Un equipo de investigadores del MIT ha logrado un hito importante en el campo de la microrrobótica al presentar un robot volador del tamaño de un insecto capaz de realizar maniobras rápidas y complejas, similares a las de un abejorro. Esta nueva versión del microrrobot no solo mejora la velocidad y aceleración respecto a modelos anteriores, sino que también introduce una arquitectura de control basada en inteligencia artificial que permite movimientos acrobáticos con gran precisión.
La idea central es emular la agilidad de los insectos para operar en entornos donde los drones tradicionales fallan. Imaginemos una situación de rescate tras un terremoto: estos pequeños robots podrían moverse entre los escombros, llegando a lugares inalcanzables para otros dispositivos. Para ello, debían superar una barrera técnica importante: replicar el vuelo dinámico y veloz de un insecto con una máquina que apenas pesa más que un clip.
La evolución del diseño: alas más grandes y músculos artificiales
El robot, desarrollado por el laboratorio de Robótica Suave y Microrrobótica del MIT, dirigido por el profesor Kevin Chen, ha pasado por diversas iteraciones en los últimos cinco años. En esta nueva versión, el microrrobot cuenta con alas más grandes que mejoran su agilidad y están impulsadas por músculos artificiales flexibles que baten a gran velocidad. Estos elementos mecánicos son esenciales para replicar el tipo de vuelo característico de un insecto, con aceleraciones y cambios de dirección bruscos.
No obstante, hasta ahora el punto débil había sido el sistema de control, que se ajustaba manualmente, lo que limitaba las capacidades del robot. El control, o el «cerebro» del robot, determina en tiempo real dónde está el robot y cómo debe actuar para llegar a su destino. Este aspecto ha sido completamente renovado gracias a la colaboración con el equipo del profesor Jonathan How del Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT.
Una arquitectura de control con inteligencia artificial
La clave del avance está en una arquitectura de control de dos pasos. En la primera fase, se utiliza un controlador predictivo basado en modelos matemáticos para planificar trayectorias complejas, considerando limitaciones como la fuerza y el par que el robot puede aplicar. Este sistema permite planificar maniobras como volteretas, giros bruscos y cambios de inclinación extremos.
La segunda fase consiste en utilizar ese planificador para entrenar un modelo de aprendizaje profundo que pueda ejecutar esas maniobras en tiempo real. Este modelo, conocido como «política», funciona como el sistema de toma de decisiones del robot. En lugar de tener que calcular todo desde cero cada vez que vuela, el robot ya ha aprendido de los mejores ejemplos y puede reaccionar de forma rápida y eficaz.
Este método de entrenamiento se basa en aprendizaje por imitación, una técnica en la que el robot observa y aprende de un experto (en este caso, el controlador predictivo). La gran ventaja es que se logra un equilibrio entre robustez y eficiencia computacional, algo esencial dado el limitado espacio y capacidad de procesamiento de este tipo de robots.
Resultados impresionantes en pruebas de vuelo
Durante las pruebas, el robot fue capaz de aumentar su velocidad un 447% y su aceleración un 255% respecto a modelos anteriores. En un experimento particularmente desafiante, completó 10 volteretas consecutivas en 11 segundos, manteniéndose dentro de una desviación de solo 4 a 5 centímetros de su trayectoria prevista.
Una de las maniobras más destacadas fue el movimiento tipo «sacádico», común en los insectos, en el que se inclinan rápidamente, vuelan hacia una posición concreta y se inclinan en dirección contraria para frenar. Este tipo de desplazamiento les ayuda a ubicarse visualmente, y en el futuro podría ser clave cuando se integren cámaras o sensores visuales en el microrrobot.
Incluso frente a condiciones adversas, como rafagas de viento superiores a 1 metro por segundo o cables de alimentación que se enredaban en medio de las maniobras, el robot mantuvo su precisión y agilidad. Esto demuestra que el sistema de control puede compensar incertidumbres propias de la fabricación a pequeña escala y factores ambientales impredecibles.
Hacia una nueva generación de robots insecto
Aunque el controlador actual opera desde un ordenador externo, los investigadores se muestran optimistas sobre la posibilidad de miniaturizar estos sistemas para que funcionen directamente en el robot. Esta independencia permitiría desplegar los microrrobots al aire libre, sin necesidad de sistemas de captura de movimiento externos, ampliando su potencial de uso en tareas como búsqueda y rescate, polinización artificial o incluso exploración de entornos peligrosos.
A largo plazo, también se plantea la posibilidad de incorporar sensores para evitar colisiones entre varios robots y permitir que trabajen en conjunto, como una colonia de insectos cooperando para alcanzar un objetivo común.
Este desarrollo, publicado en la revista Science Advances, representa un cambio de paradigma en la forma de abordar la robótica a pequeña escala. Como señala el propio Kevin Chen, ahora es posible pensar en una arquitectura de control que sea al mismo tiempo potente, eficiente y escalable, lo que abre las puertas a nuevos escenarios donde los microrrobots puedan integrarse en la vida cotidiana o en operaciones de alta complejidad.