Un equipo de investigadores del Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST, Corea del Sur) ha desarrollado un músculo artificial capaz de levantar aproximadamente 4 000 veces su propio peso. Esta estructura ligera y flexible podría ser clave para construir robots humanoides con fuerza y adaptabilidad muy superiores a las actuales. En el artículo se analizan los detalles técnicos del material —una red doble de polímeros cruzados y micropartículas magnéticas—, se contextualiza frente a otras tecnologías de músculos artificiales y se reflexiona sobre posibles aplicaciones y desafíos para la robótica y la biomecánica.
Un nuevo músculo artificial: cómo funciona
Estructura y funcionamiento técnico
Los investigadores del UNIST explican que el músculo artificial combina dos mecanismos de entrecruzamiento: uno covalente (red química permanente) y otro físico-reversible (interacciones supramoleculares) que permiten alternar entre estados rígido y flexible. Según detalla Live Science, esta arquitectura dual consigue una combinación inédita de resistencia y elasticidad.
Además, los científicos han introducido micropartículas magnéticas de tipo NdFeB dispersas en la matriz polimérica, recubiertas con octadeciltriclorosilano. Gracias a ello, el material puede responder a un campo magnético y variar su rigidez de forma controlada, un principio de actuación que lo convierte en un “magnetic composite actuator”. El diseño resultante permite que una pieza de tan solo 1,13 g soporte una carga de hasta 5 kg, lo que equivale a unas 4 400 veces su masa.
En las pruebas de laboratorio se registró una deformación (strain) del 86,4 %, casi el doble que la de un músculo humano (~40 %), y una densidad de trabajo de 1.150 kJ/m³, unas 30 veces superior a la del tejido muscular natural. Estos valores, documentados en Live Science, sitúan el avance coreano en la frontera del rendimiento de los actuadores blandos.
El músculo puede estirarse, doblarse o contraerse en respuesta a estímulos magnéticos sin fracturarse, lo que le permite actuar como componente estructural y funcional simultáneamente. Este comportamiento variable es fundamental para robots humanoides, ya que combina rigidez mecánica cuando se requiere carga con suavidad cuando se busca precisión.
Posibles aplicaciones en robots humanoides
El desarrollo de este material abre la puerta a una nueva generación de robots con movimientos más naturales, robustez ante cargas elevadas y respuestas más “orgánicas”. En la categoría de robots humanoides —que imitan la estructura y proporciones del cuerpo humano—, los actuadores basados en músculos artificiales pueden sustituir motores eléctricos tradicionales, reduciendo el peso, el consumo energético y el ruido.
Un robot con músculos de este tipo podría levantar objetos pesados sin recurrir a engranajes o estructuras metálicas de gran tamaño. También podría realizar tareas de rescate, mantenimiento o manipulación en entornos impredecibles, donde la rigidez extrema es una desventaja. En el ámbito de la medicina, las mismas propiedades podrían aprovecharse en exoesqueletos o prótesis inteligentes, con una respuesta más cercana a la fisiología humana.
Situación actual del mercado y comparación
Estado de la tecnología de músculos artificiales
Hasta ahora, muchas tecnologías de músculo artificial se han basado en actuadores neumáticos, hidráulicos o elastómeros dieléctricos. Por ejemplo, un estudio de la Universidad de Harvard sobre actuadores de tela fluídicos muestra que estos pueden lograr deformaciones superiores al 100 %, pero sólo generan fuerzas equivalentes a unas 115 veces su propio peso y trabajan a frecuencias limitadas de 5 Hz (arXiv:1903.08253). Otro avance, centrado en actuadores electrohidráulicos de bajo voltaje, ha alcanzado densidades de potencia cercanas a 50 W/kg, con tasas de deformación pico de 971 %/s (arXiv:2306.00549).
En comparación, el músculo de UNIST destaca no sólo por su capacidad de carga (4 400 × su peso), sino por su altísima densidad de trabajo (~1.150 kJ/m³) y deformación controlada (~86 %). Estas cifras superan ampliamente las de tecnologías previas, lo que lo sitúa entre los materiales más prometedores dentro del campo de la soft robotics o robótica blanda.
Desafíos y barreras clave
Sin embargo, el salto desde el laboratorio a la aplicación práctica plantea varios desafíos. El primero es la durabilidad: los polímeros sometidos a ciclos de contracción y estiramiento intensos tienden a degradarse con el tiempo. El segundo, la alimentación energética: aunque los actuadores magnéticos ofrecen ventajas frente a los eléctricos o neumáticos, requieren un control preciso de los campos y sistemas de refrigeración adecuados.
Otro obstáculo es la escalabilidad industrial. La fabricación de estos músculos implica microprocesos complejos, deposición uniforme de partículas magnéticas y control de calidad microscópico, lo que podría elevar su coste. Finalmente, la integración en robots existentes supone rediseñar tendones artificiales, articulaciones y estructuras de soporte que hoy están pensadas para motores convencionales.
Foco sobre el dispositivo concreto y su impacto
El equipo liderado por el profesor Hoon Eui Jeong ha logrado un equilibrio notable entre rendimiento y ligereza. En una prueba uniaxial de tracción, el actuador demostró soportar esfuerzos elevados sin pérdida significativa de elasticidad. La estructura dual de enlaces covalentes y físicos le permite pasar de un estado blando —adecuado para movimientos de precisión— a otro rígido —ideal para soportar carga— en cuestión de milisegundos.
De acuerdo con Live Science, el equipo coreano también ha diseñado una versión del músculo en configuración modular, lo que permitiría construir haces musculares artificiales con varias fibras paralelas, imitando la disposición anatómica humana. Cada módulo podría ser controlado de forma independiente mediante campos magnéticos localizados, permitiendo ajustes finos de fuerza o rigidez en distintas partes del robot.
En términos prácticos, un brazo robótico equipado con estos músculos podría alcanzar densidades de par muy superiores a las actuales, reduciendo la necesidad de engranajes y aumentando la eficiencia energética global del sistema. Este tipo de solución sería especialmente útil en robots colaborativos, donde la suavidad y seguridad del movimiento son esenciales.
Reflexiones finales
Aunque todavía falta tiempo para ver humanoides completamente articulados con este tipo de músculos, los avances del UNIST representan un cambio profundo en la forma de concebir la robótica. Los actuadores blandos han pasado de ser curiosidades experimentales a convertirse en una alternativa real a los motores tradicionales, con el potencial de redefinir cómo interactúan las máquinas con los humanos.
Desde una perspectiva técnica, lo más destacable es la alta densidad de energía mecánica alcanzada, comparable a la de algunos materiales metálicos, pero con una masa ínfima. Desde el punto de vista ético y económico, el desarrollo plantea preguntas sobre seguridad, control y sostenibilidad, especialmente si estos músculos llegan a formar parte de sistemas autónomos de gran potencia.
En el corto plazo, es previsible que esta tecnología encuentre aplicación en exoesqueletos industriales, robots médicos y sistemas de asistencia física, antes de llegar a humanoides comerciales. En el medio plazo, podría transformar los sectores de la rehabilitación, la manufactura ligera y la exploración espacial.
El camino hacia un robot que combine fuerza sobrehumana y control fino parece más cercano que nunca, aunque el reto real no será sólo técnico, sino también social y económico.
506