Pinzas universales de metal líquido para manipulación delicada, adaptable y a múltiples escalas

Un robot blando que fluye como una célula viva

Imagine una mano robótica capaz de recoger con delicadeza una semilla de diente de león, un pez vivo, un grano de polvo y una pieza de fruta pesada, todo con el mismo dispositivo diminuto—y hacerlo bajo el agua, en ácido o en aire libre. Este estudio presenta exactamente eso: una “pinza universal” hecha de metal líquido que fluye y se remodela como una ameba, permitiendo a las máquinas manipular objetos demasiado frágiles, demasiado pequeños o de formas demasiado extrañas para los robots actuales.

Por qué es tan difícil agarrar con suavidad

Las manos robóticas convencionales son excelentes para coger objetos robustos y regulares, como cajas o herramientas, pero tienen problemas con objetivos delicados, blandos o microscópicos. Las manos con varios dedos pueden aplastar objetos frágiles o fallar al atrapar los muy pequeños. Las pinzas que envuelven objetos en bolsas blandas o usan granos que se bloquean pueden adaptarse a la forma, pero a menudo requieren bombas o calentadores voluminosos y aun así no pueden sujetar con seguridad criaturas en movimiento rápido o piezas muy pequeñas. Las herramientas adhesivas pueden recoger microchips o fibras microscópicas, pero tienen dificultad para soltar a demanda. En fábricas, laboratorios e investigación biológica, esto deja una laguna importante: cómo agarrar y luego soltar limpiamente desde organismos vivos hasta microdispositivos, en una enorme gama de tamaños y en entornos muy distintos.

Tomando prestado un truco de las amebas

Las amebas, organismos unicelulares, resuelven este problema con un cuerpo que se comporta como un fluido muy blando. Fluyen alrededor de la presa, la envuelven y luego la exprimen. Los investigadores imitan esta estrategia usando gotas de metal líquido a base de galio mezcladas con diminutas partículas de hierro. A temperatura ambiente estos metales permanecen líquidos, pero pueden cambiar drásticamente la tensión superficial cuando se aplica un pequeño voltaje. En la nueva pinza universal de metal líquido, una gota se sitúa dentro de una cavidad blanda impresa en 3D, en contacto con una fina capa de líquido salino. Cuando el equipo aplica una señal eléctrica, la tensión superficial del metal casi desaparece y se extiende, envolviendo cualquier objeto cercano—ya sea una perla de vidrio, una concha torcida o un gusano vivo—tanto en líquidos como en aire.

Del flujo blando a la sujeción firme

Para convertir esta gota fluida en una mano firme, el dispositivo usa magnetismo. Debido a que el metal contiene partículas de hierro, activar una bobina electromagnética bajo la cavidad hace que el fluido se comporte más como un sólido blando. El metal envuelto entonces se entrelaza con la superficie del objeto, proporcionándole una fuerza sorprendente. La pinza puede sostener objetos de hasta unos 200 gramos—como pimientos, naranjas o brócoli—mientras sigue operando a escala milimétrica. Las versiones más pequeñas son especialmente eficientes, soportando cargas más de mil veces la masa del metal líquido que contienen. Al mismo tiempo, la presión de contacto puede mantenerse tan baja como unos 10 pascales, muy por debajo de lo que dañaría el tofu, algas gelatinosas o muchos animales pequeños, lo que la hace excepcionalmente delicada.

Soltar a velocidad relámpago

Soltar objetos minúsculos suele ser más difícil que cogerlos, porque fuerzas invisibles como la adhesión y la tensión superficial los hacen pegarse. Aquí, el mismo metal líquido ofrece una solución incorporada. Al cambiar la señal eléctrica, la tensión superficial del metal vuelve de golpe a un valor muy alto. La gota se retrae, como una banda elástica tensada que de repente se suelta, lanzando lejos aquello que sostenía. Los experimentos muestran que un cabello humano o partículas microscópicas pueden ser expulsados en apenas unos milisegundos, alcanzando aceleraciones de hasta unas 42 veces la gravedad terrestre—más rápido que cualquier otra pinza reportada. Es importante que los investigadores puedan ajustar esta velocidad de liberación modulando el voltaje, intercambiando potencia por seguridad al manipular muestras especialmente frágiles.

Manipular seres vivos sin dañarlos

Para probar si estas acciones dramáticas son seguras para tejidos vivos, el equipo utilizó la pinza para mover embriones tempranos de pez cebra—esferas diminutas y sensibles que se usan a menudo en laboratorios de biología. En comparación con una pipeta estándar, la herramienta de metal líquido funcionó mucho más rápido y con una mayor tasa de éxito, y aun así los embriones no mostraron signos adicionales de estrés, deformidades o motricidad afectada durante su desarrollo. La pinza también atrapó cucarachas rápidas, lombrices de tierra que se retorcían y alevines resbaladizos sin daño aparente, lo que sugiere usos futuros en ecología, acuicultura e investigación biomédica donde la manipulación precisa pero suave es esencial.

Un nuevo tipo de tacto robótico universal

El estudio demuestra que controlando cómo una gota de metal líquido fluye, se endurece y se retrae, un solo dispositivo puede agarrar y soltar activamente objetos cuyas masas abarcan unas 14 órdenes de magnitud, desde perlas microscópicas hasta productos cotidianos, y hacerlo en aire, agua de mar, soluciones alcalinas o ácidas. Para los no especialistas, el mensaje clave es que los robots ya no necesitan distintas manos para cada tarea: una única pinza de metal líquido, parecida a una ameba, podría algún día permitir que las máquinas interactúen de forma segura con todo, desde células vivas hasta electrónica frágil, aportando un tacto más adaptable, suave y preciso tanto a la industria como a la medicina.

Cita: Chen, X., Zhang, M., Cao, L. et al. Liquid metal universal grippers for gentle, adaptable, multiscale manipulation. Nat Commun 17, 3548 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70313-6

Palabras clave: robotización blanda, metal líquido, pinza universal, manipulación a escala microscópica, manejo biomédico