La robótica y la computación cuántica, dos áreas tecnológicas fundamentales del siglo XXI, se encuentran en un punto crítico de evolución. Investigadores del Shibaura Institute of Technology, la Universidad de Waseda y Fujitsu Limited han desarrollado un método innovador para optimizar la postura de robots a través de técnicas cuánticas, abordando así el desafío de la cinemática inversa con mayor eficiencia.
La cinemática inversa es esencial para que robots humanoides y brazos robóticos calculen con precisión los ángulos de sus articulaciones y realicen acciones complejas, como coger un objeto del suelo manteniendo el equilibrio. Tradicionalmente, esto requería simplificaciones, limitando la fluidez del movimiento debido al alto costo computacional de manejar todos los grados de libertad de un modelo humano completo.
La introducción de qubits, componentes esenciales de la computación cuántica, revoluciona este proceso. En un enfoque híbrido, la cinemática directa se calcula mediante circuitos cuánticos, mientras que la cinemática inversa se resuelve usando sistemas clásicos. El entrelazamiento cuántico, la propiedad que permite que el estado de un qubit afecte a otro, juega un rol crucial al mejorar la sincronización de las articulaciones del robot, replicando con mayor naturalidad los movimientos humanos.
Los experimentos con el simulador cuántico de Fujitsu han demostrado una reducción de errores del 43%, consumiendo además menos recursos computacionales. Con un ordenador cuántico de 64 qubits, desarrollado por RIKEN y Fujitsu, se verificó que el entrelazamiento potenciaba la velocidad y precisión de los cálculos. En pruebas con un modelo de 17 articulaciones, el sistema calculó movimientos en aproximadamente 30 minutos, un avance significativo comparado con métodos anteriores.
Este avance sienta las bases para desarrollar robots con movimientos más fluidos y precisos, esenciales en interacciones humanas. Entre sus aplicaciones potenciales se encuentran asistentes robóticos para el hogar y la salud, manipuladores industriales más precisos, robots de rescate eficientes, y optimización energética en los movimientos robóticos. Además, su implementación en ordenadores cuánticos NISQ de la generación actual sugiere una transición rápida de la teoría a la práctica.
La iniciativa surge de la colaboración entre instituciones de prestigio en Japón. El Shibaura Institute of Technology, la Universidad de Waseda y Fujitsu Limited han unido fuerzas para integrar capacidades cuánticas en el control robótico. Este trabajo, titulado “Quantum computation for robot posture optimization”, supone un primer paso hacia la implementación práctica de la computación cuántica en la robótica en tiempo real.
Este avance japonés se enmarca en un contexto más amplio de innovación tecnológica, donde se busca la integración de inteligencia artificial, computación de alto rendimiento y cuántica en plataformas como FugakuNEXT. Con ello, la ambición es crear robots que no solo imiten al ser humano físicamente, sino que también emulen su capacidad de aprendizaje y adaptación.
El anuncio de este nuevo desarrollo marca un hito en la robótica. La computación cuántica aplicada con éxito a la cinemática inversa señala un futuro en el que los robots pueden moverse con una precisión y eficiencia energética nunca antes vistas, prometiendo transformar la interacción entre humanos y máquinas en el día a día. Los investigadores consideran este avance como una revolución en la relación humano-máquina, con un potencial inmenso para aplicaciones prácticas a mediano y largo plazo.
