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Investigadores de la Universidad de Pensilvania desarrollaron un método que utiliza patrones de luz basados en la teoría de la relatividad para guiar robots microscópicos de 100 micrómetros por laberintos, creando un espacio-tiempo artificial que permite navegación precisa sin sensores ni electrónicos voluminosos, con aplicaciones potenciales en la medicina y la fabricación en las próximas décadas
Investigadores demostraron que robots microscópicos pueden navegar por laberintos utilizando patrones de luz basados en la teoría de la relatividad de Einstein, permitiendo que robots de 100 micrómetros encuentren caminos precisos sin sensores ni electrónicos voluminosos, en un experimento publicado en noviembre de 2025.
Cómo científicos enseñaron a robots microscópicos a navegar sin sensores electrónicos
Científicos desarrollaron un método para controlar robots microscópicos nadadores utilizando patrones de luz combinados con principios de la teoría de la relatividad general. La tecnología representa un primer paso para aplicar robots microscópicos en áreas como la medicina y la fabricación.
Uno de los mayores desafíos en el desarrollo de robots a escala microscópica es permitir navegación precisa sin añadir sensores ni componentes electrónicos voluminosos. Estos dispositivos aumentarían el tamaño de las máquinas y harían inviable su utilización en entornos extremadamente pequeños.
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Para enfrentar este problema, físicos de la Universidad de Pensilvania crearon un sistema descrito como un espacio-tiempo artificial. Este modelo permite guiar robots de forma similar al comportamiento de la luz o de naves espaciales al atravesar regiones curvas del universo.
Experimento colocó robots de 100 micrómetros para atravesar un laberinto
En el experimento, los científicos utilizaron robots nadadores electrocinéticos de alrededor de 100 micrómetros de tamaño, aproximadamente el grosor de un cabello humano. Estos robots fueron sumergidos en una solución ionizada y se les asignó la tarea de atravesar un laberinto simple.
Cada uno de los robots contaba con diminutas celdas solares con electrodos ubicados en ambos extremos. Cuando estas celdas eran expuestas a la luz, alimentaban los electrodos, generando un campo eléctrico que impulsaba a los robots a través de la solución.
El principal desafío era garantizar que los robots alcanzaran un punto específico dentro del laberinto sin chocar con las paredes. La solución encontrada por los investigadores involucró aplicar conceptos de la relatividad general para orientar el movimiento de las máquinas microscópicas.
La teoría de la relatividad ayudó a guiar robots por caminos curvos
Según la teoría de la relatividad general de Einstein, la gravedad curva el espacio-tiempo alrededor de objetos con masa. En este entorno curvo, la luz y otros objetos siguen geodésicas, que son los caminos más cortos posibles dentro de esta geometría.
Este fenómeno puede ser observado en eventos como la lente gravitacional, cuando la luz parece curvarse al pasar por el campo gravitacional de un objeto masivo. Aunque la luz viaja en línea recta en el espacio, el efecto de la curvatura hace que su camino parezca desviado.
De acuerdo con Marc Miskin, profesor asistente de ingeniería eléctrica y de sistemas de la Universidad de Pensilvania, los robots EK mostraron un comportamiento equivalente al de la luz en la relatividad general. Según él, los robots pueden funcionar como un análogo experimental de la gravedad.
Espacio-tiempo artificial orienta robots a través de patrones de luz
Para reproducir este comportamiento, los investigadores modelaron el laberinto como un espacio virtual curvo utilizando ecuaciones de la relatividad. En este modelo matemático, los caminos que llevan al objetivo se convierten en líneas rectas en el espacio-tiempo simulado.
Después de crear el modelo, el equipo lo convirtió en un mapa bidimensional de luz. En este mapa, las áreas más oscuras atraían a los robots, mientras que las regiones más iluminadas los repelían, permitiendo dirigir su movimiento sin comandos directos.
El destino final dentro del laberinto se configuró como el punto más oscuro del mapa, simulando un tipo de agujero negro. Los obstáculos, por su parte, recibieron una iluminación más intensa para prevenir que los robots se acercaran a las paredes.
Independientemente del punto inicial en el laberinto, los robots seguían automáticamente los caminos definidos por el campo de luz. El movimiento ocurría como si estuvieran deslizándose por un espacio distorsionado, desviándose naturalmente de las barreras.
Aplicaciones futuras para robots microscópicos pueden surgir en la próxima década
Los resultados del estudio fueron publicados en noviembre de 2025 en la revista científica npj Robotics. Para Miskin, el trabajo representa una conexión entre conceptos de la física y aplicaciones tecnológicas en robótica.
Según el investigador, la relatividad y la luz son fenómenos ampliamente comprendidos por la ciencia. Al aplicar estos principios al control de robots microscópicos, los científicos comienzan a utilizar herramientas teóricas consolidadas para resolver desafíos de ingeniería.
Al mismo tiempo, los experimentos ofrecen una forma concreta de explorar conceptos abstractos de la relatividad general. La observación del comportamiento de los robots permite estudiar efectos relacionados con espacios-tiempo planos en sistemas bidimensionales.
Miskin afirma que, aunque el experimento con laberintos representa solo un primer paso, aplicaciones prácticas pueden surgir en los próximos diez años. Entre los posibles usos se encuentran procedimientos médicos, como verificar dientes después de tratamientos de conducto o eliminar tumores tras medidas locales.
El investigador también mencionó aplicaciones fuera del ámbito biomédico, como el ensamblaje de microchips con la ayuda de robots microscópicos. Según él, el micromundo aún posee numerosas posibilidades, y los resultados actuales pueden representar solo el inicio de nuevas tecnologías basadas en robots.
Este artículo fue elaborado con base en información divulgada por Live Science y en el estudio científico publicado en noviembre de 2025 en la revista npj Robotics, conducido por investigadores de la Universidad de Pensilvania.
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