Investigadores de UPenn y UMich Crean los Robots Autónomos Programables Más Pequeños del Mundo

Investigadores de la Universidad de Pensilvania (UPenn) y la Universidad de Míchigan (UMich) anunciaron en diciembre de 2025 el desarrollo de los robots autónomos y programables más pequeños a nivel global. Estas máquinas microscópicas representan la culminación de un esfuerzo por lograr locomoción y control independiente en la escala micrométrica, un desafío científico que se había mantenido durante más de cuatro décadas. El avance fue detallado en publicaciones simultáneas en las revistas especializadas Science Robotics y Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

La arquitectura de estos autómatas es notablemente compacta, con dimensiones aproximadas de 200 por 300 por 50 micrómetros, situándolos en la escala de muchos microorganismos biológicos. Una característica clave es su capacidad para mantener una operación completamente autónoma durante periodos que alcanzan varios meses. El Dr. Marc Miskin, profesor adjunto en Penn Engineering y autor principal de los estudios, señaló que han fabricado robots autónomos diez mil veces más pequeños, lo que establece una nueva dimensión para la robótica programable.

Técnicamente, estos dispositivos integran sensores electrónicos y una unidad de procesamiento a bordo, desarrollada en la Universidad de Míchigan. Esta integración les confiere la capacidad de percibir su entorno y tomar decisiones sin supervisión externa. Específicamente, pueden detectar variaciones de temperatura con una precisión de hasta un tercio de grado Celsius, lo que permite el monitoreo de la actividad celular. La propulsión se gestiona mediante células solares integradas que activan un sistema electrocinético, el cual mueve las moléculas de agua circundantes para generar movimiento.

La física a esta escala microscópica presenta obstáculos únicos, donde la resistencia y la viscosidad del medio acuoso dominan sobre fuerzas como la inercia, haciendo que el desplazamiento se asemeje a “empujar a través del alquitrán”, según Miskin. Para sortear este entorno, el diseño evita los sistemas mecánicos convencionales con partes móviles, contribuyendo a su extrema durabilidad. El control sobre el campo eléctrico generado permite a los micro-robots ejecutar patrones de desplazamiento complejos e incluso coordinarse en grupos a velocidades de hasta una longitud corporal por segundo.

Las implicaciones de este desarrollo son amplias, con potencial significativo en el ámbito biomédico para vigilar la salud celular individual o reportar cambios térmicos como indicadores biológicos. Además, su utilidad se extiende a la industria, ofreciendo asistencia en el ensamblaje y construcción de dispositivos a microescala. Un aspecto práctico destacado es que, a pesar de su sofisticación, el costo de producción de cada unidad se estima en apenas un centavo, facilitando la creación de enjambres de estos agentes inteligentes.

Si bien la versión actual opera en una solución de peróxido de hidrógeno, tóxica para las células vivas, los investigadores indican que la naturaleza electrónicamente integrada de los robots permite el intercambio de actuadores. Esta característica sugiere que la adaptación para aplicaciones biológicas no representa un obstáculo insuperable. La capacidad de estos sistemas para operar sin necesidad de campos magnéticos externos o controles por cableado los diferencia de muchos predecesores en la micro-robótica, consolidando un avance hacia la verdadera autonomía en el reino microscópico.