No es ciencia ficción, aunque lo parece: científicos logran construir robots más pequeños que un grano de sal

Lo que hasta hace poco parecía algo propio de ciencia ficción se ha convertido en una realidad tangible para un equipo de científicos de la Universidad de Pennsylvania y la Universidad de Michigan, en Estados Unidos. Los expertos han logrado diseñar y fabricar los robots autónomos programables más diminutos de la historia. Estas máquinas poseen la capacidad de nadar, sentir su entorno y procesar información básica a pesar de su tamaño microscópico.

Hablamos de dispositivos tan pequeños que resultan invisibles para el ojo humano sin ayuda óptica. Su escala es tan reducida que sus dimensiones son inferiores a las de un grano de sal. Este desarrollo tecnológico rompe una barrera que había estancado a la ingeniería durante décadas y abre la puerta a procedimientos médicos y de manufactura a nivel celular que, sin lugar a dudas, cambiará las reglas del juego.

Crean robots más pequeños que un grano de sal con autonomía total

La comunidad científica llevaba cuarenta años intentando resolver el problema de la movilidad autónoma a microescala, y lo ha logrado con dispositivos que miden apenas 0,2 milímetros de ancho. Según detallan los investigadores en las revistas Science Robotics y Proceedings of the National Academy of Sciences, se trata de máquinas totalmente programables. No dependen de cables ni de controles externos tipo joystick.

Estos pequeños robots funcionan gracias a la colaboración de la Universidad de Michigan, que aportó el «cerebro» electrónico, mientras que la ingeniería de propulsión corrió a cargo de la Universidad de Pennsylvania. Así, crearon un enjambre de robots capaces de moverse en patrones complejos, medir la temperatura con gran precisión y operar durante meses alimentados únicamente por luz. Todo esto con un coste de fabricación irrisorio que ronda un céntimo por unidad.

¿Cómo estos robots logran moverse en un mundo microscópico?

Moverse a esa escala implica enfrentarse a leyes físicas diferentes a las que experimentamos los humanos. Marc Miskin, profesor asistente en la Universidad de Pennsylvania, explica que para algo del tamaño de una célula el agua se siente tan espesa como el alquitrán. Los sistemas tradicionales de motores o extremidades mecánicas se romperían al instante en ese entorno.

Para solucionar este desafío, los científicos idearon un sistema de propulsión sin partes móviles. Estos robots utilizan un campo eléctrico para empujar los iones del líquido que los rodea. Al mover el agua a su alrededor, logran desplazarse, algo similar a crear su propia corriente en un río. Este método les permite nadar e incluso coordinarse en grupos como si fueran bancos de peces. Además, su resistencia es notable y pueden transferirse entre muestras con una pipeta sin sufrir daños.

Los microrrobots que funcionan con luz

Pero el desafío no era solo el movimiento, sino también la inteligencia. Para que sean verdaderos robots autónomos necesitan procesar datos. El equipo de la Universidad de Michigan, liderado por David Blaauw, consiguió integrar un ordenador completo en su pequeña estructura.

Este sistema informático opera con una eficiencia extrema. Consume apenas 75 nanovatios, una cifra 100.000 veces menor a la energía que necesita un reloj inteligente. Como el espacio es un lujo en un robot más diminuto que un grano de sal, los paneles solares ocupan casi toda la superficie y sirven tanto para dar energía como para recibir la programación mediante pulsos de luz.

¿Para qué se usarán estos robots?

La capacidad de estos dispositivos para detectar variaciones térmicas de hasta un tercio de grado Celsius ofrece aplicaciones médicas directas. La temperatura es un indicador vital de la actividad celular. Por tanto, estos robots podrían monitorear la salud de células individuales o ayudar a construir dispositivos a microescala desde dentro.

Además, tienen la capacidad de ayudar en la construcción de dispositivos a microescala. Al poder programarse y moverse en grupos coordinados, funcionan como una fuerza laboral microscópica para ensamblar componentes diminutos.

Los investigadores han diseñado incluso una forma de comunicación peculiar. Para transmitir los datos que recogen, el robot realiza una especie de «baile» o movimiento específico que se decodifica visualmente mediante un microscopio. David Blaauw compara este método con la forma en que las abejas se comunican entre ellas.