El desarrollo del escarabajo cyborg conocido como Zoborg, un híbrido entre tecnología y biología, marca un hito en la robótica blanda y el control de insectos vivos. Basado en el escarabajo Zophobas morio, este sistema combina un microcontrolador de bajo consumo con electrodos implantados que estimulan los élitros del insecto para dirigir sus movimientos. Gracias a una estrategia innovadora denominada “subida bajo demanda”, Zoborg puede escalar superficies verticales, superar obstáculos de varios milímetros y adaptarse a terrenos complejos. Su diseño permite aprovechar la inteligencia sensorial natural del escarabajo —como sus antenas y patas— mientras se aplica un control externo preciso para tareas específicas. Este tipo de tecnología abre la puerta a aplicaciones prácticas en búsqueda y rescate, inspección de estructuras y misiones en entornos inaccesibles para robots tradicionales. A continuación, analizamos en profundidad cómo funciona Zoborg, su arquitectura, sus logros y los próximos retos de esta tecnología emergente.

Naturaleza de Zoborg: biología y tecnología al servicio del control

Zoborg se basa en un escarabajo cuyas larvas comúnmente se conocen como gusano rey o gusano de la harina (Zophobas morio), ampliamente utilizado en experimentación debido a su tamaño, fuerza y capacidad para transportar cargas sin dificultad. El control se logra implantando electrodos en los músculos de los élitros (alas duras) y en el pronoto (parte dorsal del tórax). Estos electrodos están conectados a un microcontrolador ATTiny85V, que recibe señales infrarrojas desde un emisor externo.

La clave del control está en la asimetría del estímulo: al estimular el élitro izquierdo, por ejemplo, el escarabajo gira hacia la derecha, y viceversa. Este fenómeno ha sido documentado en estudios anteriores, pero el equipo detrás de Zoborg ha optimizado la respuesta para obtener una locomoción más eficiente. Lo innovador es que no se ha modificado ninguna de las estructuras sensoriales del insecto, como las antenas, lo que le permite conservar su capacidad para detectar obstáculos y navegar de forma natural. Esto convierte a Zoborg en un sistema semiautónomo: el control externo dirige, pero el insecto aún interpreta el entorno y responde según su instinto.

La autonomía sensorial del escarabajo reduce la necesidad de sensores adicionales en el sistema electrónico, abaratando costes, reduciendo el peso y mejorando la eficiencia energética. Gracias a esta combinación de biología y tecnología, Zoborg puede orientarse, girar y avanzar con una precisión notable, sin requerir cámaras ni algoritmos de visión artificial.

Superación de obstáculos: una sinergia entre estímulo y percepción

Uno de los grandes desafíos en robótica es sortear obstáculos inesperados, especialmente si se trata de escalones, piedras o desniveles que no pueden detectarse con antelación. Zoborg demuestra una sorprendente capacidad para escalar obstáculos de 5 a 8 milímetros, gracias a la acción coordinada entre sus sensores naturales (antenas y patas) y los estímulos aplicados a los élitros.

En los experimentos realizados, el escarabajo detecta el obstáculo con sus antenas, explora brevemente la superficie, y tras la aplicación de impulsos eléctricos específicos, realiza una maniobra de elevación con las patas delanteras para treparlo. Lo más interesante es que este comportamiento no requiere aprendizaje: es una extensión natural de su locomoción, simplemente acelerada o dirigida por el control artificial. La tasa de éxito en la superación de estos pequeños escalones fue del 92,9 % para alturas de 5 mm y del 90 % para 8 mm.

Además, el número medio de impulsos necesarios para superar el obstáculo fue bajo: entre 2 y 3, con una latencia de reacción inferior a un segundo. Estos resultados demuestran que el sistema puede integrarse fácilmente en escenarios del mundo real, como ruinas o edificios colapsados, donde este tipo de obstáculos son frecuentes. La resistencia natural del exoesqueleto del escarabajo, su estabilidad al caminar y su capacidad de agarre con las patas lo convierten en una plataforma ideal para estos entornos.

Escalada vertical: la estrategia “subida bajo demanda”

Trepar paredes verticales representa un reto mucho mayor, ya que implica cambiar completamente la orientación del cuerpo y superar la gravedad. Aquí entra en juego la estrategia denominada «subida bajo demanda», diseñada para permitir que Zoborg transicione desde una superficie horizontal a una vertical sin intervención mecánica externa.

El protocolo se divide en tres fases:

1. Aproximación: El escarabajo es dirigido hacia la base del muro mediante estímulos laterales y de avance.

2. Alineación: Al detectar el contacto con la pared, si no inicia la escalada de forma espontánea, se aplica un estímulo a un único élitro para rotar el cuerpo y alinear el eje longitudinal del insecto paralelo a la superficie vertical.

3. Transición: Una vez alineado, se aplican impulsos simétricos para incentivar la marcha ascendente. La estructura de las patas del escarabajo, con garras adaptadas y una superficie de contacto ampliada, permite el ascenso con gran adherencia.

Este sistema fue probado en dos configuraciones: en las esquinas del muro (ángulo de 90° entre suelo y pared) y en el centro del plano vertical. La tasa de éxito fue del 68 % en la esquina y del 32 % en el centro, con un rendimiento total del 71,2 %. El tiempo medio de escalada fue de entre 3,7 y 4,3 segundos, y el número de impulsos necesarios no superó los 11. Además, no se observaron diferencias significativas entre el estímulo en el élitro izquierdo o derecho, lo que demuestra la robustez del protocolo de control.

Aplicaciones prácticas y retos futuros

Zoborg ha sido diseñado con un consumo energético muy reducido: el sistema electrónico consume menos de 0,4 mA, y la batería portátil empleada en pruebas de campo tenía una masa comparable a la del escarabajo. Esto hace posible que el insecto pueda operar durante horas, incluso en exteriores, sin comprometer su movilidad. Durante las pruebas al aire libre, Zoborg fue capaz de escalar muros de piedra arenisca y superar irregularidades en el terreno, lo que lo convierte en un candidato idóneo para operaciones de inspección, búsqueda y rescate o tareas en ambientes peligrosos para los humanos.

A diferencia de los microbots convencionales, que requieren complejos sistemas de control y múltiples sensores, Zoborg simplifica todo el proceso apoyándose en la biología del escarabajo. Esta sinergia no solo reduce los costes de fabricación, sino que también permite una adaptabilidad mucho mayor en entornos no estructurados.

Entre los retos futuros identificados por los investigadores están el desarrollo de sistemas de control automático, que eliminen la necesidad de intervención humana constante. Para ello, se plantea el uso de sensores de inercia (IMU), visión artificial o incluso aprendizaje automático para detectar cuándo aplicar estímulos y en qué dirección. Otro objetivo es mejorar la precisión de los giros y las subidas estimulando también los músculos de las antenas, lo que podría dar al sistema una capacidad de exploración aún más refinada.

Conclusión

El escarabajo cyborg Zoborg representa un paso adelante en la robótica híbrida, al combinar lo mejor del mundo natural con la precisión del control artificial. Su capacidad para superar obstáculos, escalar superficies verticales y operar en entornos reales con bajo consumo energético lo convierte en una solución versátil y prometedora. A diferencia de muchos robots convencionales, Zoborg no necesita complejos algoritmos ni sensores sofisticados: se apoya en la biología del insecto para lograr resultados impresionantes con mínima intervención tecnológica.

Las futuras mejoras podrían aumentar su autonomía y precisión, abriendo nuevas posibilidades en exploración, rescate, vigilancia o incluso misiones en entornos extraterrestres. En definitiva, este escarabajo cyborg nos recuerda que, a veces, la solución más avanzada está en aprovechar lo que la naturaleza ya ha perfeccionado durante millones de años.