Medusas cíborgs: cómo la inteligencia artificial y la biotecnología están reinventando la exploración oceánica
En un avance revolucionario que une biología marina, IA y robótica blanda, científicos japoneses han desarrollado medusas cíborgs que nadan con eficiencia gracias a impulsos eléctricos sincronizados con su ritmo natural. Estas criaturas gelatinosas, equipadas con sensores y controladores mínimos, podrían ser el futuro de la exploración oceánica sostenible.
Por Enrique Coperías
Imagen conceptual de una medusa cíborg nadando elegantemente en aguas profundas, con un dispositivo electrónico translúcido adherido a su campana, un avance biotecnológico que refleja la fusión entre biología marina e ingeniería avanzada. Imagen generada con DALL-E
En las profundidades del océano, una criatura sin cerebro, sin esqueleto y con una red nerviosa rudimentaria nada con una elegancia hipnótica. Se trata de la medusa Aurelia coerulea, una criatura que, a pesar de su simplicidad estructural, es capaz de recorrer largas distancias con un gasto energético mínimo.
Esta eficiencia ha capturado la atención de científicos e ingenieros, quienes no han dudado en convertir a estas criaturas gelatinosas en el centro de una revolución tecnológica: la creación de medusas cíborgs.
En un estudio pionero publicado en la revista Nature Communications, un equipo de investigadores liderado por el profesor Dai Owaki, del Departamento de Robótica de la Universidad de Tohoku, en Japón, ha logrado controlar el nado de medusas mediante impulsos eléctricos suaves, y predecir sus movimientos utilizando un modelo de inteligencia artificial (IA) ligero y eficiente.
El objetivo de esta investigación es ambicioso pero realista: desarrollar sistemas biohíbridos que puedan explorar los océanos de forma autónoma, sin contaminar ni alterar el ecosistema marino.
¿Qué es una medusa cíborg?
«El interrognte que nos planteamos fue doble —dice Owaki en un comunicado de la Universidad de Tohoku. Y añade— ¿Podemos encontrar un patrón de estimulación eléctrica que la medusa acepte para permitirle nadar a velocidades predeterminadas sin estrés? Y una vez conseguido eso, ¿sería posible desarrollar un sistema compacto de inteligencia artificial (IA) que prediga su movimiento en cualquier dirección?».
La respuesta, según los resultados obtenidos, es un prometedor sí.
El concepto detrás de estas medusas cíborgs se basa en lo que los científicos llaman inteligencia incorporada o embodied intelligence. Esta idea sostiene que el cuerpo de un organismo no es solo un contenedor para su sistema nervioso, sino una parte activa en la toma de decisiones y la resolución de problemas.
En el caso de las medusas, su estructura corporal gelatinosa y su anillo muscular les permite crear pequeños chorros de agua que las impulsan hacia adelante. No necesitan huesos ni cerebro para moverse con eficiencia: su propio cuerpo hace el trabajo de forma intuitiva.
Sistema tridimensional de captación del movimiento de natación de la medusa cíborg en tanque de agua. Cortesía: Nature Communications
Implante de electrodos para el control del movimiento
Este principio ha sido clave para el diseño del sistema de estimulación y control. En lugar de imponer un patrón artificial, el equipo de Owaki buscó sincronizarse con el ritmo natural de las medusas. Así, mediante pequeños electrodos colocados en el anillo muscular de cada ejemplar, se aplicaron impulsos eléctricos cada 1,5 o 2 segundos, intervalos que coincidían con la frecuencia natural de contracción.
«Descubrimos que las señales de control más eficaces no eran las más rápidas ni las más fuertes, sino aquellas que se alineaban con el ritmo natural de la medusa», comenta Owaki.
Cuando se intentaban pulsos más intensos o frecuentes, la eficiencia del nado disminuía y los movimientos se volvían erráticos.
Diseño biohíbrido, el secreto de su eficiencia
Las implicaciones de este enfoque son profundas. A diferencia de los robots convencionales, que dependen de motores, baterías y estructuras rígidas, las medusas cíborgs funcionan sin motores y requieren muy poca energía. Su diseño biohíbrido aprovecha al máximo las capacidades naturales del animal, reduciendo así el impacto ambiental.
«Estas medusas podrían patrullar arrecifes de coral, rastrear derrames de petróleo o monitorizar el cambio climático sin perturbar el entorno», señalan los investigadores.
Para registrar el comportamiento de las medusas, el equipo empleó un ingenioso sistema de captura de movimiento en tres dimensiones. Con solo una cámara y dos espejos estratégicamente ubicados, pudieron reconstruir el trayecto completo de cada medusa en un acuario experimental. Además, se insertaron pequeñas marcas fluorescentes en sus cuerpos —visibles bajo luz ultravioleta— para analizar con precisión la deformación de su estructura durante el nado.
Esta información fue utilizada como entrada para un modelo híbrido de inteligencia artificial, conocido como Reservoir Computing (RC), que en este caso incorporaba a la propia medusa como parte del sistema de cálculo. En otras palabras, el cuerpo del animal no solo nada, sino que procesa información a través de sus reacciones físicas.
Así, el modelo pudo predecir con precisión la velocidad y dirección de las medusas en movimientos futuros, especialmente en las direcciones laterales y vertical.
La medusa cíborg explora el fondo del mar, deslizándose sobre un lecho marino cubierto de algas, mientras sus tentáculos interactúan sutilmente con el entorno y su sistema electrónico capta datos ambientales. Imagen conceptual generada con DALL-E
Inteligencia artificial incorporada en el cuerpo de la medusa
El uso de Reservoir Computing no es nuevo en inteligencia artificial, pero su aplicación en organismos vivos representa un salto conceptual. Normalmente, este enfoque utiliza sistemas dinámicos complejos, como redes neuronales, fluidos e incluso plantas, para resolver problemas temporales sin necesidad de entrenamientos intensivos. En este caso, el reservorio no es un algoritmo digital, sino el cuerpo mismo de la medusa y sus respuestas a los estímulos.
«Nos intrigó descubrir que el cuerpo de la medusa podía servir como un componente computacional —sostiene Kohei Nakajima, profesor de la Universidad de Tokio y coautor del estudio. Y continúa—: El movimiento generado por la estimulación eléctrica no solo era eficiente, sino también predecible. Esta predictibilidad es clave si queremos usar medusas cíborgs como sondas oceánicas autónomas».
Este avance tecnológico abre la puerta a nuevos paradigmas en la robótica blanda, una disciplina que busca inspirarse en organismos naturales para crear máquinas flexibles, adaptables y resilientes. Las medusas, por su parte, representan un modelo ideal gracias a su eficiencia energética, su capacidad de autorregeneración y su simplicidad anatómica.
Futuro en las profundidades
Aunque el estudio ha sido exitoso, los investigadores reconocen que aún quedan desafíos por resolver. Uno de ellos es la interferencia causada por el peso de los cables y electrodos, que puede afectar el equilibrio del animal. Otra limitación es el tamaño del tanque de prueba, que restringe el tipo de movimientos posibles. A futuro, se plantea usar medusas más grandes o sistemas inalámbricos para minimizar estos efectos.
También se está desarrollando una nueva generación de sensores blandos que podrán integrarse en el cuerpo de la medusa, eliminando la necesidad de cámaras externas. “Queremos llegar a un sistema completamente cerrado, en el que la medusa reciba estímulos, se mueva y transmita datos sin depender de estructuras rígidas ni elementos invasivos”, indica Max Austin, otro de los coautores del proyecto.
Aplicaciones: exploración oceánica, vigilancia ambiental y más
Las medusas cíborgs tienen un enorme potencial como herramientas de bajo consumo para el monitoreo ambiental:
🌊 Vigilar arrecifes de coral sin perturbar el ecosistema.
🛢️ Rastrear derrames de petróleo y otras amenazas contaminantes.
🌡️ Recoger datos sobre temperatura, salinidad y acidificación del agua.
♻️ Detectar microplásticos y contaminantes emergentes.
«Queremos crear sondas marinas autónomas que funcionen sin motores ni baterías», resume Owaki.
Más allá de su aplicación práctica, el estudio plantea cuestiones filosóficas sobre la relación entre naturaleza y tecnología. ¿Hasta qué punto podemos —o debemos— intervenir en los cuerpos de otros seres vivos? ¿Qué significa crear un cíborg a partir de un organismo natural?
Para el equipo de Owaki, la clave está en el respeto y la colaboración. «No estamos forzando a la medusa a hacer algo contra su naturaleza —afirma este expertop—. Estamos aprendiendo a trabajar con ella, a usar su propio lenguaje de movimiento y su ritmo interno».
Esta colaboración entre biología y tecnología podría convertirse en una herramienta crucial en la lucha por conservar los océanos. Frente a la urgencia de monitorear el calentamiento global, la acidificación marina o la expansión de microplásticos, las medusas cíborgs ofrecen una alternativa delicada pero poderosa. Un nuevo tipo de explorador marino, nacido del respeto a los ritmos del mar. ▪️
Información facilitada por la Universidad de Tohoku
Fuente: Owaki, D., Austin, M., Ikeda, S. et al. Harnessing natural embodied intelligence for spontaneous jellyfish cyborgs. Nature Communications (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-59889-7
