Lucia Beccai, experta en robótica blanda del Instituto Italiano de Tecnología de Génova, tuvo una idea mientras veía un documental sobre elefantes. Le asombró la versatilidad de sus trompas, que pueden arrancar delicadamente una sola hoja de un árbol y luego mover troncos enormes.
Esa versatilidad es la que les falta a los robots actuales. Pero, ¿y si los investigadores pudieran emular la anatomía y la función de la trompa de un elefante? Podría revolucionar la forma en que los robots manipulan objetos, con aplicaciones que van desde ayudar en las tareas domésticas hasta buscar supervivientes entre los escombros.
«La trompa del elefante es realmente fascinante porque es muy diestra y sensible», dijo Beccai. «Es un órgano sensorial de gran tamaño, sin huesos, pero extremadamente versátil. Hoy en día, su rendimiento no tiene rival en robótica».
Esa observación se convirtió en la semilla de PROBOSCIS, una iniciativa de investigación de cinco años financiada por la UE que reunió a biólogos, ingenieros y científicos de materiales para descifrar la mecánica de la trompa del elefante.
El objetivo era ir más allá de las pinzas especializadas actuales y crear una mano robótica más universal, capaz de sujetar con delicadeza una uva o levantar con firmeza un objeto pesado, y que se adaptara a una amplia gama de formas y texturas sin necesidad de grandes cambios de hardware.
Troncos: una estructura continua
Actualmente, la mayoría de los robots tienen un brazo rígido con articulaciones motorizadas y una pinza en el extremo; elementos separados con limitaciones específicas. Estos robots no pueden realizar lo que Beccai denomina "manipulación de cuerpo entero": envolver un objeto con todo su brazo de forma continua y fluida, a diferencia de la trompa de un elefante.
El tronco es lo que los biólogos denominan un hidrostato muscular, similar al tentáculo de un pulpo o a la lengua humana. Con más de 100 000 músculos individuales y sin esqueleto, puede extenderse, contraerse, doblarse y girar en cualquier dirección simultáneamente, sin distinción entre brazo y pinza: es una estructura continua.
La trompa también es extraordinariamente fuerte, capaz de soportar cargas de casi 300 kilogramos. Los elefantes africanos incluso tienen dos pequeñas protuberancias en forma de dedos en la punta para tareas más delicadas.
Movimientos sencillos, resultados complejos.
Para comprender mejor cómo funciona el tronco, el profesor Michel Milinkovitch, biólogo evolutivo de la Universidad de Ginebra, dirigió un equipo que recurrió a técnicas cinematográficas.
Bandas de marcadores reflectantes, similares a las que se usan en las películas taquilleras, registraron los movimientos precisos de las trompas de los elefantes mientras manipulaban objetos de diferentes formas, tamaños y texturas en una reserva sudafricana. Las imágenes se grabaron con cámaras de alta velocidad, lo que permitió comprobar la sorprendente eficacia del sistema.
“Nos dimos cuenta de que combinan un pequeño conjunto de comportamientos”, dijo Milinkovitch. “Acortan algunas secciones, alargan otras, doblan algunas, y las combinan para lograr la tarea”.
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La trompa del elefante es realmente atractiva por su gran destreza. […] Hoy en día, su rendimiento no tiene rival en robótica.
Milinkovitch encontró un movimiento particularmente espectacular. Cuando los elefantes llevaban la mano detrás de la cabeza, a menudo para tomar una golosina de un cuidador, no solo curvaban la trompa hacia atrás.
En cambio, sobresalían y rigidizaban temporalmente la sección superior, creando dos "pseudoarticulaciones" que funcionaban como un hombro y un codo, mientras que la sección inferior se balanceaba hacia atrás para agarrar la golosina.
“Fue algo absolutamente alucinante, porque nadie lo había visto antes. Lo hacen muy rápido”, dijo Milinkovitch. Esto demostró que el tronco puede formar secciones distintas separadas por articulaciones.
El equipo también realizó estudios anatómicos en la trompa de un elefante africano macho y de un elefante asiático macho, extraídos de animales fallecidos en zoológicos.
músculos 3D
Para trasladar los hallazgos de Milinkovitch al ámbito de la robótica, el equipo de Beccai se centró en la punta del tronco. Utilizaron la impresión 3D para integrar sensores y músculos artificiales, o actuadores, en un solo cuerpo sin fisuras. Estas estructuras neumáticas, similares a globos, se extienden y contraen al inflarse y desinflarse con aire. Al variar su tamaño y geometría, los investigadores pueden programar movimientos específicos en el sistema.
Para crear un robot blando con forma de tronco, los investigadores combinaron actuadores neumáticos con una estructura reticular similar a una malla que puede deformarse en múltiples direcciones.
El dispositivo se imprime en un proceso continuo a partir de la misma resina blanda, e incluye sensores ópticos que proporcionan información sobre el tacto y la flexión de la punta del tronco.
Según Beccai, la clave reside en el uso de un solo material. «Esto es fundamental porque elimina las interfaces materiales y mecánicas entre los diferentes componentes, lo que permite una continuidad de movimiento combinada con la retroalimentación sensorial».
El prototipo puede alargarse, comprimirse y doblarse, además de realizar movimientos como pellizcar, recoger y alcanzar. Este diseño representa un avance hacia una pinza verdaderamente universal, capaz de manipular desde objetos blandos y delicados hasta objetos más pesados y de formas irregulares con un único sistema adaptable.
El proyecto de investigación concluyó en abril de 2025, y aunque el brazo robótico flexible sigue siendo por ahora un prototipo de laboratorio, el equipo afirma que ya supera la mayoría de los problemas de diseño que limitan a los brazos robóticos actuales.
Control suave
Una de las principales conclusiones que se extrajeron de los elefantes fue sobre el control. La trompa contiene miles de músculos, pero el elefante no los controla todos.
En cambio, explicó Beccai, sus cerebros controlan un pequeño número de sinergias musculares descubiertas por el equipo de Milinkovitch, colaboraciones coordinadas de los músculos para realizar un movimiento. La estructura física del tronco se encarga del resto.
Esto demostró a los investigadores cómo hacer que los robots blandos funcionales sean viables fuera del laboratorio: diseñar sistemas futuros en torno a sinergias, no a actuadores individuales.
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Mi sueño es construir un sistema de atención médica que pueda ayudar, por ejemplo, a una persona discapacitada o anciana, levantándolas.
Beccai espera que esto reduzca la complejidad y el consumo de energía, permitiendo que los dispositivos funcionen con baterías y sean más fáciles de implementar. Prevé una amplia gama de aplicaciones prácticas, desde la recolección de frutas blandas —un gran desafío en la robótica actual— hasta tareas domésticas como clasificar la ropa o manipular vajilla delicada.
Estos robots tienen potencial en aplicaciones medioambientales, desde la manipulación de escombros y la clasificación de residuos hasta el funcionamiento en ecosistemas frágiles sin dañar las plantas, el suelo o la vida marina circundantes. En operaciones de búsqueda y rescate, un brazo flexible podría abrirse paso entre los escombros y usar su sentido del tacto para ayudar a encontrar personas..
Pero lo que más le interesa a Beccai es la robótica asistencial. «Mi sueño es crear un sistema sanitario que pueda ayudar, por ejemplo, a una persona discapacitada o anciana levantándola, y al mismo tiempo, entregarle un tenedor o una pieza de fruta fresca», dijo Beccai.
Un solo robot, lo suficientemente fuerte como para ayudar en las transferencias pero lo suficientemente delicado como para manipular objetos cotidianos, podría permitir que las personas vivan de forma más independiente. Y a diferencia de una máquina convencional, su suavidad hace que no resulte intimidante.
Para Beccai, el objetivo nunca fue simplemente mejorar la capacidad de agarre. Era crear un robot con el que resultara natural interactuar: fuerte cuando fuera necesario y delicado cuando importara.
La investigación de este artículo fue financiada por el Programa Horizonte de la UE. Las opiniones de los entrevistados no reflejan necesariamente las de la Comisión Europea. Si te ha gustado este artículo, te invitamos a compartirlo en redes sociales.
