Crean un brazo robótico que funciona con algas y luz… Y que no necesita ni motores ni electricidad
Ni motores, ni cables, ni circuitos eléctricos: unas diminutas algas son capaces de convertir la luz en movimiento y hacer que un brazo robótico agarre y levante objetos. El sorprendente invento abre una nueva frontera en la robótica: máquinas que funcionan gracias a los procesos biológicos de seres vivos.
Por Enrique Coperías, periodista científico
La investigadora Marie-Eve Aubin-Tam, de la Universidad Tecnológica de Delft, muestra el diminuto brazo robótico blando que utiliza microalgas y luz para moverse sin necesidad de motores. Cortesía: Delft University of Technology / Studio Oostrum
Imaginemos por un instante un pequeño brazo verde sumergido en agua. No tiene motores, ni cables eléctricos ni engranajes. Tampoco necesita un sistema hidráulico que impulse sus movimientos. Sin embargo, cuando se enciende una luz, comienza a curvarse lentamente hasta conseguir sujetar una diminuta esfera metálica. Cuando la iluminación desaparece, el brazo recupera su forma y libera el objeto. No hay ningún mecanismo oculto: quienes provocan el movimiento son millones de algas microscópicas que viven adheridas a su superficie.
La escena parece sacada de una película de ciencia ficción, pero ha ocurrido en un laboratorio de la Universidad Tecnológica de Delft, en los Países Bajos. Allí, un equipo de científicos dirigido por Marie-Eve Aubin-Tam ha conseguido transformar uno de los procesos biológicos más importantes de la Tierra, la fotosíntesis, en una fuente de movimiento mecánico.
El resultado es un dispositivo de apenas dos centímetros de longitud, cinco milímetros de anchura y un milímetro de grosor, capaz de manipular objetos ligeros mediante cambios controlados de iluminación. Su principal singularidad no está tanto en lo que hace como en cómo lo consigue: utiliza la actividad metabólica de organismos vivos para producir movimiento, sin recurrir a motores convencionales.
La investigación, encabezada por Fan Jiang y publicada en la revista Nature Communications, constituye una demostración experimental de las posibilidades de los materiales vivos biohíbridos: estructuras que combinan materiales sintéticos y células vivas para desarrollar funciones que ninguno de sus componentes podría realizar de la misma manera por separado.
🗣️ «Nuestro actuador experimental consiste en una tira verde y blanda formada por dos capas diferentes de hidrogel, sobre cuya superficie crecen microalgas —explica Aubin-Tam en un comunicado difundido por la universidad. Y añade—: Cuando cambian las condiciones de iluminación, la tira puede doblarse hacia delante y hacia atrás. Además, su forma puede modificarse fácilmente para conseguir diferentes movimientos y funciones».
Detrás de esta aparente sencillez hay una soberbia combinación de biología, química de materiales e ingeniería robótica que permite convertir procesos celulares invisibles en movimientos observables.
Cómo funciona un brazo robótico impulsado por algas y luz
La protagonista biológica de esta investigación se llama Chlamydomonas reinhardtii. Se trata de una especie de microalga verde unicelular de agua dulce, ampliamente utilizada en los laboratorios para investigar la fotosíntesis, el metabolismo y el funcionamiento de las células.
Al igual que un geranio, aprovecha la energía luminosa para fabricar compuestos orgánicos a partir de carbono inorgánico. Pero tiene otra característica especialmente interesante para los investigadores: su metabolismo puede modificar las condiciones químicas del entorno inmediato.
Cuando recibe luz, realiza la fotosíntesis, incorpora carbono y utiliza compuestos nitrogenados para fabricar las moléculas que necesita. Estos procesos pueden aumentar el pH del medio que la rodea, es decir, hacerlo más alcalino. Cuando desaparece la iluminación, la fotosíntesis se detiene y la respiración celular libera dióxido de carbono, lo que contribuye a reducir nuevamente el pH.
Los científicos se preguntaron si estas variaciones químicas podían aprovecharse para producir una fuerza mecánica. En otras palabras, si sería posible conseguir que el metabolismo de unas algas hiciera el trabajo que normalmente realiza un motor.
➡️ La solución al reto tecnoilógico consistió en fabricar una estructura capaz de reaccionar a los cambios de pH.
El papel del hidrogel: convertir cambios químicos en movimiento
Para reponder a esta pregunta, los investigadores recurrieron a los hidrogeles, materiales formados por redes de polímeros capaces de absorber grandes cantidades de agua. Algunos cambian de volumen en respuesta a estímulos químicos, mientras que otros mantienen propiedades relativamente estables.
El equipo de Delft unió dos capas de hidrogel con comportamientos diferentes:
✅ Una de ellas contiene grupos químicos sensibles al pH que adquieren carga eléctrica y favorecen la expansión del material en condiciones alcalinas.
✅ La otra está formada por poliacrilamida, un polímero cuyo volumen responde mucho menos a esas variaciones.
El principio mecánico es sencillo: si dos materiales unidos se expanden de manera desigual, el conjunto se curva.
Es algo parecido a lo que ocurre con una lámina bimetálica cuando sus componentes se dilatan de forma diferente por efecto de la temperatura. En el brazo robótico, sin embargo, el estímulo no es el calor, sino una modificación química provocada por las algas.
La luz activa el metabolismo de los microorganismos; este altera el pH local; el cambio químico provoca que una capa del hidrogel absorba más agua que la otra y la diferencia de expansión obliga al dispositivo a doblarse. Cuando se apaga la luz, el proceso se invierte.
«Como las dos capas de hidrogel responden de manera diferente a los cambios de pH, se hinchan en distinta medida, lo que hace que la tira se doble —explica Jiang—. Cuando se apaga la luz, el combustible celular se consume y libera CO₂, lo que hace que el pH vuelva a disminuir. En apenas diez segundos, el actuador ya comienza a doblarse en dirección contraria».
Así, la fotosíntesis no mueve directamente el brazo como lo haría un músculo. Las algas generan cambios químicos que el hidrogel transforma en deformación mecánica. Es una forma de convertir energía luminosa en movimiento mediante un proceso biológico.
¿Qué puede hacer este robot blando alimentado por fotosíntesis?
Para comprobar que el sistema funcionaba, los investigadores cultivaron las microalgas sobre la superficie del hidrogel. Durante siete días, las células colonizaron progresivamente el material hasta formar una biopelícula, una fina comunidad de microorganismos adheridos a una superficie.
Las imágenes obtenidas mediante microscopía confocal revelaron que las algas se acumulaban preferentemente sobre la capa sensible al pH. Al cabo de una semana, la biopelícula alcanzaba en esa zona un grosor medio de unos 71 micrómetros, frente a los 43 micrómetros registrados en la otra capa.
Esta distribución resultó favorable: los microorganismos se concentraban precisamente sobre el material que debía responder a sus cambios metabólicos.
Una vez preparado el dispositivo, llegó el momento de ponerlo a prueba.
Los experimentos demostraron que el brazo podía realizar amplias curvaturas cuando se alternaban periodos de luz y oscuridad. En las pruebas de funcionamiento repetido, mantuvo una amplitud de movimiento cercana a los 300 grados durante diez ciclos consecutivos.
Sin embargo, hay una distinción importante entre la rapidez con la que comienza a moverse y el tiempo necesario para completar una flexión considerable.
¿Cuánto tarda en moverse el brazo robótico?
El dispositivo comenzaba a responder unos veinte segundos después de encender la luz y unos diez segundos después de apagarla. Pero para completar movimientos de gran amplitud necesitaba varias horas.
En un experimento con ciclos más cortos, diez minutos de iluminación bastaron para producir una curvatura de aproximadamente 33 grados. Tras permanecer media hora a oscuras, el brazo recuperó prácticamente su posición inicial.
El robot puede reaccionar en cuestión de segundos, pero todavía necesita mucho más tiempo para ejecutar movimientos amplios. Esta diferencia es fundamental para comprender tanto el alcance del descubrimiento como sus limitaciones tecnológicas.
Una pinza de cuatro dedos capaz de levantar una esfera metálica
A pesar de su lentitud, los investigadores consiguieron demostrar que el movimiento tenía una utilidad práctica.
Construyeron una pequeña pinza robótica de cuatro dedos capaces de cerrarse alrededor de una esfera metálica hueca de nueve milímetros de diámetro y apenas 18,4 miligramos de masa. Bajo la iluminación, los dedos se curvaban hasta sujetarla y levantarla. Al apagar la luz, recuperaban gradualmente su posición y liberaban la esfera.
En otro experimento, una estructura semejante a un gancho consiguió atrapar y levantar una anilla de goma de 52,5 miligramos.
No se trataba de manipular objetos pesados. El objetivo era demostrar que las algas podían provocar deformaciones suficientemente controladas e intensas para realizar tareas sencillas.
Los investigadores también midieron la fuerza generada por el dispositivo. El brazo alcanzó aproximadamente 0,8 milinewtons tras quince horas de iluminación, una fuerza extraordinariamente pequeña en términos cotidianos, pero potencialmente útil para manipular objetos delicados a escala milimétrica.
El equipo construyó además una diminuta flor artificial cuyos pétalos se abrían al recibir luz y volvían a cerrarse en la oscuridad. La apertura completa requería unas cinco horas; el cierre, unas diez.
Esta demostración mostró que el principio no estaba limitado a una tira flexible. Modificando la geometría del hidrogel podían obtenerse movimientos diferentes, algunos inspirados en las estructuras y los comportamientos de los seres vivos.
Un robot biohíbrido que sigue funcionando después de dos meses
Uno de los resultados más interesantes de la investigación tiene que ver con la duración del dispositivo.
Los materiales que incorporan células vivas presentan un desafío considerable: sus componentes biológicos deben mantenerse activos para que el sistema continúe funcionando. Un motor eléctrico puede trabajar mientras disponga de energía y sus piezas se encuentren en buen estado. Un material vivo, en cambio, necesita condiciones compatibles con la supervivencia de los organismos que contiene.
Para comprobar la resistencia del invento, los investigadores sometieron los actuadores a pruebas prolongadas.
Después de sesenta días de funcionamiento continuo, los dispositivos conservaban su capacidad de doblarse en respuesta a la iluminación. Durante ese periodo pudieron operar en el mismo medio de cultivo, sin necesidad de sustituirlo.
Los científicos también comprobaron que las microalgas mantenían activa su maquinaria fotosintética.
Este resultado no significa que el robot pueda funcionar indefinidamente ni que sea completamente independiente de su entorno. Las algas necesitan agua, nutrientes, condiciones ambientales adecuadas y una fuente de luz. Sin embargo, el experimento demuestra que es posible mantener dispositivos biohíbridos funcionales durante periodos prolongados.
🗣️ «Las microalgas son organismos semejantes a las plantas y en gran medida autosuficientes —dices Aubin-Tam. Y añade—: Utilizan la luz como fuente de energía mediante la fotosíntesis, lo que proporciona al actuador la posibilidad de funcionar durante mucho tiempo con una intervención externa mínima. En teoría, no haría falta mucha energía para mantener un sistema basado en esta tecnología».
Hay otro aspecto importante: los investigadores comprobaron que el dispositivo podía modificar de forma considerable su estructura sin provocar grandes alteraciones del pH del agua circundante.
Esto ocurre porque el movimiento depende principalmente de cambios químicos localizados dentro del hidrogel, no de modificar las condiciones de todo el recipiente.
Esta propiedad podría resultar especialmente interesante para desarrollar mecanismos submarinos capaces de manipular objetos sin alterar sustancialmente la química del medio. No obstante, será necesario comprobar su comportamiento fuera de las condiciones controladas del laboratorio.
¿Para qué podrían utilizarse los robots blandos impulsados por organismos vivos?
La robótica blanda es una rama de la ingeniería que desarrolla máquinas y dispositivos con materiales flexibles y deformables, capaces de adaptarse a su entorno de manera semejante a los músculos, los tentáculos o determinadas estructuras vegetales.
Frente a los robots tradicionales, construidos principalmente con piezas rígidas, estos sistemas pueden ofrecer ventajas cuando deben interactuar con objetos frágiles, superficies irregulares o entornos delicados.
En los últimos años, distintos equipos científicos han explorado la posibilidad de incorporar células vivas a estos dispositivos. Se han utilizado células musculares para generar contracciones, bacterias cuyo metabolismo modifica las propiedades de determinados materiales y levaduras cuyo crecimiento provoca deformaciones.
La aportación del equipo de Delft consiste en aprovechar la fotosíntesis y otros procesos metabólicos de microalgas para conseguir movimientos reversibles controlados mediante luz, sin modificar genéticamente los microorganismos.
El estudio plantea diversas aplicaciones potenciales:
✅ Robótica submarina: pequeños mecanismos para recoger y manipular muestras u objetos delicados.
✅ Agricultura inteligente: componentes que modifiquen su posición o forma según las condiciones de iluminación.
✅ Dispositivos microfluídicos: mecanismos para controlar el movimiento de pequeñas cantidades de líquido en sistemas experimentales.
✅ Arquitectura adaptable: superficies y sistemas de sombreado que cambien de geometría en respuesta a la luz.
✅ Materiales biomiméticos: estructuras artificiales que reproduzcan movimientos naturales, como la apertura y el cierre de una flor.
Todas estas posibilidades se encuentran todavía en una fase exploratoria. El estudio no demuestra que existan dispositivos comerciales capaces de desarrollar esas funciones mediante la tecnología presentada.
Las limitaciones que todavía debe superar esta tecnología
El camino hacia aplicaciones prácticas es largo. El prototipo tiene una capacidad de carga muy reducida, necesita un entorno acuoso y sus movimientos completos son considerablemente lentos.
Además, será necesario mejorar la precisión, la fuerza, la velocidad y la capacidad de controlar movimientos más complejos. También habrá que estudiar cómo responde el sistema a las variaciones de temperatura, iluminación y composición química del entorno.
Otra cuestión pendiente es su sostenibilidad. Aunque estos actuadores aprovechan energía luminosa mediante procesos biológicos y prescinden de determinados componentes electromecánicos, todavía no se ha demostrado mediante un análisis completo del ciclo de vida que su impacto ambiental sea inferior al de los dispositivos convencionales.
Los propios investigadores reconocen que su objetivo inicial no era fabricar un producto específico.
«No empezamos pensando en una aplicación concreta. Nuestro objetivo siempre ha sido llevar la investigación sobre materiales vivos a un nuevo nivel. Queríamos explorar qué posibilidades aparecen cuando se integran células vivas en materiales funcionales», explica Aubin-Tam.
Cuando las máquinas dejan de imitar la vida y empiezan a utilizarla
Durante décadas, la robótica ha intentado reproducir habilidades de los seres vivos mediante sistemas artificiales: músculos mecánicos, sensores electrónicos, articulaciones flexibles o algoritmos inspirados en comportamientos animales.
La investigación de Delft propone una posibilidad diferente: no limitarse a imitar la biología, sino incorporarla directamente al funcionamiento de las máquinas.
El resultado es un dispositivo cuya capacidad de movimiento depende de microorganismos que realizan sus actividades metabólicas habituales. No hay una inteligencia biológica que decida agarrar la esfera ni una voluntad que controle el brazo. Lo que existe es una relación cuidadosamente diseñada entre un proceso celular, una transformación química y una respuesta mecánica.
«También resulta emocionante poder visualizar directamente la actividad metabólica de los microorganismos —reconoce Aubin-Tam—. Ver cómo los materiales sintéticos transforman realmente las respuestas biológicas de las algas en movimiento mecánico».
Esta declaración resume una de las consecuencias más sugerentes del experimento.
La vida lleva miles de millones de años utilizando la energía del Sol para construir estructuras, mantener organismos y transformar su entorno. Ahora, los investigadores han demostrado que esos mismos procesos también pueden aprovecharse para fabricar mecanismos robóticos.
Por el momento, el dispositivo apenas puede levantar una pequeña esfera metálica y necesita horas para completar determinados movimientos. Pero ilustra un principio tecnológico que podría adquirir importancia en el futuro: una máquina puede generar movimiento utilizando la actividad metabólica de microorganismos vivos, sin necesidad de un motor eléctrico convencional.
Y quizá ese sea el aspecto más revolucionario de esta pequeña tira verde: no se mueve porque imite a un ser vivo, sino porque, en parte, está viva.▪️(23-octubre-2026)
ROBÓTICA BLANDA
🌿 Robots que cobran vida con la luz: 6 preguntas y respuestas
¿Cómo pueden unas algas mover un brazo robótico sin motores eléctricos? ¿Qué objetos es capaz de levantar? ¿Podría funcionar con luz solar? Estas son las claves para entender una tecnología que combina fotosíntesis, materiales inteligentes y robótica blanda.
1. ¿Qué es un robot blando alimentado por algas?
Es un dispositivo flexible que utiliza la actividad metabólica de microalgas vivas para producir movimiento. En el prototipo desarrollado por la Universidad Tecnológica de Delft, las algas responden a la luz y modifican las propiedades químicas de un hidrogel que se dobla.
2. ¿Cómo consigue la fotosíntesis mover un robot?
La fotosíntesis y otros procesos metabólicos de las microalgas elevan el pH local del hidrogel. Este cambio provoca que una de sus dos capas se hinche más que la otra, generando una curvatura. Cuando desaparece la luz, el metabolismo cambia y el movimiento puede invertirse.
3. ¿Necesita electricidad este brazo robótico?
El mecanismo de actuación no necesita un motor eléctrico convencional. La energía que impulsa la respuesta biológica procede de la luz, aunque el prototipo experimental utilizó iluminación artificial y requiere condiciones ambientales y nutrientes adecuados.
4. ¿Qué objetos puede levantar el robot?
Los investigadores demostraron que una pinza de cuatro dedos podía agarrar y levantar una esfera metálica hueca de 18,4 miligramos. Otro dispositivo consiguió manipular una anilla de goma de 52,5 miligramos.
5. ¿Puede funcionar con luz solar?
El principio científico permite aprovechar la luz mediante la fotosíntesis. Sin embargo, las pruebas principales se realizaron con iluminación controlada en laboratorio. Su funcionamiento práctico bajo luz solar natural y condiciones ambientales variables necesita más investigación.
6. ¿Qué aplicaciones podría tener esta tecnología?
Entre las posibilidades propuestas se encuentran los manipuladores submarinos, los dispositivos microfluídicos, los sistemas agrícolas adaptables y los materiales que cambian de forma en respuesta a la iluminación. Todavía son aplicaciones potenciales, no productos desarrollados.
7. ¿Cuáles son sus principales limitaciones?
Su lentitud, escasa fuerza, necesidad de un medio acuoso y dependencia de las condiciones necesarias para mantener vivas las algas. Por ahora es un prototipo experimental, no un robot preparado para aplicaciones industriales.
Fuente científica: Jiang, F. y colaboradores (2026). Light-powered photosynthetic living actuator. Nature Communications. Consultar el estudio original .
Información facilitada por la Universidad Técnica de Delft
Fuente: Jiang, F., Kleiner, F.H., Kieffer, R. et al. Light-powered photosynthetic living actuator. Nature Communications (2026). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-026-78653-z
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