Del laboratorio virtual al robotizado con pedagogía de la IA

El avance de las tecnologías digitales ha transformado progresivamente los entornos de enseñanza de las ciencias experimentales. En este contexto, la articulación entre laboratorios virtuales, laboratorios robotizados y sistemas de inteligencia artificial (IA) constituye una nueva vía pedagógica que redefine la forma en que los estudiantes adquieren competencias científicas, desarrollan habilidades procedimentales y comprenden los fundamentos de la investigación empírica.
Los laboratorios virtuales se consolidaron en los últimos años como herramientas efectivas para la enseñanza y la formación inicial. Operan mediante simulaciones interactivas que reproducen con precisión procesos físicos, químicos o biológicos, permitiendo a los estudiantes explorar variables, repetir ensayos y analizar resultados en un contexto seguro y de bajo costo. Este enfoque favorece la comprensión conceptual y reduce la barrera de acceso a experiencias que, por su complejidad o costo de equipamiento, podrían resultar inaccesibles en un entorno presencial tradicional.

Sin embargo, la formación científica requiere también el contacto con la materialidad de los procedimientos experimentales. En este sentido, la integración con laboratorios robotizados ofrece un paso intermedio entre la simulación y la práctica directa. A través de sistemas mecatrónicos capaces de manipular instrumentos, dispensar reactivos o controlar parámetros ambientales, los estudiantes pueden ejecutar prácticas reales de forma remota. Este tipo de infraestructura amplía las oportunidades de aprendizaje, optimiza el uso del equipamiento costoso y permite una estandarización precisa de las condiciones experimentales.
El vínculo entre ambos entornos, virtual y robotizado, se potencia mediante la incorporación de IA en diferentes etapas del proceso didáctico. Los algoritmos de aprendizaje automático pueden analizar el desempeño de los estudiantes en las simulaciones, identificar patrones de error, sugerir rutas personalizadas de aprendizaje y anticipar dificultades en los procedimientos experimentales. En el laboratorio robotizado, la IA actúa como asistente cognitivo, monitoreando variables críticas, ajustando secuencias de trabajo y proporcionando retroalimentación en tiempo real. De este modo, la IA no sustituye al estudiante, sino que amplifica su capacidad para tomar decisiones basadas en evidencias.
Esta convergencia tecnológica también tiene implicancias institucionales. Permite ampliar la matrícula en asignaturas experimentales sin comprometer la seguridad ni la calidad de las prácticas, democratiza el acceso a equipamiento sofisticado y favorece entornos de aprendizaje inclusivos, especialmente para instituciones con limitaciones presupuestarias. Asimismo, promueve una cultura educativa orientada al ensayo, el error y la replicabilidad, principios fundamentales de la metodología científica.
Finalmente, el tránsito desde el laboratorio virtual hacia el laboratorio robotizado, mediado por sistemas de IA, constituye en esta etapa inicial un ecosistema híbrido en el que la experiencia presencial tradicional no se elimina, sino que se complementa y expande. Esta arquitectura educativa prepara a los estudiantes para los desafíos científicos y tecnológicos de un futuro cercano, en el cual la planificación, simulación y optimización de los experimentos se diseñará en entornos virtuales basados en IA, mientras que su ejecución se realizará de manera automática con precisión, reproducibilidad y estandarización en laboratorios robotizados.

Lecturas complementarias:

-Teachers’ perspective on the use of artificial intelligence on remote experimentation (2025). 

https://www.frontiersin.org/journals/education/articles/10.3389/feduc.2025.1518896/full

-Students' interactions with an artificial intelligence assistant in a remote chemistry laboratory (2025) https://www.frontiersin.org/journals/education/articles/10.3389/feduc.2025.1712743/full