Actualmente la inteligencia artificial participa en muchas investigaciones de la mano de la biotecnología, permitiendo grandes avances en sectores como la biomedicina.
La inteligencia artificial, también conocida como AI, 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.
Recientemente ha surgido un gran interés en el desarrollo de micronadadores artificiales que puedan navegar por el cuerpo humano de manera similar a los microorganismos nadadores naturales, como las bacterias. Dichos 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.
En el estudio de los investigadores publicado en Communications Physics, razonaron 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.
«Ser capaz de nadar a microescala en sí mismo es una tarea desafiante», dijo On Shun Pak, profesor asociado de ingeniería mecánica en la Universidad de Santa Clara. «Cuando quieres que un micronadador realice maniobras más sofisticadas, el diseño de sus pasos locomotores puede volverse intratable rápidamente».
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», dijo Yuan-nan Young, profesor de ciencias matemáticas en el Instituto de Tecnología de Nueva Jersey.
Tales comportamientos adaptativos son cruciales para futuras aplicaciones biomédicas de micronadadores artificiales en medios complejos con factores ambientales no controlados e impredecibles.
Por: Dalia Solano.
Fuentes:
Sciencedaily.
Smart microrobots learn how to swim and navigate with artificial intelligence.
Someglas.
Inteligencia artificial y sus aplicaciones en la biotecnología del futuro.
