Cuando miramos un mapa, el mar parece una gran mancha azul “ya conocida”. La realidad es mucho más incómoda: una parte enorme del fondo oceánico sigue siendo un misterio operativo, no porque falten ganas, sino porque falta presencia allí abajo. Satélites, boyas y sistemas de imagen ayudan a entender la superficie y las capas superiores, pero son como mirar una ciudad desde un dron sin poder entrar en sus calles. Para explorar, medir y actuar en las profundidades hacen falta robots submarinos capaces de moverse con precisión, resistir corrientes impredecibles y recoger datos sin convertirse en una bola de metal zarandeada.
En ese contexto, una revisión publicada en npj Robotics y difundida por Phys.org pone al día el estado de una familia de máquinas que está ganando protagonismo: los robots inspirados en rayas. El trabajo, firmado por Luke Freyhof y colaboradores, repasa avances recientes en actuación y control y, lo más interesante, identifica con claridad qué está funcionando, qué no y por qué aún quedan barreras importantes.
La inspiración en la raya: una lección de estabilidad sin hélices
Las hélices han dominado durante décadas porque son eficaces y relativamente sencillas. El problema es que el agua real no es una piscina. En mar abierto hay turbulencias, cambios de densidad, obstáculos y corrientes laterales que convierten el empuje directo en un equilibrio frágil. Las rayas, en cambio, llevan millones de años “optimizando” otra estrategia: un cuerpo aplanado, amplio y flexible, con grandes aletas pectorales que ondulan u oscilan y les permiten deslizarse con control fino.
Imagina conducir una bicicleta con viento racheado frente a caminar con una cometa bien equilibrada. No es que una opción sea perfecta, es que el diseño cambia el tipo de problema. En los robots tipo raya, la superficie corporal y el movimiento ondulante u oscilatorio ayudan a mantener la estabilidad y a maniobrar sin depender tanto de chorros de empuje puntuales. La revisión describe que estos diseños suelen seguir patrones que también se ven en la naturaleza: rayas con proporciones más “anchas” tienden a un estilo más oscilatorio, mientras que formas relativamente más “alargadas” se asocian a un movimiento más ondulatorio.
Qué encontró la revisión: 47 diseños, un mismo dilema mecánico
El equipo analizó 47 robots bioinspirados con forma y locomoción de raya, comparando cómo se desplazan y cómo controlan sus “alas”. La clave aquí no es solo la estética, sino el músculo tecnológico: los actuadores, es decir, los componentes que convierten energía en movimiento.
En modelos grandes, lo más común sigue siendo lo más clásico: motores eléctricos tipo servo. Son fiables, conocidos, fáciles de controlar y aportan fuerza suficiente. El coste es que añaden peso y rigidez, y esa rigidez, bajo el agua, puede ser como intentar bailar con botas de esquí: se puede, pero el control fino sufre.
Por eso proliferan alternativas. Algunas plataformas usan “almohadillas” blandas que se inflan con aire o agua para doblar las aletas, un enfoque que recuerda a esos cojines lumbares inflables de coche: pequeños cambios de presión producen cambios de forma. Otras apuestan por materiales inteligentes que se deforman cuando reciben una señal eléctrica, una especie de “músculo” artificial que, bien integrado, permite movimientos suaves y silenciosos. El catálogo llega incluso a propuestas microscópicas impulsadas por células cardiacas vivas, que se contraen y generan un batido diminuto. Este último enfoque es fascinante desde la investigación básica, aunque está lejos de ser una solución general para misiones exigentes.
El punto crítico: cuando el tamaño deja de ayudar
La conclusión que más “pica” en términos de ingeniería es directa: en rendimiento, el tamaño manda. Los robots pequeños, del orden de una moneda, pueden aprovechar muy bien actuadores basados en deformación por pulsos eléctricos y estructuras flexibles; son ligeros, y el agua no les exige tanta fuerza para moverse con soltura. En el extremo opuesto, los robots grandes, del tamaño aproximado de un plato, aceptan mejor la penalización de peso de los motores y aun así consiguen empuje y control razonables.
El problema aparece en la franja intermedia, esa “talla M” robótica. Aquí, los materiales accionados por impulsos eléctricos suelen quedarse cortos de potencia para empujar un cuerpo ya no tan ligero, mientras que los motores tradicionales tienden a volverse demasiado pesados o voluminosos para mantener el carácter hidrodinámico y flexible que hace valioso al diseño tipo raya. Es como intentar montar un mueble: los tornillos pequeños no sujetan una estantería grande, pero los tornillos grandes revientan una tabla fina. La escala cambia las reglas.
Este cuello de botella es importante porque la escala media es, en muchos escenarios, la más práctica: suficiente espacio para sensores y batería, tamaño manejable para despliegue desde barcos pequeños, y capacidad de carga útil para instrumentos científicos. Que justo esa franja sea la más difícil de resolver no es una anécdota; es una señal de que falta una tecnología de actuación blanda y eficiente que cierre el hueco entre lo micro y lo grande.
No basta con nadar bien: la siguiente frontera son los sentidos y el cerebro
La revisión reconoce avances notables en locomoción, pero señala que el gran salto pendiente es dotar a estos robots de mejores capacidades de percepción y autonomía. Moverse con elegancia es valioso, sí, pero el océano no premia la elegancia si no hay orientación y misión. Sin sensores adecuados, un robot es como una persona con los ojos vendados intentando caminar por una calle llena de bicicletas: tarde o temprano, algo sale mal.
Aquí entra en juego la inteligencia artificial aplicada a la navegación y al control. En el agua, las condiciones cambian rápido: una corriente lateral puede aparecer al rodear una roca, la visibilidad puede caer en segundos, y las turbulencias pueden distorsionar mediciones. La autonomía útil implica combinar datos de sensores con modelos de control que adapten el batido de las aletas en tiempo real. No es solo “ir hacia delante”, es mantener rumbo, ahorrar energía, evitar obstáculos, estabilizarse durante una medición y volver a casa.
En diseños inspirados en rayas, este desafío tiene un matiz particular: al ser plataformas con superficies flexibles, el propio cuerpo puede convertirse en sensor. La deformación de una aleta ante una corriente, por ejemplo, puede dar información indirecta del entorno, igual que tú notas el viento por cómo te empuja la chaqueta. Convertir esa “sensación” en datos útiles y decisiones robustas es una línea de trabajo tan prometedora como compleja.
Qué significa esto para la exploración marina y el uso práctico
El panorama que dibuja npj Robotics no es una promesa vacía ni un “ya está hecho”. Es un mapa honesto: hay diseños que funcionan bien, hay enfoques que se están refinando y hay un obstáculo muy concreto en la escala media que condiciona el despliegue masivo de drones submarinos con forma de raya.
Para la ciencia, la recompensa potencial es enorme: plataformas más silenciosas y maniobrables podrían acercarse a fauna sin perturbarla, mantenerse estables para muestrear con precisión o explorar zonas complejas como arrecifes, cañones submarinos o estructuras bajo hielo. Para tareas industriales o ambientales, un robot que se deslice con control fino puede inspeccionar infraestructuras, detectar cambios en hábitats o realizar cartografías localizadas con menor consumo energético.
La revisión difundida por Phys.org deja una idea práctica: el futuro inmediato no depende solo de copiar la forma de una raya, sino de resolver el “músculo” que la imita y el “sistema nervioso” que le da sentido a cada aleteo. La naturaleza ofrece el diseño; la ingeniería tiene que completar el resto.