En el campo de la microrrobótica, cada gramo cuenta. Cada componente extra, desde una batería hasta un circuito impreso, puede ser una barrera técnica importante. Por eso, cuando un grupo de ingenieros y científicos desarrolla un dispositivo volador del tamaño de una moneda y que no necesita batería propia ni electrónica interna, se presta atención. Y no es para menos: estamos hablando de un microrrobot que puede volar empleando únicamente campos magnéticos externos, sin llevar a bordo fuente de alimentación, motor, ni chips.

Este pequeño artefacto, del tamaño de una uña y fabricado con materiales ligeros, no vuela como un dron convencional. En lugar de eso, su propulsión se basa en un principio tan elegante como eficaz: la interacción entre imanes incorporados y un campo magnético alterno externo. De este modo, se logra un movimiento rotacional que le permite elevarse y desplazarse por el aire, sin recurrir a hélices tradicionales, sistemas de control complejos ni baterías de litio.

Cómo vuela sin volar: principios físicos del movimiento magnético

El dispositivo creado en Berkeley no tiene alas ni hélices. En su lugar, emplea un mecanismo pasivo de giro impulsado por el cambio cíclico de la dirección del campo magnético que lo rodea. Este campo es generado externamente, por ejemplo, mediante bobinas colocadas estratégicamente alrededor del entorno de vuelo.

Dentro de la estructura del robot se han insertado dos pequeños imanes permanentes, orientados de forma que el campo alterno provoca un par de torsión que lo hace rotar rápidamente. Esta rotación no solo mantiene al robot en el aire, sino que le proporciona una dirección y cierta estabilidad, que puede ser ajustada modificando el campo externo.

Desde el punto de vista físico, se está aprovechando el fenómeno conocido como magneto-rotación sincronizada. Este efecto permite que el objeto reaccione de forma coherente al campo externo en frecuencia y orientación, generando sustentación a través de la aerodinámica de su diseño en espiral.

Diseño mecánico: materiales ultraligeros y geometría optimizada

El microrrobot ha sido fabricado utilizando materiales ultraligeros como polímeros flexibles y espuma plástica. Pesa menos de 0,5 gramos, y su forma recuerda a una hélice en miniatura. La elección del diseño no es aleatoria: la geometría en espiral permite aprovechar al máximo el par rotacional inducido por los imanes.

Los imanes insertados tienen un diámetro inferior a los 2 mm y están situados de manera simétrica para maximizar la estabilidad. Todo el ensamblaje está optimizado para que el centro de masa quede justo en el eje de rotación, evitando así desequilibrios.

En experimentos realizados en laboratorio, el robot ha sido capaz de elevarse verticalmente a velocidades de hasta 0,3 m/s en un campo magnético de tan solo 20 militeslas, demostrando un nivel de eficiencia energética que sorprende incluso a expertos en la materia.

Ventajas frente a los microdrones tradicionales

El desarrollo de este tipo de robot volador tiene implicaciones significativas en varios frentes. En comparación con los microdrones convencionales, que suelen requerir baterías de polímero de litio, placas base, sensores y motores diminutos, este nuevo diseño elimina la necesidad de casi todos estos elementos, reduciendo así el peso total, el coste de producción y los posibles puntos de fallo.

Además, al no depender de una fuente de energía interna, puede operar en entornos donde las baterías serían inviables, como dentro del cuerpo humano, ambientes explosivos o zonas con altas temperaturas.

Otra ventaja clave es la ausencia de sistemas electrónicos a bordo. Esto implica una menor emisión de calor, una mayor resistencia a campos electromagnéticos externos (muy útiles en laboratorios de resonancia magnética, por ejemplo), y una vida útil superior.

Aplicaciones biomédicas: del laboratorio al cuerpo humano

Uno de los sectores más interesados en este tipo de tecnología es el médico. La posibilidad de introducir robots en miniatura dentro del cuerpo humano sin componentes activos ni calor generado por circuitos abre la puerta a nuevos procedimientos quirúrgicos no invasivos.

Por ejemplo, este tipo de microrrobots podrían usarse para transportar fármacos hasta zonas específicas del cuerpo, como tumores o arterias bloqueadas, navegando a través del torrente sanguíneo gracias a campos magnéticos controlados desde el exterior. También se está explorando su uso en terapias dirigidas, biopsias selectivas e incluso limpieza interna de placas bacterianas o coágulos.

Para este tipo de aplicación, el principal reto será lograr una navegación precisa dentro del entorno biológico y garantizar la compatibilidad de los materiales con el cuerpo humano, además de contar con sistemas de localización en tiempo real para seguir el recorrido del robot.

Limitaciones actuales: control, estabilidad y precisión

Aunque el avance es notable, no todo son ventajas. El principal desafío técnico es el control fino del movimiento. Como el robot depende de un campo magnético global, no se puede mover de manera totalmente independiente a voluntad, como haría un dron con sus propios motores. Para conseguir trayectorias complejas, es necesario diseñar campos magnéticos en 3D que actúen sobre múltiples grados de libertad, lo cual implica sistemas de generación y control muy sofisticados.

También existe el problema de la estabilidad en presencia de turbulencias o corrientes de aire. Al no contar con sistemas de realimentación ni sensores internos, el robot no puede corregir automáticamente su trayectoria. Esto limita de momento su uso a entornos muy controlados, como cámaras de prueba o aplicaciones en líquidos donde la viscosidad ayuda a estabilizar el movimiento.

Perspectivas de futuro: nuevos materiales y control inteligente

Los próximos pasos en el desarrollo de esta tecnología podrían incluir el uso de materiales ferromagnéticos flexibles que permitan modificar dinámicamente la forma del robot en respuesta al entorno, así como el diseño de sistemas de control magnético mediante redes neuronales que aprendan a generar los campos más adecuados para cada misión.

También se está estudiando la posibilidad de integrar sensores pasivos que no necesiten energía, como aquellos que funcionan por resonancia, y que puedan enviar datos al exterior mediante pequeños cambios en su comportamiento magnético.

Si se consiguen estos avances, podríamos estar ante una herramienta útil no solo en medicina, sino también en exploración de entornos difíciles, como cavidades industriales, áreas contaminadas o incluso labores de búsqueda y rescate en ruinas.

Conclusión: una tecnología con gran recorrido

El desarrollo de este microrrobot volador controlado por campos magnéticos representa un salto técnico importante en el ámbito de los dispositivos autónomos en miniatura. Aunque aún se encuentra en fase experimental, sus aplicaciones potenciales son múltiples y su diseño abre nuevas líneas de investigación para quienes trabajan en la frontera entre física, ingeniería y biomedicina.

Como ocurre con muchas tecnologías emergentes, el reto no es solo técnico, sino también ético, normativo y logístico. Pero el hecho de que sea posible hacer volar un robot sin motores ni baterías ya es en sí mismo una demostración de la dirección que puede tomar la innovación en los próximos años.