Robot humanoide
Un robot humanoide es un robot cuya forma corporal, organización mecánica o capacidades están inspiradas en las del ser humano. Habitualmente posee un torso, una cabeza y extremidades articuladas que desempeñan funciones análogas a los brazos y las piernas humanas, aunque existen diseños que reproducen únicamente una parte del cuerpo. Muchos robots humanoides utilizan locomoción bípeda, mientras que otros combinan una parte superior antropomórfica con diferentes sistemas de locomoción.
La forma humanoide permite desarrollar máquinas capaces de desenvolverse en espacios, utilizar objetos y manejar herramientas concebidas originalmente para personas. Esta característica ha impulsado su investigación para aplicaciones en entornos industriales, asistencia personal, exploración espacial, respuesta ante desastres, investigación científica y servicios. Al mismo tiempo, reproducir las capacidades humanas plantea importantes problemas de ingeniería relacionados con el equilibrio, la locomoción, la manipulación, la percepción y el control.[2]
Desde comienzos del siglo XXI, el desarrollo de sensores, actuadores, baterías, sistemas de control y aprendizaje automático ha permitido aumentar considerablemente las capacidades de estos robots. Durante la década de 2020 se produjo un nuevo impulso hacia el desarrollo de humanoides de propósito general destinados a realizar tareas en entornos diseñados para personas, especialmente fábricas y almacenes.[3]
Características
[editar]No existe una única configuración mecánica para un robot humanoide. En términos generales, su diseño reproduce total o parcialmente la estructura cinemática del cuerpo humano. Un humanoide de cuerpo completo suele disponer de dos piernas para desplazarse, dos brazos para manipular objetos, un torso y una cabeza que puede alojar parte de sus sensores.
La semejanza con el cuerpo humano puede responder principalmente a razones funcionales. Edificios, escaleras, puertas, vehículos, herramientas, estanterías y puestos de trabajo han sido diseñados teniendo en cuenta las dimensiones y capacidades humanas. Un robot con una estructura corporal semejante puede, en principio, operar en esos entornos sin que estos tengan que ser modificados específicamente para la automatización.[3]
La apariencia externa puede variar considerablemente. Algunos robots presentan únicamente una estructura funcional aproximadamente humana, mientras que otros incorporan cabeza, rostro u otros elementos antropomórficos destinados a facilitar la interacción. Los robots específicamente diseñados para imitar también la apariencia de una persona suelen denominarse androides.[4]
Componentes y funcionamiento
[editar]Locomoción y equilibrio
[editar]La locomoción bípeda constituye uno de los principales problemas de la robótica humanoide. A diferencia de los robots con ruedas o de muchas plataformas con cuatro patas, un humanoide debe mantener continuamente su equilibrio mientras alterna los puntos de contacto de sus pies con el suelo.
Una aportación fundamental al desarrollo del campo fue el concepto de punto de momento cero (ZMP), desarrollado por Miomir Vukobratović y otros investigadores durante la década de 1960. El ZMP se convirtió posteriormente en una herramienta ampliamente utilizada para analizar y controlar la estabilidad de robots bípedos.[2]
Los primeros sistemas realizaban movimientos relativamente lentos y planificados. El aumento de la potencia de cálculo, la mejora de los actuadores y el desarrollo de nuevos algoritmos de control han permitido progresivamente movimientos más dinámicos, incluyendo correr, saltar, recuperar el equilibrio después de perturbaciones y desplazarse por terrenos irregulares.[4]
Actuadores
[editar]El movimiento se produce mediante actuadores situados en las articulaciones. Dependiendo del diseño pueden utilizarse motores eléctricos, sistemas hidráulicos u otras tecnologías. Los actuadores generan los pares necesarios para mover las piernas, brazos, manos, cuello y torso.
El número de movimientos independientes que puede realizar el robot se describe mediante sus grados de libertad. Un mayor número de articulaciones y grados de libertad permite reproducir movimientos humanos más complejos, pero también aumenta la dificultad del control, el consumo energético y la complejidad mecánica.
Los primeros modelos de Atlas, desarrollados por Boston Dynamics, empleaban accionamiento hidráulico. En 2024 la empresa presentó una nueva generación completamente eléctrica, concebida para avanzar desde la plataforma experimental hacia aplicaciones industriales.[5]
Percepción
[editar]Para desenvolverse de forma autónoma, un robot humanoide necesita obtener información sobre su propio cuerpo y sobre el entorno. Para ello puede incorporar cámaras, sensores de profundidad, LIDAR, micrófonos, sensores táctiles, sensores de fuerza y par, acelerómetros y giróscopos.[4]
Los sensores internos permiten estimar la posición y velocidad de las articulaciones y la orientación del cuerpo. Los sensores externos permiten reconocer personas y objetos, calcular distancias, detectar obstáculos y determinar las características del espacio circundante.
La combinación de información procedente de diferentes sensores, denominada fusión de sensores, permite construir una representación del entorno que puede utilizarse para planificar los movimientos del robot.
Manipulación
[editar]Los brazos y manos permiten que los robots humanoides interactúen físicamente con objetos. Las tareas de manipulación pueden comprender desde transportar una caja hasta manejar herramientas, abrir puertas, conectar elementos o manipular objetos pequeños.
La reproducción de la mano humana supone un desafío particularmente complejo debido a su gran número de articulaciones y a la precisión de sus movimientos. Por este motivo, algunos humanoides emplean manos antropomórficas con varios dedos, mientras que otros utilizan pinzas o efectores terminales más sencillos adaptados a determinadas tareas.[4]
Control e inteligencia artificial
[editar]El sistema de control coordina la percepción, planificación y movimiento del robot. En los sistemas tradicionales muchas acciones se construyen mediante modelos matemáticos de la dinámica del robot, control de trayectoria y secuencias programadas.
El desarrollo del aprendizaje automático, el aprendizaje por refuerzo y los modelos de inteligencia artificial capaces de procesar información visual y lingüística ha ampliado las estrategias disponibles para controlar humanoides. Algunos sistemas experimentales combinan visión, lenguaje y acciones físicas con el objetivo de aprender tareas a partir de demostraciones, instrucciones o experiencia.[6]
Esta integración entre inteligencia artificial y un cuerpo capaz de percibir y actuar en el mundo físico forma parte del campo conocido como inteligencia artificial incorporada o embodied intelligence.
Historia
[editar]Antecedentes
[editar]La idea de construir máquinas con forma humana es muy anterior a la robótica moderna. A lo largo de la historia se construyeron numerosos autómatas antropomórficos capaces de realizar movimientos predeterminados mediante mecanismos de relojería, sistemas hidráulicos o neumáticos. Entre los antecedentes históricos se encuentran los diseños de un caballero mecánico atribuidos a Leonardo da Vinci a finales del siglo XV.
Estos mecanismos carecían de los sistemas electrónicos de percepción y control que caracterizan a los robots modernos, pero establecieron una larga tradición de máquinas destinadas a reproducir movimientos o actividades humanas.
WABOT
[editar]Uno de los principales hitos de la robótica humanoide moderna fue el desarrollo de WABOT-1 en la Universidad de Waseda, Japón, bajo la dirección de Ichiro Kato. Completado en 1973, es considerado generalmente el primer robot humanoide de cuerpo completo.[7]
WABOT-1 podía desplazarse sobre dos piernas, agarrar objetos y mantener formas sencillas de comunicación en japonés. Integraba sistemas de visión y audición y representó uno de los primeros intentos de combinar locomoción, manipulación y percepción dentro de una única máquina antropomórfica.[7]
En 1984, Waseda presentó WABOT-2, diseñado como robot músico. Podía leer una partitura mediante una cámara y tocar un órgano electrónico, coordinando movimientos de manos y pies.[7]
Desarrollo en Japón y ASIMO
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A partir de 1986, Honda inició un programa de investigación destinado a desarrollar robots bípedos autónomos. Los primeros prototipos experimentales de la serie E se centraron en el desarrollo de la marcha, y posteriormente aparecieron los robots antropomórficos P1, P2 y P3.[8]
En 1996 Honda presentó el P2, un humanoide autónomo de 182 cm y 210 kg que integraba dentro del torso sus ordenadores, baterías y sistemas de control. El P3, presentado al año siguiente, redujo considerablemente el tamaño y peso del sistema.[8]
En noviembre de 2000 Honda presentó ASIMO, un robot de menor tamaño diseñado para desplazarse en espacios humanos, incluyendo escaleras y superficies inclinadas.[9] Versiones posteriores incorporaron reconocimiento de posturas, gestos y rostros y capacidades de interacción con personas.[10]
ASIMO tuvo una importante repercusión pública y científica y contribuyó a popularizar la investigación en robots humanoides fuera del ámbito especializado.[2]
Robots para respuesta ante desastres
[editar]El accidente nuclear de Fukushima I de 2011 puso de manifiesto las dificultades que presentaban los robots existentes para realizar tareas complejas en instalaciones concebidas para seres humanos. Posteriormente, la agencia estadounidense DARPA organizó el DARPA Robotics Challenge, una competición destinada a impulsar robots capaces de operar en escenarios de desastre.
Las pruebas incluían conducir un vehículo, desplazarse por terreno irregular, retirar obstáculos, abrir puertas, utilizar herramientas y subir escaleras. La final se celebró en junio de 2015.[11]
Entre las plataformas desarrolladas durante este periodo destacó Atlas, creado inicialmente por Boston Dynamics. El proyecto contribuyó al desarrollo de técnicas de locomoción, manipulación y autonomía aplicables posteriormente a otras generaciones de humanoides.[2]
Expansión comercial
[editar]Durante la primera mitad de la década de 2020 aumentó considerablemente el número de empresas que desarrollaban robots humanoides destinados a aplicaciones comerciales. La Federación Internacional de Robótica señaló en 2025 que empresas de Estados Unidos, Europa y Asia estaban realizando importantes inversiones en este tipo de plataformas, mientras que China había establecido objetivos específicos para desarrollar su producción a gran escala.[3]
Una parte importante de estos proyectos se orienta inicialmente hacia fábricas, almacenes y logística. Estos espacios ofrecen tareas repetitivas y relativamente estructuradas y, al mismo tiempo, contienen herramientas, estanterías y puestos de trabajo concebidos para trabajadores humanos.
Entre los humanoides desarrollados durante este periodo se encuentran Digit, de Agility Robotics; la nueva generación eléctrica de Atlas, de Boston Dynamics; Optimus, de Tesla; Figure 01 y Figure 02 de Figure AI; Apollo, de Apptronik; y H1 y G1 de Unitree Robotics.[4]
La utilización de una configuración humanoide permite que algunos de estos robots sean introducidos en instalaciones existentes sin rediseñar completamente el espacio de trabajo. Digit, por ejemplo, ha sido concebido específicamente para operar en instalaciones industriales y logísticas diseñadas originalmente para personas.[12]
Aplicaciones
[editar]Industria y logística
[editar]Una de las principales aplicaciones propuestas para los humanoides es la automatización flexible de tareas industriales. A diferencia de un robot industrial tradicional, instalado normalmente en una posición fija y especializado en una operación concreta, un humanoide móvil puede desplazarse entre diferentes puestos y utilizar elementos de una instalación diseñada para trabajadores humanos.
Entre las tareas investigadas se encuentran el transporte y clasificación de materiales, alimentación de máquinas, preparación de pedidos, manipulación de contenedores y operaciones de montaje.[3]
El Atlas eléctrico de Boston Dynamics, por ejemplo, ha sido orientado hacia aplicaciones como la secuenciación de piezas, alimentación de máquinas y preparación de pedidos.[13]
Asistencia y servicios
[editar]Los robots humanoides también se investigan como plataformas de asistencia en hogares, hospitales, residencias y otros espacios de servicios. Su forma permite potencialmente realizar tareas domésticas y manipular objetos cotidianos sin modificar sustancialmente el entorno.
La interacción mediante lenguaje, gestos y expresiones constituye otro campo de investigación. La familiaridad de la forma humana puede facilitar determinadas formas de comunicación, aunque un aspecto excesivamente parecido al de una persona puede producir rechazo, fenómeno conocido como valle inquietante.[4]
Exploración espacial
[editar]Las agencias espaciales han desarrollado robots antropomórficos para realizar tareas en entornos concebidos originalmente para astronautas. La NASA desarrolló la familia Robonaut con el objetivo de crear sistemas robóticos capaces de utilizar herramientas y realizar tareas similares a las efectuadas por astronautas.[14]
Robonaut 2 fue enviado a la Estación Espacial Internacional, mientras que posteriormente la NASA desarrolló Valkyrie (R5), un humanoide eléctrico concebido para operar en entornos humanos degradados o dañados.[14]
Investigación y educación
[editar]Los humanoides constituyen plataformas experimentales para estudiar locomoción, biomecánica, interacción persona-robot, aprendizaje motor, percepción y sistemas de inteligencia artificial.
También se utilizan en competiciones científicas. La RoboCup mantiene una liga específica de robots humanoides en la que robots autónomos juegan al fútbol. Entre los problemas investigados se encuentran la marcha y carrera dinámicas, el golpeo del balón manteniendo el equilibrio, la percepción visual, la localización y la coordinación entre varios robots.[15]
El objetivo a largo plazo declarado por RoboCup es desarrollar para 2050 un equipo de robots humanoides autónomos capaz de derrotar al campeón mundial humano de fútbol bajo las reglas oficiales de la FIFA.[15]
Principales desafíos
[editar]Estabilidad y movilidad
[editar]Caminar sobre dos piernas proporciona ventajas en entornos humanos, pero resulta mecánicamente más complejo que desplazarse mediante ruedas. El robot debe calcular continuamente la posición de su centro de masa y reaccionar ante irregularidades del suelo, fuerzas externas y errores de movimiento.
Las caídas pueden además dañar equipos de elevado coste y representar un riesgo para las personas próximas. Por ello, la prevención de caídas y el desarrollo de movimientos seguros constituyen áreas importantes de investigación.[2]
Destreza
[editar]Las capacidades de manipulación humanas siguen siendo difíciles de reproducir. Actividades aparentemente sencillas, como recoger objetos de formas diferentes, introducir una llave, doblar ropa o utilizar herramientas, requieren combinar percepción tridimensional, estimación de fuerzas, planificación y movimientos precisos de numerosos grados de libertad.[4]
Autonomía energética
[editar]La autonomía constituye otra limitación importante. Los actuadores necesarios para mover un robot de tamaño humano pueden requerir cantidades considerables de energía, mientras que el peso de las baterías debe mantenerse suficientemente reducido para permitir la locomoción.
Esta relación entre potencia, masa y autonomía condiciona tanto el diseño mecánico como las aplicaciones prácticas de los humanoides.
Autonomía y generalización
[editar]Un objetivo de numerosos proyectos contemporáneos es conseguir robots capaces de realizar diferentes tareas sin que cada una tenga que programarse de manera específica. Esto exige que el robot pueda interpretar situaciones nuevas, reconocer objetos y lugares, planificar acciones y adaptarse a cambios en su entorno.
Aunque los avances en inteligencia artificial han aumentado estas capacidades, los sistemas actuales continúan teniendo dificultades para generalizar de manera fiable entre la enorme variedad de situaciones que pueden encontrarse en el mundo físico.[3]
Seguridad
[editar]La coexistencia física entre personas y robots móviles de tamaño y fuerza comparables a los humanos requiere mecanismos específicos de seguridad. Entre ellos se encuentran la detección de colisiones, limitación de fuerzas y velocidades, planificación de movimientos seguros, sistemas de parada y supervisión del funcionamiento.
La seguridad adquiere especial importancia cuando los robots abandonan espacios industriales delimitados y pasan a compartir directamente hogares, hospitales u otros entornos públicos con personas.
Humanoides y androides
[editar]Los términos robot humanoide y androide se utilizan en ocasiones como sinónimos, pero pueden distinguirse conceptualmente. Un robot humanoide reproduce principalmente la estructura o las capacidades funcionales del cuerpo humano y no necesita tener apariencia humana. Atlas, Digit o numerosos robots experimentales son humanoides pese a que su aspecto permite identificarlos inmediatamente como máquinas.
Un androide, en cambio, está diseñado además para reproducir visualmente la apariencia humana. Puede incorporar piel artificial, cabello, ojos, movimientos faciales y otros elementos destinados a producir una semejanza más realista con una persona.[4]
Esta distinción permite que máquinas con diseños externos muy diferentes pertenezcan al campo de la robótica humanoide siempre que su organización corporal y capacidades se basen sustancialmente en las humanas.
Competiciones
[editar]Las competiciones han desempeñado un papel importante en el desarrollo de la robótica humanoide al proporcionar tareas comunes con las que comparar diferentes sistemas.
La Humanoid League de RoboCup utiliza robots autónomos con una estructura corporal y sistemas sensoriales inspirados en los humanos. Las competiciones requieren combinar percepción, locomoción, equilibrio, planificación y cooperación.[15]
El DARPA Robotics Challenge utilizó un enfoque diferente, centrado en tareas relacionadas con emergencias y desastres. Los robots debían completar sucesivamente operaciones físicas en condiciones de comunicación limitada, lo que permitió evaluar conjuntamente movilidad, manipulación y autonomía.[2]
En 2025 se celebraron en Pekín los primeros Juegos Mundiales de Robots Humanoides, una competición internacional dedicada específicamente a robots humanoides, con pruebas deportivas y técnicas como carreras, fútbol, boxeo y tareas de manipulación.[16]
Impacto social y económico
[editar]El desarrollo de humanoides de propósito general ha generado interés por su posible utilización en actividades actualmente realizadas por trabajadores humanos. Sus defensores destacan la posibilidad de utilizar una misma plataforma para múltiples tareas y de automatizar trabajos peligrosos, físicamente exigentes o realizados en entornos con escasez de mano de obra.[3]
Su introducción plantea asimismo cuestiones relacionadas con la seguridad, la responsabilidad por las acciones de sistemas autónomos, la privacidad de los datos obtenidos mediante sus sensores, la transformación del empleo y la aceptación social de máquinas antropomórficas.
La utilidad económica de la forma humanoide depende de la aplicación. Para muchas tareas industriales continúan siendo más eficientes los robots especializados, las plataformas móviles con ruedas o los brazos robóticos fijos. El principal atractivo de los humanoides reside en su potencial capacidad para realizar diferentes tareas utilizando infraestructuras y herramientas existentes concebidas para personas.[3]
Referencias
[editar]- ↑ Hall, Loura (11 de junio de 2015). «NASA Looks to University Robotics Groups to Advance Humanoid Robot». NASA.
- 1 2 3 4 5 6 Kheddar, Abderrahmane (2018). «Humanoid robotics—History, current state of the art, and challenges». Science Robotics (en inglés) 3 (13). doi:10.1126/scirobotics.aar4043.
- 1 2 3 4 5 6 7 «Humanoid Robots: “Vision and Reality” Paper Published by IFR» (en inglés). International Federation of Robotics. 14 de agosto de 2025. Consultado el 26 de agosto de 2026.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 Sheng, Jiaxi (2025). «A Comprehensive Review of Humanoid Robots». SmartBot (en inglés). doi:10.1002/smb2.12008.
- ↑ «Introducing Electric Atlas» (en inglés). Boston Dynamics. Consultado el 26 de agosto de 2026.
- ↑ Dai, Yuan; Wang, Jianan (2025). «Co-evolving embodied intelligence with design for artificial intelligence architecture». Nature Reviews Electrical Engineering (en inglés) 2: 149-150. doi:10.1038/s44287-025-00146-w.
- 1 2 3 «The Robots of Waseda: A 50-Year Journey in Humanoid Innovation» (en inglés). Waseda University. 8 de mayo de 2026. Consultado el 26 de agosto de 2026.
- 1 2 «History of robotics development» (en inglés). Honda Motor Co. Consultado el 26 de agosto de 2026.
- ↑ «Honda Debuts New Humanoid Robot "ASIMO"» (en inglés). Honda Motor Co. 20 de noviembre de 2000. Consultado el 26 de agosto de 2026.
- ↑ «Introducing a New ASIMO Featuring Intelligence Technology» (en inglés). Honda Motor Co. 5 de diciembre de 2002. Consultado el 26 de agosto de 2026.
- ↑ «The DARPA Robotics Challenge» (en inglés). Massachusetts Institute of Technology. Consultado el 26 de agosto de 2026.
- ↑ «Humanoid Solutions: Digit» (en inglés). Agility Robotics. Consultado el 26 de agosto de 2026.
- ↑ «Atlas Humanoid Robot» (en inglés). Boston Dynamics. Consultado el 26 de agosto de 2026.
- 1 2 «Robonaut2» (en inglés). NASA. Consultado el 26 de agosto de 2026.
- 1 2 3 «RoboCup Humanoid League» (en inglés). RoboCup Federation. Consultado el 26 de agosto de 2026.
- ↑ «World Humanoid Robot Games kick off in Beijing» (en inglés). Reuters. 15 de agosto de 2025. Consultado el 26 de agosto de 2026.
Bibliografía
[editar]- Kheddar, Abderrahmane (2018). «Humanoid robotics—History, current state of the art, and challenges». Science Robotics (en inglés) 3 (13). doi:10.1126/scirobotics.aar4043.
- Sheng, Jiaxi (2025). «A Comprehensive Review of Humanoid Robots». SmartBot (en inglés). doi:10.1002/smb2.12008.
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