— Agencias 26/10/2026
Investigadores de ETH Zúrich desarrollaron dispositivos con músculo vivo e hidrogel flexible que pueden nadar, saltar y sujetar objetos mediante contracciones celulares.
Investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH Zúrich), en Suiza, desarrollaron robots biohíbridos que utilizan músculo vivo para nadar, saltar, doblarse y agarrar objetos, sin depender de los motores rígidos convencionales.
El equipo del Laboratorio de Robótica Blanda combinó tejido muscular cultivado con estructuras flexibles de hidrogel impresas en 3D. El diseño permitió aprovechar mejor la fuerza generada por las contracciones celulares y convertirla en movimientos visibles a escala milimétrica.
El estudio, publicado en la revista científica Nature Communications, busca resolver una de las principales limitaciones de la robótica biohíbrida: aunque las células musculares pueden contraerse, esa fuerza suele producir desplazamientos pequeños cuando no se transfiere de manera eficiente a una estructura.
En lugar de aumentar la cantidad de músculo, los investigadores trabajaron en la forma del soporte artificial y en la disposición de las fibras musculares para aprovechar mejor cada contracción.
El diseño combina músculo vivo e hidrogel flexible
El proyecto fue desarrollado en el Laboratorio de Robótica Blanda de ETH Zúrich, dirigido por el profesor Robert Katzschmann. Los investigadores Aiste Balciunaite y Mike Y. Michelis utilizaron simulaciones computacionales para determinar la geometría del hidrogel y la distribución del tejido muscular antes de fabricar los componentes.
Posteriormente, produjeron las estructuras mediante impresión 3D con una técnica conocida como xolografía, que permite crear formas precisas dentro de materiales sensibles a la deformación.
Los soportes incorporan ranuras que ayudan a sujetar las fibras musculares y orientar su crecimiento. Esta disposición favorece la transferencia de fuerza desde las células hacia el material flexible, lo que mejora la amplitud del movimiento.
Así, el tejido biológico y el soporte sintético funcionan como un sistema integrado: las células generan la contracción y la estructura la transforma en desplazamiento.
Los bioactuadores logran once veces más movimiento
Los dispositivos desarrollados miden aproximadamente 1.5 centímetros y alcanzaron un rango de movimiento hasta once veces superior al de estructuras anteriores, según los resultados reportados por el equipo.
Durante las pruebas de laboratorio, los investigadores observaron movimientos de flexión, desplazamientos dentro del agua y la capacidad de sujetar objetos pequeños. También consiguieron que las estructuras saltaran mediante una sola contracción muscular.
El sistema alcanzó una velocidad de 6.2 milímetros por segundo y registró saltos de hasta 5 milímetros, equivalentes a cerca de un tercio de su longitud corporal.
Este último resultado es relevante porque requiere concentrar suficiente fuerza para levantar la propia estructura. En la robótica convencional, ese tipo de movimiento suele depender de motores, engranajes, resortes o mecanismos neumáticos.
En estos dispositivos, en cambio, el impulso proviene de células musculares vivas que responden a la estimulación. El resultado muestra una alternativa experimental para desarrollar mecanismos blandos capaces de ejecutar movimientos sin recurrir a los componentes rígidos habituales.
La tecnología todavía enfrenta limitaciones
Aunque los resultados amplían las posibilidades de la robótica biohíbrida, los investigadores reconocen que la tecnología continúa en una fase experimental.
El principal desafío consiste en mantener vivo y funcional el tejido muscular durante periodos prolongados. Las células necesitan nutrientes y oxígeno para conservar su actividad, además de un mecanismo que permita retirar los residuos que producen.
Sin un sistema de intercambio adecuado, el tejido pierde viabilidad, lo que limita el tiempo de funcionamiento de los dispositivos y sus posibilidades de uso fuera del laboratorio.
Por ello, uno de los siguientes retos es desarrollar estructuras que permitan suministrar oxígeno y nutrientes de manera eficiente, mediante sistemas de circulación artificial u otras soluciones de soporte biológico.
Resolver estas limitaciones será fundamental para determinar si los bioactuadores pueden evolucionar hacia aplicaciones prácticas en robótica, investigación biomédica o dispositivos que requieran movimientos delicados y adaptables.
Los exoesqueletos utilizan una estrategia diferente
El desarrollo contrasta con tecnologías como los exoesqueletos robóticos empleados para ayudar a personas con dificultades de movilidad. Estos dispositivos utilizan estructuras rígidas, sensores, baterías y motores para asistir movimientos como ponerse de pie o caminar.
Algunos sistemas interpretan cambios en la postura del usuario, mientras que otros funcionan mediante botones o controles específicos para ordenar los pasos.
Los bioactuadores de ETH Zúrich siguen una ruta diferente: en lugar de generar el movimiento exclusivamente mediante componentes mecánicos, utilizan tejido biológico como fuente de fuerza.
Aunque todavía necesitan condiciones controladas para mantener vivas las células, la investigación abre una línea de desarrollo en la que los tejidos vivos y los materiales sintéticos pueden trabajar juntos para producir movimientos más flexibles.
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