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El brazo del pulpo inspira la herramienta quirúrgica futura

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Un brazo robótico que puede doblar, estirar y exprimir a través de ambientes estorbados ha sido creado por un grupo de investigadores de Italia.

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Inspirado por los ocho brazos del pulpo, el dispositivo se ha diseñado específicamente para que las operaciones quirúrgicas permitan a cirujanos tener acceso fácilmente a las regiones remotas, confinadas del cuerpo y, una vez allí, manipula órganos suaves sin el daño de ellos.

Se cree que el dispositivo podría reducir el número de instrumentos, y así las incisiones de la entrada, necesarias en operaciones quirúrgicas, con la pieza del brazo que era utilizado para manipular órganos mientras que otra pieza del brazo actúa. El dispositivo, presentado en el diario Bioinspiration y Biomimetics del IOP Publishing, lleva a cabo una ventaja dominante sobre las herramientas quirúrgicas tradicionales debido a su capacidad de transformar rápidamente de un instrumento de doblez, flexible en un instrumento tieso y rígido.

Ha sido inspirado por los ocho brazos altamente flexibles del pulpo que tienen ayuda esquelética no rígida y pueden adaptarse así fácilmente al ambiente circundante torciendo, cambiando su longitud o doblando en cualquier dirección en cualquier momento a lo largo del brazo. El pulpo puede, sin embargo, varíe la tiesura de sus brazos, transformando temporalmente los miembros flexibles en segmentos atiesados para permitir que el pulpo se mueva y obre recíprocamente con los objetos.

Para alcanzar el mismo efecto en el brazo robótico, los investigadores, del Sant'Anna School de estudios avanzados en Italia, construyeron un dispositivo que fue hecho a partir de dos módulos idénticos de interconexión. Cada módulo se podría hacer para moverse por la inflación de tres cámaras cilíndricas que eran equidistantes dentro del módulo. Alternando y combinando la inflación de las tres cámaras, el módulo se podía hacer para doblar y para estirar en diversas direcciones.

La tiesura de los dos módulos podría también ser controlada explotando de ‘fenómeno atasco granular’ en cuál se llena una membrana flexible dentro del módulo de un medio granular. Cuando un vacío se aplica a la membrana, sus aumentos de la densidad y la membrana entera llega a ser rígidos.

El autor importante del Dr. Tommaso Ranzani del estudio dijo: ‘El cuerpo humano representa un ambiente altamente desafiador y no-estructurado, donde las capacidades del pulpo pueden proporcionar varias ventajas en cuanto a las herramientas quirúrgicas tradicionales. ‘Generalmente, el pulpo no tiene ninguna estructura rígida y puede adaptar así la forma de su cuerpo a su ambiente. Aprovechándose de la falta de ayuda esquelética rígida, los ocho altamente flexibles y los brazos largos pueden torcer, cambiar su longitud, o la curva en cualquier dirección en cualquier momento a lo largo del brazo.’

En su estudio, los investigadores realizaron varias pruebas de la caracterización en el dispositivo robótico, mostrando que podría doblar a los ángulos hasta de 255° y al estiramiento al hasta 62 por ciento de su longitud inicial. El mecanismo que se atiesaba podía proporcionar aumentos de la tiesura a partir del 60 por ciento el hasta 200 por ciento.

La capacidad del brazo robótico de manipular órganos mientras que se realizan las tareas quirúrgicas fue demostrada con éxito en los escenarios simulados donde los órganos fueron representados por los globos llenos de agua. Las ‘tareas quirúrgicas tradicionales requieren a menudo el uso de instrumentos especializados múltiples tales como graspers, retractores, sistemas de la visión y los disectores, realizar un solo procedimiento,’ el Dr. Ranzani continuaron. ‘Creemos que nuestro dispositivo es el primer paso a crear un instrumento que pueda realizar todas estas tareas, así como alcanzamos las áreas remotas del cuerpo y apoyar con seguridad órganos alrededor del sitio de la blanco.’