La computación cuántica da un nuevo paso hacia su aplicación práctica en la robótica avanzada. Fujitsu Limited, junto con investigadores del Instituto Tecnológico de Shibaura y la Universidad de Waseda, ha desarrollado un método innovador para calcular de forma más eficiente la cinemática inversa en robots multiarticulados. Este avance promete movimientos más fluidos y complejos en robots humanoides y manipuladores industriales, un ámbito clave para la próxima generación de automatización.
Según Fujitsu, el nuevo enfoque aprovecha la representación cuántica de la posición y el entrelazamiento entre qubits para reducir hasta en un 43 % el error de cálculo respecto a los métodos convencionales, con una menor carga computacional. La verificación se realizó tanto en el simulador cuántico de Fujitsu como en el ordenador cuántico de 64 qubits desarrollado junto a RIKEN, confirmando la eficacia del método.
Un reto crítico: el cálculo de la cinemática inversa
El control de la postura en robots de múltiples articulaciones exige resolver la cinemática inversa, es decir, determinar los ángulos de cada articulación a partir de una posición objetivo. En sistemas complejos, como un robot con 17 articulaciones —equivalente a las del cuerpo humano—, el número de combinaciones posibles es astronómico, lo que genera una enorme carga de cálculo.
Hasta ahora, la estrategia más habitual ha consistido en simplificar el modelo a un número menor de articulaciones (por ejemplo, siete), con el coste de sacrificar fluidez y naturalidad en los movimientos. El nuevo método híbrido cuántico-clásico rompe esa limitación, al combinar cálculos cuánticos de cinemática directa con algoritmos clásicos para resolver la cinemática inversa.
Entrelazamiento cuántico como motor de eficiencia
El punto diferenciador de este avance reside en la utilización del entrelazamiento cuántico para modelar cómo el movimiento de una articulación principal influye en otras secundarias. De esta manera, los circuitos cuánticos replican de forma más realista la interdependencia estructural del cuerpo del robot.
Gracias a esta aproximación, los investigadores lograron una convergencia más rápida y una mayor precisión en los cálculos. En pruebas sobre un modelo completo de 17 articulaciones, el sistema fue capaz de ejecutar los cálculos en aproximadamente 30 minutos, frente a tiempos mucho más elevados en los métodos clásicos.
Implicaciones empresariales y aplicaciones potenciales
El hecho de que este método pueda implementarse en ordenadores cuánticos de escala intermedia (NISQ) abre la puerta a aplicaciones prácticas a corto plazo, incluso antes de alcanzar la madurez de los sistemas cuánticos a gran escala. Las áreas con mayor potencial incluyen:
- Robots humanoides con movimientos más realistas y adaptativos.
- Manipuladores industriales multiarticulados, con mayor precisión en la manipulación de objetos complejos.
- Sistemas de evitación de obstáculos en tiempo real, clave para entornos dinámicos como almacenes automatizados.
- Optimización energética de movimientos, con impacto directo en la eficiencia operativa.
Para el tejido empresarial español, estas aplicaciones tienen un interés evidente. Sectores como la automoción, la logística o la sanidad podrían beneficiarse de una robótica más precisa y autónoma. Además, el desarrollo refuerza la necesidad de seguir invirtiendo en competencias en computación cuántica y robótica avanzada dentro de las estrategias europeas de digitalización e innovación.
Un paso hacia la integración cuántica en la robótica
Aunque todavía en fase experimental, el método presentado por los equipos de Takuya Otani (Instituto Tecnológico de Shibaura), Atsuo Takanishi (Universidad de Waseda) y Nobuyuki Hara junto con otros investigadores de Fujitsu, marca un hito en la convergencia entre computación cuántica y robótica. La publicación de los resultados en Scientific Reports (Nature Portfolio) subraya la relevancia académica y tecnológica del hallazgo.
El próximo desafío será trasladar estas pruebas a entornos reales con robots físicos y optimizar su integración con algoritmos cuánticos más avanzados, como la transformada cuántica de Fourier. Si se logra, la industria podría contar en pocos años con robots capaces de ejecutar movimientos altamente complejos en tiempo real, con implicaciones profundas en la automatización y la competitividad global.
