Así es el robot autónomo más pequeño del mundo: un grano de sal es más grande que él

El logro de crear robots autónomos más pequeños que un grano de sal desafió durante décadas los límites de la ciencia. El avance llegó de la mano de un grupo de investigadores de la Universidad de Pensilvania y la Universidad de Michigan, que lograron fabricar dispositivos capaces de moverse y tomar decisiones de manera independiente en dimensiones microscópicas, abriendo un nuevo escenario para la robótica.

Los nuevos microrobots miden aproximadamente doscientos por trescientos por cincuenta micrómetros. Su tamaño los sitúa por debajo de la dimensión de un grano de sal y los coloca en la misma escala que muchos microorganismos biológicos.

Estos robots no solo son diminutos, sino que además integran tecnología suficiente para operar de manera completamente autónoma durante meses, sin necesidad de cables, baterías o controles externos.

Cada unidad se diseñó de tal forma que no puede verse a simple vista y su costo es inferior a $0,01 por robot. Esta miniaturización sin precedentes permitió fabricar miles de unidades a muy bajo precio, lo que podría facilitar su uso masivo en áreas como la medicina y la industria.

Qué hace el robot autónomo más pequeño del mundo

A diferencia de los robots convencionales, estos dispositivos funcionan con energía solar. Cada robot incorpora paneles solares miniaturizados que alimentan sus circuitos electrónicos con solo 75 nanovatios de energía, una cantidad más de cien mil veces menor que la que consume un reloj inteligente.

El diseño prescinde de motores, piernas o brazos. Los métodos tradicionales de locomoción se volvieron inviables a esta escala, ya que la física dominante cambia radicalmente: la gravedad y la inercia pierden efecto, mientras que la fricción y la viscosidad del entorno acuoso se vuelven determinantes.

Según explicó Marc Miskin, líder del equipo de la Universidad de Pensilvania, “empujar el agua es como empujar a través del alquitrán”.

Ante este desafío, los investigadores desarrollaron un sistema de movimiento completamente nuevo. Cada robot genera un campo eléctrico local que moviliza iones en la solución que lo rodea, lo que a su vez mueve las moléculas de agua cercanas. De este modo, los robots crean el flujo en el que se desplazan, como si generaran su propio río en miniatura.

Este mecanismo permite que se muevan en patrones complejos y coordinados, con movimientos sincronizados parecidos a los de un cardumen. Además, alcanzan velocidades de hasta la longitud de su cuerpo por segundo.

La ausencia de partes móviles proporciona una resistencia notable al desgaste: los robots pueden transferirse repetidamente de una muestra a otra usando micropipetas sin sufrir daños.

Cómo procesan y almacenan información en un espacio tan pequeño

Uno de los mayores retos fue incorporar una computadora funcional completa dentro del espacio limitado de cada robot. El laboratorio de David Blaauw, en la Universidad de Michigan, fue clave en la integración de procesadores y memoria en volúmenes mínimos.

La electrónica ultraeficiente y reconfigurada permitió que los robots funcionen con voltajes muy bajos y reduzcan el consumo energético más de mil veces respecto a microprocesadores tradicionales. Los ingenieros comprimieron la programación para ajustarla a la memoria microscópica sin perder capacidad operativa, condensando varias órdenes en una sola instrucción especial.

La mayor parte del volumen de cada robot está ocupado por los paneles solares, lo que obligó a repensar la arquitectura del software. Esta solución innovadora posibilitó que los robots ejecuten instrucciones con agilidad y se adapten a diferentes tareas según la misión.

Qué casos de uso tiene este pequeño robot

Aunque el desarrollo se encuentra en una etapa inicial, las expectativas en torno a sus aplicaciones son amplias. En medicina, estos microrobots podrían monitorear células individuales, detectar cambios de temperatura en tejidos o asistir en procedimientos microquirúrgicos.

En el sector industrial, su tamaño y autonomía los hacen ideales para inspeccionar y construir dispositivos en escalas microscópicas, donde la intervención humana resulta imposible.

Los equipos de Penn Engineering y Michigan consideran que esta plataforma es solo el primer paso. A futuro, los robots podrán ejecutar programas más complejos, incorporar nuevos tipos de sensores y operar en ambientes aún más exigentes.

“Hemos demostrado que se puede incorporar un cerebro, un sensor y un motor a algo casi demasiado pequeño para verlo, y lograr que sobreviva y funcione durante meses”, resume Marc Miskin. El avance abre nuevas posibilidades para la robótica a microescala, con herramientas autónomas capaces de transformar distintos campos del conocimiento y la tecnología.