Micronadadores artificiales revolucionan los procesos quirúrgicos

Estos dispositivos a escala biométrica son comúnmente usados en cirugías poco invasivas, ya que pueden navegar por estrechos canales biológicos y artificiales.

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La inteligencia artificial, es la simulación por parte de máquinas o sistemas informáticos de procesos y comportamientos de la inteligencia humana. Estos procesos se incorporan a dicha máquina a través del “aprendizaje”, es decir, a través de la adquisición de información y reglas para el uso de esa información.

Los nadadores artificiales son dispositivos a escala micrométrica que pueden navegar por estrechos canales biológicos y artificiales. Los micronadadores artificiales tienen que ser estables, desplazarse de forma eficiente y ser fácilmente dirigibles desde el exterior por medio de campos eléctricos o magnéticos para poder controlar con precisión la velocidad, la dirección y el sentido del movimiento.

Importancia de micronadadores en la cirugía quirúrgica

Los micronadadores prometen una amplia gama de futuras aplicaciones biomédicas, como la administración de fármacos dirigidos y la microcirugía. Sin embargo, la mayoría de los micronadadores artificiales hasta la fecha solo pueden realizar maniobras relativamente simples con pasos locomotores fijos.

Gracias al uso de la inteligencia artificial, los nadadores impulsados por IA pueden cambiar entre diferentes modos de andar de forma adaptativa para navegar hacia cualquier ubicación objetivo por sí solos.

Investigadores de la Universidad de Santa Clara, el Instituto de Tecnología de Nueva Jersey y la Universidad de Hong Kong han podido enseñar con éxito a microrobots a nadar a través del aprendizaje de refuerzo profundo, lo que marca un salto sustancial en la progresión de la capacidad de micronatación.

De acuerdo con este estudio, se pudo determinar que los micronadadores podrían aprender y adaptarse a las condiciones cambiantes a través de la IA. Al igual que los humanos que aprenden a nadar requieren aprendizaje reforzado y retroalimentación para mantenerse a flote y propulsarse en varias direcciones bajo condiciones cambiantes, también deben hacerlo los micronadadores, aunque con su conjunto único de desafíos impuestos por la física en el mundo microscópico.

Para On Shun Pak, profesor asociado de ingeniería mecánica en la Universidad de Santa Clara, “cuando se requiere que un micronadador realice maniobras más sofisticadas, el diseño de sus pasos locomotores puede volverse intratable rápidamente».

En contraste, Yuan-nan Young, profesor de ciencias matemáticas en el Instituto de Tecnología de Nueva Jersey, señaló que este se trata del primer paso para enfrentar el desafío de desarrollar micronadadores que puedan adaptarse como células biológicas para navegar entornos complejos de forma autónoma.

A manera de conclusión, es importante mencionar que estos comportamientos adaptativos son cruciales para futuras aplicaciones biomédicas de micronadadores artificiales en medios complejos con factores ambientales no controlados e impredecibles.