El microrrobot desarrollado en la Universidad de Washington puede regular la altura de sus saltos, reincorporarse después de caer y superar obstáculos mayores que su propio tamaño. El prototipo todavía requiere alimentación externa y carece de dirección y navegación autónoma.
Un equipo de ingenieros de la Universidad de Washington desarrolló DirectHop, un microrrobot de aproximadamente un gramo capaz de ejecutar saltos sucesivos y controlar su altura con una precisión cercana a un centímetro, una combinación que sus creadores consideran potencialmente útil para futuras inspecciones industriales, monitoreo agrícola y exploración de lugares donde desplegar robots convencionales resulta costoso o difícil.
El dispositivo, difundido este 29 de septiembre por Gizmodo y presentado previamente por la universidad, será expuesto el 30 de septiembre en la IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2026).
DirectHop sigue siendo un prototipo experimental. La máquina utilizada en las pruebas recibe electricidad mediante cables, es controlada externamente y todavía no dispone de un sistema capaz de dirigir sus desplazamientos de forma autónoma. El equipo trabaja ahora en integrar energía, sensores, electrónica y mecanismos de orientación a bordo.
La investigación está encabezada por Hanquan “John” Wang, investigador de ingeniería mecánica de la Universidad de Washington, junto con Yash Talwekar y Sawyer Fuller, profesor asociado de ingeniería mecánica y director de un laboratorio especializado en robótica de escala similar a la de los insectos.
Un motor reemplaza los resortes tradicionales
La principal diferencia de DirectHop frente a numerosos microrrobots saltadores está en la forma de generar el movimiento.
Muchos diseños experimentales utilizan mecanismos inspirados en insectos como las pulgas: almacenan energía en un resorte y posteriormente la liberan de manera brusca para impulsar el robot.
Ese sistema permite alcanzar saltos considerables, pero tiene una desventaja cuando se necesita controlar con precisión cuánto debe desplazarse la máquina. La descarga de un resorte tiende a producir un movimiento mucho menos graduable y, además, incorporar resortes y mecanismos de liberación aumenta la complejidad a escalas muy pequeñas.
DirectHop prescinde de ese sistema y utiliza directamente un pequeño motor eléctrico de corriente continua.
El robot, de aproximadamente 50 milímetros, incorpora un motor conectado mediante una línea a una estructura central. Cuando el motor acelera, recoge rápidamente la línea y genera el impulso necesario para elevar el conjunto.
Tres patas articuladas se despliegan durante el movimiento y mantienen la geometría del mecanismo. Al modificar la corriente suministrada al motor, los investigadores pueden variar la energía del salto y, con ello, controlar su altura.
Las pruebas mostraron que esta arquitectura permite repetir saltos con alturas diferentes de una forma más predecible que los diseños basados únicamente en la liberación de energía acumulada.
Puede superar un peldaño de 17 centímetros
El prototipo también fue sometido a pruebas con obstáculos mayores que sus propias dimensiones.
En uno de los experimentos, DirectHop logró superar un peldaño estándar de aproximadamente 17 centímetros de altura, utilizando una superficie inclinada de 45 grados bajo su punto de apoyo para orientar el salto.
La demostración es relevante para el desarrollo de movilidad en entornos construidos, pero todavía no equivale a que el robot pueda recorrer una escalera por sí solo.
El objetivo del grupo es precisamente avanzar hacia esa capacidad.
La versión futura imaginada por los investigadores utilizaría una cámara para detectar el obstáculo, calcularía mediante un procesador cuánto debe saltar, orientaría el robot hacia el punto adecuado y posteriormente ejecutaría el movimiento. Después de aterrizar, tendría que reincorporarse, volver a posicionarse y repetir el procedimiento.
Ese conjunto de funciones aún no está integrado en DirectHop.
Se reincorpora tras una caída
Otro desafío para los robots saltadores pequeños es que el aterrizaje no siempre ocurre en posición vertical.
DirectHop tiende a girar durante el vuelo y puede terminar apoyado de lado. Para enfrentar ese problema, los investigadores incorporaron una estructura exterior similar a una jaula que protege el dispositivo y facilita su recuperación.
Una vez en el suelo, el motor desplaza nuevamente parte del mecanismo y modifica el centro de gravedad, haciendo que el robot ruede hasta regresar a su posición de salto.
El equipo reportó una tasa de éxito cercana al 90% en el primer intento de reincorporación.
El sistema permitió demostrar secuencias de hasta cuatro saltos consecutivos en las pruebas reportadas, combinando impulso, aterrizaje, recuperación de posición y preparación para un nuevo salto.
La capacidad de recuperarse sin intervención humana resulta especialmente relevante si el objetivo futuro es desplegar grandes cantidades de robots pequeños en lugares donde acceder individualmente a cada unidad sería impracticable.
Saltar requiere mucha menos energía que mantenerse en vuelo
Uno de los argumentos detrás del proyecto es la diferencia energética entre saltar y volar continuamente.
Los investigadores estiman que la locomoción mediante saltos puede presentar un costo energético cercano a dos órdenes de magnitud inferior al de robots voladores de escala comparable.
El trabajo técnico reporta un límite superior de eficiencia electromecánica de 39% y un costo de transporte proyectado de alrededor de 18 joules por metro y kilogramo bajo las condiciones consideradas por el equipo.
La ventaja se explica parcialmente porque un dispositivo volador necesita gastar energía continuamente para mantenerse en el aire, mientras un robot saltador consume su mayor potencia durante el impulso y puede permanecer inmóvil entre movimientos.
Eso abre una posible aplicación en misiones donde la velocidad no es prioritaria, pero sí lo son la autonomía, el bajo costo y la posibilidad de distribuir numerosos sensores en un área extensa.
Desde refinerías hasta otros planetas
El equipo menciona entre las aplicaciones futuras la búsqueda de fugas de gas en refinerías y otras instalaciones industriales.
En ese escenario, grupos numerosos de microrrobots equipados con sensores podrían desplazarse por distintos sectores de una planta y obtener mediciones en espacios estrechos o de difícil acceso.
Otra posibilidad es el monitoreo agrícola, por ejemplo para medir variables relacionadas con agua o fertilizantes directamente sobre el terreno.
Los investigadores también plantean aplicaciones de exploración planetaria, donde el reducido peso de los dispositivos podría facilitar el transporte de múltiples unidades y permitir distribuir el riesgo: perder algunos robots no impediría necesariamente que el conjunto continúe recolectando información.
Wang estima que una versión completamente equipada podría eventualmente fabricarse por alrededor de US$10 por unidad, aunque se trata de una proyección de los investigadores y no del precio de un producto comercial actualmente disponible.
Energía, dirección y navegación son los próximos desafíos
La distancia entre el prototipo actual y un robot autónomo sigue siendo considerable.
DirectHop recibe energía mediante cables y las instrucciones proceden de un computador externo. Tampoco puede controlar de manera efectiva la dirección horizontal de sus movimientos.
Entre las soluciones que el laboratorio está estudiando figuran pequeñas celdas solares y baterías, un motor vibratorio para hacer girar al robot sobre sí mismo, patas retráctiles capaces de modificar el ángulo de despegue y una cámara acompañada de electrónica de navegación.
Integrar esos componentes sin aumentar excesivamente la masa será una de las principales dificultades de las siguientes versiones.
Por eso, el avance presentado en IROS debe entenderse como una demostración de capacidades específicas y no como un sistema listo para entrar a una refinería o desplazarse de manera independiente por otro planeta.
DirectHop ya demuestra que un robot de aproximadamente un gramo puede regular la fuerza de sus saltos, superar obstáculos, recuperar su posición y repetir el movimiento. El siguiente desafío será lograr que haga todo eso llevando consigo su propia energía y tomando sus propias decisiones de navegación.
