Energía encarnada: el santo grial de la robótica

Modificar algo es mucho más sencillo que crearlo desde cero, por eso tomamos referencias que, a fin de cuentas, funcionan como una si fueran atajos por imitación. Empezar de la nada significa enfrentarse al temido folio en blanco, y no solo en la escritura, sino en cualquier área, desde la pintura hasta la robótica. Porque, aunque nos parezca extraño, la robótica se enfrenta constantemente a esta pregunta. Trata de encontrar soluciones a determinadas tareas y diseñar así una máquina que resuelva el problema, por lo que la pregunta vuelve una y otra vez a la cabeza de los ingenieros: ¿Cuál es la mejor solución? ¿Pasa por imitarnos a nosotros, a otro animal o acaso tendremos que poner una buena dosis de fantasía? Por supuesto, no son estos los verdaderos términos en los que se formulan la pregunta, pero describen bastante bien la cuestión.

Podemos entenderlo muy bien con un ejemplo del mundo médico. Si bien no son robots, las prótesis se enfrentan a esa misma pregunta cada vez que hay que diseñar alguna. Las primeras de la historia, por ejemplo, tenían un aspecto estrictamente anatómico, tan parecidas como a la extremidad perdida fuera posible. Sin embargo, con el tiempo nos hemos ido dando cuenta de que hay soluciones mejores, alternativas inalcanzables para la biología pero que resuelven mejor el problema. Así es como se justifican, por ejemplo, la extrañísima forma de las piernas prostéticas que llevan algunos velocistas. No parecen tener un tobillo ni dedos al final del pie, sino más bien una especie de pala curva y flexible que permite propulsarles con más efectividad. Pues bien, una de las grandes preguntas de la robótica es esta: si podemos (y debemos) imitar la forma en que los organismos almacenan energía, o si debemos seguir confiando en baterías completamente ajenas a la biología.

¿Cuál es nuestra batería?

Para los profanos la batería en su sentido clásico parece la única solución evidente. Hemos asumido que todos los dispositivos electrónicos tienen su batería, una caja negra de superficie plástica y proporciones variadas. Sin embargo, es evidente que los seres vivos no tenemos una gran batería hundida en nuestro pecho. No existe un claro análogo de un único órgano encargado de almacenar y proporcionarnos la energía que necesitamos para sobrevivir. ¿Por qué? Tal vez sea porque biológicamente no era una buena estrategia, o porque simplemente no era sencillo diseñar tal estructura partiendo de las restricciones que ya nos impone la herencia genética de nuestros antepasados más remotos.

Nosotros, a diferencia de las máquinas, aprovechamos una serie de procesos químicos distribuidos por nuestro cuerpo para almacenar la energía en forma de determinadas moléculas. Por ejemplo, tras procesar bien el alimento que hemos ingerido, comenzamos a absorber sus nutrientes en nuestro intestino, integrando también en nuestro cuerpo la energía que pudieran proporcionar. Sin embargo, por ahora está totalmente dispersa en la sangre y debemos almacenarla para usos no tan inmediatos. La solución consistió en transformar la famosa glucosa en otra molécula llamada glucagón que podemos acumular en el hígado y en los músculos de todo el cuerpo.

Energía encarnada

La grasa, en cambio, la almacenamos en las células adiposas, que, muy grosso modo, podríamos decir que funcionan como pequeños sacos de grasa agregados en el tejido adiposo que hay bajo la piel, rodeando a nuestros órganos e incluso entreverado en el propio músculo, como estamos acostumbrados a ver en el buen jamón. Y, hablando de los músculos, cuando el resto de las reservas se agotan y necesitamos mantener el ejercicio, empezamos a usar a las proteínas que forman el músculo para obtener energía, aunque en ello los atrofiemos. Y, si seguimos buceando, encontraremos que la complejidad crece en otras escalas más pequeñas en las que entran en juego moléculas como el ATP, que funciona casi como una especie de moneda energética con la que activar los diminutos mecanismos de las células y que, por lo tanto, está presente en cada una de ellas.

Esto nos da una idea de lo distribuido e integrado que está el almacenaje de energía en el resto de las estructuras de nuestro cuerpo, dando a nuestros órganos una pluralidad de funciones que sería muy interesante conseguir en la robótica. Imagina un material que permita mover un mecanismo pero que, a su vez, sea parte de la propia batería. Esto es lo que los expertos han llamado “energía encarnada”, y aunque todavía es pronto para saberlo, podría convertirse en uno de los grandes avances en robótica que nos depara el futuro. Puede que sustituyendo al concepto clásico de baterías o puede que, posiblemente, las complemente para mejorar su eficiencia. Lo que está claro es que vivimos una época de cambio que cada año difumina más la frontera entre la realidad y la ciencia ficción.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Aunque parezca muy futurista, lo cierto es que ya existen ejemplos de robots con energía encarnada (embodied energy), aunque su funcionamiento es mucho más complejo que el que hemos podido explicar en este artículo, aprovechando procesos de reducción-oxidación y reacciones catalíticas, etc.

REFERENCIAS (MLA):

• Aubin, Cameron A. et al. “Towards Enduring Autonomous Robots Via Embodied Energy”. Nature, vol 602, no. 7897, 2022, pp. 393-402. Springer Science And Business Media LLC, https://doi.org/10.1038/s41586-021-04138-2. Accessed 17 Feb 2022.