se mide en horas y buena parte del trabajo consiste en alcanzar espacios donde no entra un rescatista ni un robot con ruedas. Un enjambre de exploradores de 40 gramos capaces de trepar escombros y de sostener a una persona con medicación mientras llega la cuadrilla ataca justamente ese cuello de botella.
Los científicos detallaron sus hallazgos el mes pasado en la revista Advanced Science.
