Este pequeño tornillo impulsa la revolución de los robots humanoides

La revolución de los robots humanoides está a la vuelta de la esquina. Ya existen modelos de prueba en fábricas junto a seres humanos en todo el mundo, mientras que las empresas de IA desarrollan nuevos modelos de IA básicos diseñados para ayudar a los robots a navegar por sus entornos con la misma facilidad que los humanos.

Pero los “cerebros” computacionales son inútiles sin los esqueletos que dan forma a los robots humanoides, y los numerosos componentes que conforman esos esqueletos deben provenir de alguna parte. Además de los rodamientos, que reducen la fricción, los motores y los engranajes, el robot humanoide promedio depende de docenas de tornillos, componentes clave que convierten el movimiento de rotación producido por un motor en movimiento lineal.

Tradicionalmente, los tornillos de bolas —que alimentan una serie de bolas a través de un eje y una tuerca— han sido el tipo principal utilizado en robótica. Pero un nuevo componente está llamado a potenciar el movimiento humanoide y podría convertirse en la próxima pieza física imprescindible. “Con el tiempo, los tornillos de rodillos planetarios deberían representar la mayoría de los tornillos utilizados en humanoides”, escribieron investigadores de Morgan Stanley en una nota de febrero de 2025.

Los tornillos de rodillos planetarios son una alternativa de última generación a los tornillos de bolas, capaces de soportar cargas más elevadas y una mayor durabilidad, cualidades vitales para el desgaste que se espera que los robots humanoides soporten durante su vida útil. El Optimus de Tesla utiliza cuatro tornillos de rodillos planetarios en sus pantorrillas, y también los utilizan Figure AI, Agility, 1X y la mayoría de los fabricantes chinos de robots humanoides. Jack Li, experto con sede en China y gerente de investigación, desarrollo y producto de Nanjing Process Equipment, fabricante chino de tornillos, declaró al banco de inversión Jefferies que el mercado total de estos tornillos ya asciende a 1,800 millones de dólares y es probable que crezca a una tasa compuesta superior al 30% en los próximos cinco años.

Los actuadores —descritos como “la joya de la corona de las partes móviles centrales de los robots”— convierten el movimiento rotatorio en movimiento lineal, una función crucial para la robótica, especialmente para los robots humanoides, según Jonathan Aitken, experto en robótica de la Universidad de Sheffield. “Son muy precisos, ya que obtenemos una buena precisión en la conversión de ángulo a distancia lineal recorrida”, explica. “Tradicionalmente, el accionamiento lineal no es adecuado para la carga, mientras que el rotacional sí lo es. Esto ofrece lo mejor de ambos”.

El reto de los precios altos

Hasta ahora, el uso de tornillos de rodillos planetarios en humanoides se ha visto limitado por su costo, debido a la especialización necesaria para fabricarlos de forma fiable, algo que solo poseen unas pocas empresas en todo el mundo. “La mayor parte del coste de un humanoide reside en los actuadores”, afirma Scott Walter, considerado uno de los principales expertos mundiales en diseño de robots. Walter es asesor técnico principal de Visual Components, una empresa de diseño de producción para la fabricación. “Cada robot necesita 40 o más”, añade. “Por lo tanto, se trata de una enorme necesidad de suministro”.

Investigadores de J.P. Morgan estiman que los reductores y los tornillos de rodillos representan alrededor del 33% de la lista de materiales (o costo de las piezas) de un robot humanoide promedio. El tornillo de rodillos planetario promedio se vende por entre 1,350 y 2,700 dólares, según el banco de inversión. Aunque Walter admite que “la opción lógica sería utilizar actuadores rotativos en todas las articulaciones, ya que el eje de los actuadores también puede formar la articulación”, las preocupaciones por los costos frenan actualmente su implantación generalizada.

China ya planea tener el control del suministro de tornillos para robots humanoides

Esto parece estar a punto de cambiar a medida que la experiencia en ingeniería y fabricación crece junto con la demanda, lo que reduce los costos de producción. China parece tener la iniciativa en lo que respecta al control del suministro de tornillos de rodillos planetarios en los próximos años. “Gracias a la fabricación de drones, China ya contaba con una amplia base instalada de pequeños fabricantes de actuadores”, afirma Walter. “Aunque no tenían exactamente los mismos requisitos, estaban lo suficientemente cerca como para permitir que China produjera suficientes actuadores rotativos a escala para los prototipos iniciales de robots”, añade. “Tienen la iniciativa si la rotación se impone”.

Las empresas chinas apuestan por el potencial de los tornillos de rodillos planetarios para satisfacer la futura demanda de robots humanoides: en octubre de 2024, Shanghai Beite Technology, tradicionalmente fabricante de autopartes, anunció una inversión de 1,850 millones de yuanes (260 mdd) para construir una planta dedicada a la producción de tornillos de rodillos planetarios.

Occidente probablemente tendrá que competir desarrollando su propia cadena de suministro de tornillos de rodillos planetarios, y con rapidez, dado el posible impacto del aumento de los aranceles estadounidenses y la actual guerra comercial con China, donde se fabrican la mayoría de estos componentes. “El secreto es que, incluso si los actuadores se ensamblan en Estados Unidos, los componentes importantes siguen viniendo de China, ya que pocas empresas tienen la experiencia y el equipo para producir componentes vitales fuera de China”, afirma Walter. “Los tornillos de rodillos planetarios son equipos de precisión. Para los humanoides, deben ser pequeños y eficientes”, añade.

Sin embargo, existe una complicación. “La cadena de suministro aún no existe porque los diseños aún no están definidos”, explica Walter. “Tampoco hay consenso sobre el tamaño de esta cadena de suministro”. Pero es necesario actuar con rapidez.