Un sensor chino del tamaño de un grano de arroz da “sentido del tacto” a robots quirúrgicos

Un equipo de la Universidad Jiao Tong de Shanghái ha desarrollado un sensor óptico de apenas 1,7 milímetros, comparable al tamaño de un grano de arroz, que dota a los robots quirúrgicos de la capacidad de percibir fuerza, presión y torsión durante procedimientos delicados. El dispositivo emplea luz en lugar de los sistemas electrónicos convencionales, lo que lo hace especialmente adecuado para instrumentos médicos miniaturizados, según informó el sitio especializado “interesting engineering”.

Los investigadores consideran que esta tecnología podría transformar las cirugías mínimamente invasivas, ya que permitiría a los robots detectar cualquier contacto inseguro con tejidos sensibles y reaccionar al instante para evitar posibles daños. El líder del equipo, Jian Long Yang, explicó que el nuevo sistema permite “a las máquinas sentir el contacto, la presión y la torsión en tiempo real”, otorgando a los robots una mayor capacidad para operar de forma segura en entornos quirúrgicos complejos.

Luz en lugar de cables

Los sistemas robóticos actuales dependen principalmente de imágenes visuales, pero carecen de la capacidad de sentir la interacción física dentro del cuerpo, especialmente en espacios reducidos y complejos. Los sensores de fuerza tradicionales suelen ser voluminosos o difíciles de integrar, lo que limita su uso en herramientas médicas en miniatura.

El nuevo sensor se basa en fibras ópticas equipadas con un extremo de goma flexible que se deforma ligeramente al entrar en contacto con cualquier objeto. Esta deformación altera el patrón de propagación de la luz dentro del sensor, y la imagen resultante se analiza mediante algoritmos basados en datos para calcular la fuerza y el par de torsión en todas las direcciones.

Detección de tumores ocultos

Para demostrar la eficacia de la técnica, los científicos probaron el sensor dentro de modelos de gel que simulan tejido humano y que contenían objetos sólidos similares a tumores ocultos bajo la superficie. Los resultados mostraron que el sensor podía localizar con precisión estas estructuras ocultas, lo que abre la puerta a su uso futuro en la detección temprana de tumores o como ayuda para cirujanos durante operaciones complejas.

El equipo cree que integrar esta tecnología en sistemas robóticos quirúrgicos podría brindar a los médicos un nivel de control y precisión sin precedentes, especialmente en procedimientos realizados dentro del ojo o a través de pasajes quirúrgicos extremadamente estrechos, donde cualquier roce mínimo podría dañar tejidos sensibles.

Hacia el uso médico real

Actualmente, los investigadores trabajan en mejorar el proceso de fabricación del sensor y reducir los requisitos de calibración, como paso previo para integrarlo en robots médicos e industriales y realizar pruebas a largo plazo en entornos operativos reales. También planean desarrollar sistemas integrados y fáciles de usar que permitan a médicos e ingenieros emplear esta tecnología en quirófanos e instalaciones industriales, un avance que podría acercar a los robots a poseer “sentidos humanos” auténticos.