Científicos Transforman Cucarachas en Cíborgs Paramédicos para Innovadoras Soluciones de Emergencia

En regiones afectadas por desastres naturales, la búsqueda de personas atrapadas entre los escombros ha comenzado a beneficiarse del uso de pequeños robots y drones. Sin embargo, muchos de los espacios a explorar son tan angostos que ni siquiera estos dispositivos pueden acceder a ellos, lo que limita su eficacia. En este contexto, los «insectos cíborg», que son insectos vivos equipados con componentes electrónicos y controlados de manera remota, han ganado atención como una opción ágil y con menor consumo energético para realizar operaciones de rescate. No obstante, hasta ahora, su aplicación había estado enfocada principalmente en la localización de víctimas, sin capacidad para intervenir directamente en su auxilio.

Un equipo de investigación de la Universidad de Queensland (UQ) y la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) ha desarrollado un innovador sistema llamado Paraborg, que utiliza la cucaracha rinoceronte (Macropanesthia rhinoceros), nativa del norte de Queensland. Este sistema no solo está diseñado para la exploración, sino también para proporcionar primeros auxilios a las víctimas de desastres. «Durante las últimas dos décadas, los insectos cíborg se han creado para misiones de búsqueda y exploración. Nuestro objetivo fue ir más allá», afirma el Dr. Tan-Vo Doan, experto en biorrobótica de la UQ.

Control de Movimiento y Funcionalidad Avanzada

La cucaracha rinoceronte es de un tamaño considerable, alcanzando longitudes de entre 84 y 87 mm y un peso de entre 34 y 40 g. Aprovechando estas características, el equipo desarrolló dos versiones del Paraborg con funciones específicas: una equipada con una cámara para monitorear el estado de las víctimas y otra con un mecanismo de inyección automática (AIM) para administrar medicación. Este mecanismo permite controlar el desplazamiento y la velocidad del insecto mediante estímulos eléctricos aplicados a electrodos implantados en sus antenas y placas caudales.

Los investigadores encontraron que al estimular la antena izquierda, la cucaracha gira a la derecha, y viceversa. Además, se comprobó que aumentar la frecuencia de estimulación entre 10 y 50 Hz incrementa el ángulo de giro, mientras que al estimular ambas placas caudales, se logra aumentar la velocidad de avance. Este sistema de control permite una manipulación precisa del movimiento básico del insecto al combinar diferentes tipos de estímulos.

El AIM es un dispositivo que inyecta un líquido utilizando la fuerza de un resorte para empujar un tapón de goma de la jeringa, generando presión mediante una reacción química entre el ácido cítrico y el hidrogenocarbonato de potasio. En pruebas realizadas, se reportó una tasa de éxito del 74% en inyecciones sobre un objetivo de silicona y del 90% en piel de cerdo, con una penetración de aproximadamente 5.5 mm.

Resultados Prometedores y Desafíos Técnicos

El peso máximo que puede cargar una cucaracha es de alrededor de 50 g, lo que equivale a 1.5 veces su peso corporal. En los experimentos, las cucarachas que transportaban el AIM mostraron un incremento en su altura y peso, pero esto no afectó significativamente su movilidad. Durante las pruebas, se controló a una cucaracha para que visitara tres puntos de control antes de realizar una inyección en un objetivo simulado. Cuando el insecto respondía menos a los estímulos eléctricos, los investigadores ajustaban la frecuencia o estimulaban la antena contraria para facilitar su dirección, logrando que la cucaracha alcanzara todos los puntos de control en cada intento.

Los resultados mostraron que la tasa de éxito para inyecciones a menos de 150 mm del objetivo alcanzó un 95%, mientras que la tasa general, desde el inicio hasta la inyección, fue del 72%. «Es crucial mantener suficiente estabilidad para llegar al objetivo, determinar su ubicación con precisión y realizar la inyección», comenta Hai Nyan Le, estudiante de doctorado, al abordar los retos de ingeniería involucrados en el proceso.

Colaboración entre Insectos y Futuras Perspectivas

El equipo de investigación también demostró la colaboración efectiva entre dos cucarachas: una equipada con una cámara para localizar el objetivo y la otra dedicada a la inyección. En esta configuración, la cucaracha con cámara identifica el objetivo, mientras que la otra se dirige hacia él, permitiendo que un operador humano realice la inyección mientras observa la transmisión en tiempo real.

A pesar de haber desarrollado anteriormente un escarabajo cíborg capaz de escalar superficies verticales, los investigadores consideran que las cucarachas son más adecuadas para tareas de rescate, dada su mayor tamaño y capacidad de carga. «En lugar de crear un único robot versátil, aprovechamos las fortalezas innatas de diferentes insectos y adaptamos su equipamiento según la misión», explica Võ Đăng.

Es relevante mencionar que durante el proceso de colocación de electrodos y microchips, se utiliza anestesia en las cucarachas, y, tras la retirada de los dispositivos, estas continúan con su vida normal. Un representante del Departamento de Bomberos y Rescate de Nueva Gales del Sur ha señalado que esta tecnología podría ampliar significativamente las capacidades de los equipos de rescate.

Hacia la Implementación en Situaciones Reales

No obstante, las pruebas realizadas no replicaron las complejas condiciones ambientales que se encuentran en escenarios de desastre reales, como terrenos irregulares y escombros. Se han propuesto alternativas más seguras para la inyección, como un método de corto alcance donde el dispositivo se coloca en contacto con el objetivo o un sistema de microagujas que administre el fármaco al presionarlo contra la piel.

La visión a largo plazo del equipo de investigación es la creación de una estructura colaborativa en la que insectos equipados con cámaras y sensores ambientales trabajen junto a otros con dispositivos médicos, cada uno cumpliendo un rol específico. Võ Đăng confía en que, con los recursos adecuados para acelerar la investigación y las pruebas de campo, un equipo de rescate formado por insectos cíborg que operen en situaciones de desastre podría materializarse en un plazo de entre cinco a diez años.