La robótica lleva décadas persiguiendo una misma obsesión: reducir el tamaño de las máquinas sin vaciarlas de inteligencia. Hasta ahora, ese objetivo tenía un límite físico difícil de cruzar. A partir de cierto umbral, hacer un robot más pequeño implicaba asumir varias renuncias. Eso acaba de cambiar. Un equipo de investigadores ha demostrado que es posible construir un robot autónomo tan diminuto que apenas puede verse, pero que aun así es capaz de percibir su entorno, procesar información y responder sin intervención externa.
El desarrollo llega de la mano de investigadores de la Universidad de Pensilvania y la Universidad de Michigan, que han construido lo que el equipo describe como el robot programable autónomo más pequeño logrado hasta ahora. El dispositivo está pensado para operar sumergido en un fluido, y en ese entorno puede desplazarse y funcionar. En el artículo científico se describe un cuerpo de aproximadamente 210 por 340 micrómetros y 50 micrómetros de grosor. Su escala es tan reducida que puede apoyarse sobre la cresta de una huella dactilar y resulta casi invisible a simple vista.
Un robot completo a escala microscópica. La diferencia frente a intentos anteriores no está solo en la miniaturización, sino en lo que teóricamente este dispositivo consigue integrar. Según los investigadores, el microrrobot incorpora sistemas de computación, memoria, sensores, comunicación y locomoción dentro de una única plataforma autónoma. Hasta ahora, a menudo estos sistemas dependían de equipos externos para procesar información o tomar decisiones. En este caso, el robot puede ejecutar algoritmos definidos digitalmente y modificar su comportamiento en función de lo que ocurre a su alrededor.
El principal obstáculo para llegar hasta aquí no ha sido conceptual, sino físico. A escalas micrométricas, las reglas cambian: la gravedad y la inercia pierden peso, y dominan fuerzas como la viscosidad y el arrastre. En ese entorno, desplazarse por un fluido se parece más a avanzar a través de un material espeso que a nadar en agua. A esta dificultad se suma una restricción aún más severa, la energética. Con presupuestos de potencia en torno a los 100 nanovatios, integrar al mismo tiempo propulsión y computación había sido, hasta ahora, un compromiso casi imposible.
Electrónica diseñada para sobrevivir con casi nada de energía. La solución pasó por replantear desde cero la arquitectura electrónica del robot. El equipo trabajó con un proceso CMOS de 55 nanómetros y recurrió a lógica digital en régimen subumbral para mantener el consumo dentro de un presupuesto cercano a los 100 nanovatios. En ese espacio lograron integrar células fotovoltaicas para la alimentación, sensores de temperatura, circuitos de control para los actuadores, un receptor óptico para programación y comunicación, además de un procesador con memoria.
La locomoción es uno de los aspectos más singulares del diseño. En lugar de motores o apéndices, el microrrobot utiliza campos eléctricos para inducir corrientes en el fluido que lo rodea, desplazándose sin partes móviles susceptibles de romperse. Sus creadores lo describen como un sistema en el que el robot genera su propio “río” para avanzar. Esa misma lógica minimalista se extiende a la comunicación. Las mediciones que realiza, como la temperatura, se codifican en secuencias de movimiento, un método simple pero eficaz a esta escala.
Robots diminutos que actúan en conjunto. Más allá del comportamiento individual, el equipo ha demostrado que estos microrrobots pueden sincronizarse y operar en grupo. Según explican los investigadores, varios dispositivos son capaces de coordinar sus movimientos y formar patrones colectivos comparables a los bancos de peces. Este enfoque abre la puerta a tareas distribuidas, en las que cada unidad aporta información o acción local. En teoría, estos grupos podrían seguir funcionando de forma autónoma durante meses si se mantienen cargados con luz LED sobre sus células solares, aunque la memoria disponible limita por ahora la complejidad de los comportamientos programables.
Con esta plataforma, los investigadores plantean un camino hacia microrrobots de propósito más general, capaces de ejecutar tareas en entornos difíciles sin supervisión constante. En el horizonte aparecen aplicaciones que hoy están más cerca del laboratorio que del mundo real, por ejemplo en biomedicina, donde dispositivos de este tipo podrían llegar a operar en fluidos del cuerpo. El propio equipo insiste en que esto es solo un primer paso. El avance abre una base técnica, pero el salto a usos prácticos dependerá de aumentar prestaciones.
Imágenes | Universidad de Pensilvania y la Universidad de Michigan
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La noticia
La robótica acaba de romper otra barrera de escala: ya hay robots autónomos más pequeños que un grano de sal
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Xataka
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Javier Marquez
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