VW Nils: Automovil monoplaza eléctrico y urbano

Los vehículos monoplazas aspiran a convertirse en el medio de transporte urbano por excelencia en un futuro –esperemos- cercano y Volkswagen se ha apurado a desarrollar algunos modelos, y hace unos días lanzó a la red algunas imágenes de su nuevo concepto de coche monoplaza eléctrico. La intención con el VW Nils es crear un producto que sea apto para que te puedas mover individualmente por la ciudad sin gastar demasiado y evitando contaminar el medio ambiente sin perder comodidad, velocidad e intimidad.

La eficiencia en los coches para reducir gastos, tráfico y emisiones contaminantes siempre ha estado del lado de la utilización colectiva de los mismos evitando el clásico coche para 6 personas utilizado por una sola. Pero dado que la intención y necesidad de las personas en la vida urbana es la de disponer de su propio espacio y tiempo, los vehículos monoplaza han sido la alternativa más adecuada, ya que lo que no se consigue de eficiencia en la capacidad de transporte, se logra al ganar en fluidez, independencia y espacio. Lo menos contaminante y económico siguen siendo las bicicletas, pero ante la resistencia ante la fatiga que estas provocan, algunos esperan de brazos abiertos conceptos de vehículos monoplaza como el VW Nils, un coche eléctrico personal que se reivindica en su presentación como una sólida respuesta al tráfico urbano.

Otra de las formas que tiene VW de acercar el coche monoplaza a compradores es hablar sobre la ligereza o liviandad del coche, que, construido en gran parte con aluminio en su chásis, raspa la media tonelada de peso (460 kg).  Si bien es la mitad del de los coches normales, no será uno de esos vehículos plegables que puedes llevar en tu mochila. Sin embargo sus medidas sí son interesantes a nivel espacial, pues tiene un ancho de 1,39 metros y un largo de 3,04 m; un metro más corto que la mayoría de los coches urbanos tipo Sedan. Por el lado del motor hallamos uno eléctrico ubicado en la parte trasera que, siguiendo con los volúmenes, tiene un peso de 19 kg y puede hacer moverte a ti y a los neumáticos de 17’ a una velocidad de hasta 120km/h. La aceleración del VW Nils eléctrico sería de 0 a 100km en 11 segundos.

 

En cuanto a la batería de ion de litio y su forma de carga, el sistema se compone de una autonomía de 5.3kWh cada 65 kilómetros. Para cargarlo tienes que conectarlo a una toma hogareña y en dos o tres horas tienes la batería completa y lista para salir a recorrer la ciudad. El modelo de este monoplaza eléctrico de VolskWagen fue construido junto al ministro germano de planeamiento urbano, por lo que el proyecto tiene grandes posibilidades de tener una aceptación fuerte de parte de los estados para financiar parte de su construcción, pero además –y lo más difícil- brindar las estructuras físicas necesarias para que estos coches especiales puedan moverse sin agotar su autonomía ni la paciencia del conductor. 

Robot descubre nuevo tipo de rocas en Marte

El robot explorador Opportunity descubrió rocas con una textura nunca vista hasta ahora mientras

continúa a la búsqueda y captura de piedras arcillosas que podrían tener vestigios de vida en Marte, anunciaron científicos de la NASA.

Opportunity llegó hace tres semanas al borde del cráter Endeavour, 25 veces mayor que el Victoria, de donde venía, y los científicos esperan encontrar en él rocas mucho más antiguas que las hasta ahora observadas en sus más de siete años de misión.

El director ejecutivo de la misión de Robots Exploradores a Marte de la NASA, Dave Lavery; el investigador principal del proyecto, Steve Squyres, de la Universidad Cornell en Ithaca, de Nueva York, y el director del proyecto del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, John Callas, presentaron las primeras imágenes.

La primera roca que examinó el robot en su nuevo destino tiene el tamaño de un taburete, según explicaron, su superficie es plana y aparentemente fue desenterrada por el impacto con otro objeto que fue el que formó el cráter, que tiene 22 kilómetros de diámetro.

"Esta es diferente de cualquier roca nunca vista en Marte", dijo Squyres, quien aseguró que tiene una composición similar a algunas rocas volcánicas, pero con más zinc y bromo de lo que han detectado anteriormente.

Además de enviar cientos de fotos con la cámara microscópica y los filtros de su cámara panorámica, el Opportunity también utilizó su brazo robótico para estudiar mejor la composición de la roca.

La misma ha sido nombrada informalmente "Tisdale 2" y, según indicaron, la diversidad de los fragmentos hallados podría ser el preludio de que vayan a encontrar otros minerales que arrojen más luz sobre la composición y los orígenes del Planeta Rojo.

La próxima misión de Opportunity será ir a la caza de las tan buscadas rocas arcillosas, señaló Arvidson.

Las observaciones de los orbitadores de Marte sugieren que las formaciones rocosas en el borde de cráter datan de la historia temprana del planeta e incluyen minerales arcillosos, que se forman en condiciones menos ácidas y de humedad, posiblemente más favorables para la vida.

El cráter tiene crestas discontinuas en su borde y los científicos han identificado unas marcas en la roca sedimentaria, que parece que hubiera sido cortada, y llena de cavidades rellenas de material posiblemente arrastrado por el agua, según explicó Arvidson.

No obstante, indicaron que todavía es pronto para hacer especulaciones y se necesitarán más datos del robot.

Después de siete años y medio de misión en Marte, equivalentes a 2 mil 703 días marcianos, Callas hizo una evaluación sobre la salud del robot, que, según dijo, tiene algunos achaques debido a su edad, pero continúa en buena forma para seguir adelante con nuevos descubrimientos.

"Tiene un poco de artritis en su brazo robótico, hemos visto alguna parálisis en su sistema neurológico, pero las baterías siguen en buen funcionamiento", señaló Callas.

No obstante, advirtió que en cualquier momento se podría perder algún componente crítico del sistema esencial del robot explorador y la misión se daría por concluida.

"Tenemos un robot anciano que está mostrando su edad pero está en buena forma, duerme bien y tiene unos niveles de colesterol excelentes, esperamos que continúe con su labor científica", bromeó.

El Opportunity y su hermano gemelo, Spirit, fueron lanzados en 2003, con el objetivo de recorrer el Planeta Rojo desde dos puntos opuestos. Comenzaron su exploración, prevista inicialmente para tres meses, en enero de 2004, pero su misión se ha ido prolongando.

Opportunity aún funciona siete años y medio después, pero en el camino se quedó su hermano Spirit, cuyas ruedas se atascaron en las arenas marcianas y tras los infructuosos intentos de la NASA para salvarlo dejó de comunicarse en marzo de 2010.

La NASA ya prepara la nueva generación de robots marcianos y ya está casi listo para el despegue Curiosity, que partirá entre el 25 de noviembre y el 18 de diciembre de este año para aterrizar en agosto de 2012.

La línea amarilla muestra el recorrido del explorador por la superficie marciana

Nuevo avance en insectos robóticos (DARPA)

Durante años los investigadores han trabajado en el diseño y construcción de los denominados micro-vehículos aéreos (MAV), pequeños robots voladores del tamaño de un insecto. Pero algunos investigadores, después de darse cuenta de que resulta extraordinariamente difícil fabricar un vehículo volador pequeño y ligero, que además sea capaz de transportar una carga útil y que disponga de una autonomía razonable, han abandonado los planes de copiar la naturaleza para intentar utilizar directamente insectos vivos. Utilizando pequeños estimuladores en sus antenas y electrodos implantados en sus sistema nerviosos para controlarlos, los científicos del equipo de Erkan Aktakka han descubierto además que es posible obtener electricidad a partir del movimiento de las alas, con la que se puede alimentar el sistema encargado de controlar el cerebro -y por lo tanto el vuelo- de algunos insectos. Se trata de un trabajo que nos pone en la linea de largada de lo que será la primer generación de “insectos cyborg”.

“Durante la última década hemos sido testigos de un tremendo y emocionante esfuerzo dirigido al desarrollo de micro-vehículos aéreos (MAV)” dice Ethem Erkan Aktakka, de la Universidad de Michigan. “Pero hemos descubierto que un insecto cyborg resulta más ventajoso en lo que respecta a la aerodinámica, la autonomía  de vuelo, la capacidad de carga y el almacenamiento de energía.” Con estas palabras, el investigador reconoce que la tecnología actual no es capaz de imitar correctamente el trabajo de la naturaleza a la hora de fabricar un MAV (micro-air-vehicle) a escala real. Los circuitos electrónicos probablemente estén a la altura de lo que se espera de ellos, ya que su tamaño, peso, capacidad de cálculo y consumo eléctrico han mejorado cada año durante las últimas décadas. Pero los actuadores, motores y baterías que se necesitan para mantener en el aire a uno de estos micro robots siguen siendo muy pesados, grandes e inconvenientes. Aunque como dice Aktakka, “para que copiar algo que ya tenemos a nuestro alcance”.

La idea es relativamente simple, aunque como suele ocurrir en estos casos, bastante difícil de llevar a cabo. En lugar de construir un robot pequeño se puede controlar el comportamiento de un insecto vivo, como un escarabajo, para que realice los trabajos que su controlador le ordena. Millones de años de evolución han hecho de estos pequeños seres vivos maquinas maravillosas, sumamente eficientes en el consumo de energía y altamente especializados en la resolución de los problemas relacionados con el vuelo. No estamos diciendo que los insectos sean capaces de realizar grandes hazañas intelectuales, pero saben como evitar un obstáculo o dirigirse desde el punto “A” al punto “B”. Con esta idea en mente, Aktakka y sus colegas Hanseup Kim y Khalil Najafi de la Universidad de Michigan, desarrollaron un dispositivo capaz de obtener energía eléctrica a partir del movimiento de las alas de un “escarabajo verde de junio” (Cotinis mutabilis). Con dos de estos generadores “instalados” en su cuerpo, uno debajo de cada ala, el escarabajo es capaz de producir un total de 45 mW de potencia. Con esa energía los investigadores pueden alimentar la electrónica y los actuadores que se encargarán de dirigir el vuelo del insecto. Y recien están empezado: posiblemente sean capaces de multiplicar por 10 el rendimiento de estos dispositivos, mediante la conexión directa entre ellos y los músculos del insecto.

El estudio realizado por estos científicos acaba de ser publicado en la última edición del Journal of Micromechanics and Microengineering, y hasta donde sabemos, se trata del primer intento serio de recoger energía de insectos vivos mediante dispositivos no resonantes. En algunos intentos anteriores se emplearon termopares (que aprovechan el calor corporal de los seres vivos) o dispositivos de resonancia magnética. En el futuro, esa energía se almacenará en un pequeño ultracapacitor instalado en el lomo del insecto, junto al resto de la electrónica de control, de forma que el sistema de control funcione aún cuando el huesped se encuentre reposando. En cuanto al sistema de control, ya se ha trabajado en este tipo de interfaz, utilizando como sujetos de prueba a polillas o cucarachas. DARPA, como no puede ser de otra manera, ha financiado este proyecto dentro del marco de su DARPA Hybrid Insect MEMS program. La Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa de los Estados Unidos siempre está interesada en cualquier proyecto innovador que pueda tener alguna aplicación relacionada con la defensa (y el ataque, ya que estamos), y este parece tener todos los ingredientes necesarios como para recibir algunos dólares provenientes de las arcas del Tio Sam.

“Wind Lens”, un nuevo tipo de generador eólico

Yuji Ohya, un profesor de la Universidad de Kyushu, ha presentado en el marco de la Exposición Internacional de Energías Renovables  realizada en Yokohama (Japón), un nuevo tipo de generador eólico. El concepto puesto a punto por Ohya se llama  “Wind Lens” y consiste básicamente en una turbina embutida en una estructura con forma de aro que hace las veces “lente” capaz de intensificar el flujo del viento que incide sobre ella. Según sus creadores, este dispositivo será capaz de triplicar la energía obtenida con respecto a los generadores eólicos tradicionales. Si los cálculos efectuados por Yuji Ohya son correctos, Japón podría reemplazar algunos de sus reactores nucleares con “granjas eólicas” basadas en estas turbinas.

Japón fue duramente golpeada por las olas del tsunami originado por el terremoto que sacudió sus costas a principios de este año. Ese desastre natural ocasionó graves daños en la infraestructura del país y en sus centrales nucleares, sobre todo en la de Fukushima, que está emplazada sobre la costa marina. Este problema ha puesto la mirada de los contribuyentes sobre los peligros que encierra la generación de energía a partir de materiales tan peligrosos como el uranio, y se ha comenzado a hablar seriamente sobre la posibilidad de reemplazar paulatinamente ese tipo de central por otras fuentes menos problemáticas. La energía solar y eólica siempre han sido las primeras a las que se recurre cuando se intenta conseguir una fuente renovable, y en este aspecto Japón no ha sido la excepción. Sin embargo, una central nuclear genera una cantidad de energía mucho mayor que la que puede proporcionar una típica instalación solar o eólica, por lo que se ha comenzado a buscar la forma de mejorar el rendimiento de esas fuentes.

En ese marco Yuji Ohya, un profesor de la Universidad de Kyushu, ha desarrollado “Wind Lens”, un concepto que presentó en el marco de la Exposición Internacional de Energías Renovables  realizada en Yokohama (Japón). Básicamente se trata de nuevo tipo de generador eólico que consta de una turbina con aspas de más de 100 metros de diámetro embutida en una estructura con forma de aro. Este aro hace las veces de “lente”, intensificando el flujo del viento que incide sobre el generador y multiplicando por tres la cantidad de energía eléctrica que puede generar respecto de un generador eólico tradicional. Si bien una turbina “Wind Lens” no puede competir (ni mucho menos) con la potencia que genera una centra nuclear, una “granja” repleta de ellas podría reemplazar tranquilamente a un peligroso reactor nuclear. Ohya ha pensado en todo: prevé instalar estas enormes turbinas sobre una base exagonal flotante, acoplar decenas de estas estructuras entre si, y remolcarlas mar adentro. Ese enfoque elimina de un plumazo las críticas de quienes sostienen que las granjas eólicas son ruidosas o afean el paisaje. Uno o dos kilómetros mar adentro quedan fuera de la vista, y el poco ruido que puedan generar no se escucharía desde la costa.

Por ahora “Wind Lens” no es más que un concepto, y su creador aún no ha decidido su comercialización. En este momento, la energía eólica representa aproximadamente el 2 por ciento del total mundial, con unos 159,2 gigavatios generados. La comercialización de un generador como este podría elevar ese porcentaje, produciendo electricidad de una forma segura a partir de una fuente renovable y con un costo más bajo que la producida por los sistemas tradicionales. Sin dudas se trata de un concepto a tener en cuenta.

Plantas nucleares para Marte y la Luna

Durante el encuentro anual de la Sociedad Estadounidense de Química que se celebra en Denver, el director del Laboratorio Nacional del Departamento de Energía (DOE) James Werner ha anunciado que están diseñando las primeras plantas de energía nuclear destinadas a los futuros asentamientos humanos en la Luna y en Marte. Su equipo espera tener listo un prototipo con el que efectuar una demostración en 2012. Sin embargo, no es descabellado preguntarse si luego de lo que ha ocurrido con el carguero espacial ruso y con un par de transbordadores espaciales estamos en condiciones de intentar mandar una central de ese tipo al espacio sin exponernos a una catástrofe nuclear sin precedentes.

La conquista del espacio sigue siendo uno de los objetivos a largo plazo de la mayor parte de las grandes potencias mundiales. A pesar de la falta de presupuesto que enfrentan las agencias espaciales, sus ingenieros siguen planificando la construcción de naves y la colonización del sistema solar. En este marco, los cuerpos celestes que se supone primero debería colonizar la raza humano son la Luna -por una cuestión de distancias- y Marte, por ser el planeta más parecido a la Tierra. Los asentamientos humanos necesitan de energía para funcionar, y una de las formas más simples y compactas de generarlas es utilizar un reactor nuclear. La NASA y otras instituciones relacionadas se encuentran trabajando desde hace tiempo en el desarrollo de reactores que puedan funcionar en ambientes duros como los que se pueden encontrar en esos sitios, y durante el encuentro anual de la Sociedad Estadounidense de Química que se celebra en Denver han surgido novedades al respecto.

El director del Laboratorio Nacional del Departamento de Energía (DOE) James Werner ha anunciado que han comenzado a construir el prototipo de un reactor nuclear para proveer electricidad a los futuros asentamientos humanos en la Luna y en Marte, y también a los astronautas que realicen largas travesías espaciales (llegar a Marte con la tecnología actual requiere de varios meses de  viaje). Dicho reactor reemplazaría las actuales células fotovoltaicas o pilas de combustible, y garantizarían el abastecimiento de energía constante por largos períodos de tiempo. Según Werner, “el reactor sería mucho más pequeño que los utilizamos normalmente en la Tierra”, con un tamaño similar al de un horno de microondas grande. Pero a pesar de su reducido tamaño, podrá proporcionar mínimo de 40 kilovatios energía eléctrica, más o menos lo mismo que consumen unas 10 familias en la Tierra. “Se trata de un sistema compacto, confiable y seguro que podría ser crítico para el establecimiento de puestos de avanzada o hábitat en otros planetas”, agregó.

Utilizará “uranio altamente enriquecido, lo que hace que se puedan usar densidades mucho más altas, a diferencia de lo que se hace en la Tierra”, viajará al espacio apagado y se podrá en marcha una vez que abandone la atmósfera terrestre. Mientras que un reactor nuclear convencional utiliza uranio con un nivel de enriquecimiento de entre el 2% y el 5%, el prototipo del DOE requiere uranio enriquecido a más del 70%. Ese material genera calor que luego es convertido en electricidad, sin necesidad de que sea expuesto a la radiación solar. Werner espera presentar el prototipo en 2012, y comenzar las pruebas un año más tarde en las instalaciones que posee la NASA en el Centro de Investigaciones Glenn, en Ohio. Allí someterán al reactor al vacío y a las temperaturas y niveles de radiación extremos que se pueden encontrar en el espacio. Si el reactor supera estas pruebas, podrá ser incluido en el diseño de las futuras misiones, que tengan lugar (o no) dentro de 20 o 30 años.

Es lógico preguntarse si es seguro embarcar en un cohete un reactor de este tipo. Luego de ver lo que puede hacer una central nuclear que falla, como en Fukushima o Chernobyl, y de lo poco fiables que pueden ser nuestras naves espaciales, es natural sentir un poco de temor ante la posibilidad de que una maleta llena de uranio altamente enriquecido explote sobre nuestras cabezas y esparza su contenido en la atmósfera. Los técnicos de la NASA y el personal del DOE conocen estos riesgos, y seguramente están trabajando en algún sistema infalible para que el reactor alcance el espacio sin causar problemas. Esperemos que así sea, y que finalmente podamos establecer un asentamiento humano permanente fuera de nuestro planeta.

PumpTire: Neumático que se infla automáticamente

Los neumáticos desinflados. El karma del ciclista promedio y de los bicicleteros malhumorados podría llegar a tener una solución parcial si el proyecto presentado por Benjamin Krepel logra conseguir el dinero para comenzar la producción de neumáticos que se inflan automáticamente. ¿Cómo es esto? Con un sistema de válvulas y cámara tomando aire del exterior que te explicamos a continuación, con lo que tus neumáticos siempre tendrían la presión adecuada para que sigas andando sin preocuparte por nada más que el camino.

En mis años mozos supe ser un rider de BMX de escaso talento, y si había algo que mi pesado cuerpo lograba cada vez que hacía un salto, era que los neumáticos se desinflaran un poco al pisar Tierra de nuevo. Luego de varios saltos, tener que inflar la bicicleta nuevamente era bastante molesto, aunque menos que comprarse una nueva o adelgazar, por supuesto. Sin embargo no es necesario que tengas esas experiencias en común para encontrarte identificado con la constante tendencia a desinflarse de los neumáticos. Estos se desinflan todo el tiempo producto de su propia naturaleza; física pura. Pero además está el componente psicológico, ese que te hace creer que los neumáticos se desinflan justo cuando más los necesitas. A Benjamin Krempel le pasaba lo mismo, pero se cansó de esto y decidió construir el prototipo de un sistema llamado PumpTire, algo así como neumáticos que se inflan automáticamente.

 

Un repaso obligado. Los neumáticos de las bicicletas pierden presión debido a que las moléculas de aire contenidas en la cámara se difunden a través de la porosidad (también llamados agujeros microscópicos) de sus paredes laterales; paulatinamente en condiciones normales o más velozmente cuando un peso les provoca más presión. Si bien en el mercado hay selladores de cámaras de aire que se proponen como la solución definitiva para evitar que los neumáticos se desinflen con tanta periodicidad (en coches, particularmente), estos no son infalibles. El sistema que presenta PumpTire pretende serlo, y es otro de esos inventos simples que te hacen pensar en qué estabas pensando que no se te ocurrió esto a ti.

Para inflar los neumáticos, el PumpTire utiliza una válvula de gran longitud que recorre todo el largo de la cámara de aire especial. Con ella, cada vez que el neumático pierde aire, éste se retroalimenta del exterior gracias a la pipeta bombeadora, que toma aire desde el exterior y lo introduce en la cámara sin tu activa participación (más allá de ir pedaleando, o no). Una vez que la válvula detecta que la presión adecuada para el neumático se ha alcanzado, la pipeta deja de bombear aire desde el exterior y se cierra la cámara hasta que surja la necesidad de inflar de nuevo. El dispositivo no requiere de instalaciones extras ni llantas especiales y los neumáticos vendrían en diferentes tamaños.

El prototipo de este inteligente método de neumáticos que se inflan automáticamente está siendo promocionado y pidiendo ayuda financiera (250 mil dólares) para empezar a producir 5000 primeros neumáticos, que creemos que tendrían un gran recibimiento en la industria que gira en torno al ciclismo profesional. Así que si tienes unos ahorros guardados… debes saber que por aquí ya tienes un cliente, pues es una lástima no haberse inventado antes y haber podido aprovechado para practicar aquellas horas netas que pasaba inflando mis neumáticos. Tal vez hoy estaría en los X-Games.

Joven estudiante revoluciona la generación de energía solar

Algunos descubrimientos trascendentales para la ciencia tienen lugar de forma casual. Quizás la historia de Newton, la manzana que cae y el descubrimiento de la forma en que funciona la gravitación sea apócrifa, pero el descubrimiento de Aidan Dwyer es absolutamente real. Este estudiante de solo 13 años de edad, paseando por un bosque, descubrió que si se orientan las celdas fotovoltaicas respecto del Sol de una determinada manera, su rendimiento puede mejorar entre un 20% y 50%. Parece que la disposición de las ramas de los árboles, relacionada con la serie de números descrita en el siglo XIII por el matemático italiano Leonardo de Pisa (también conocido como Fibonacci) no es causal, y  permite maximizar el aprovechamiento de la energía solar.

Hay historias relacionadas con la ciencia que parecen extraídas del argumento de una buena novela, y esta es una de ellas. Un joven estudiante estadounidense de séptimo grado llamado Aidan Dwyer estaba dando un paseo por los bosques de las Catskill Mountains, al norte del estado de Nueva York, cuando notó que las ramas desnudas de los árboles no estaban orientadas al azar. Esto es algo que generalmente pasa desapercibido para el 99% de las personas, y seguramente para prácticamente todos los niños. Pero  Aidan lo notó, y luego de investigar un poco “descubrió” la pauta de distribución de las hojas en las ramas y de las ramas en el tronco de muchos árboles siguen la denominada Sucesión de Fibonacci, una serie de números descrita en el siglo XIII por el matemático italiano Leonardo de Pisa.

En efecto, desde hace mucho se sabe que la naturaleza utiliza con frecuencia esta serie de números en sus “diseños”, en la que cada término es la suma de los dos anteriores (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34... o Fn = Fn-1 + Fn-2). Desde la distribución de las hojas de una lechuga hasta el número de conejos que podemos esperar tener luego de una determinada cantidad de generaciones, pasando por número de individuos existente en cada generación de ancestros de un zángano pueden explicarse a partir de esta serie. Pero esto es algo que la mayoría de los niños de 13 años suelen ignorar. Aidan Dwyer lo notó, y tuvo la genial idea de relacionar este hecho con la “dependencia” de la energía solar que tienen los árboles. Puso manos a la obra, y construyó dos pequeños captadores solares compuestos por un puñado de células fotovoltaicas para ver si la forma en que las ramas crecían en los árboles tenía realmente alguna influencia en la cantidad de luz que cada hoja recibía. Uno de los modelos agrupaba los pequeños paneles siguiendo una distribución plana, iguala la que normalmente utilizamos para acomodar las células sobre cualquier techo. El segundo reproducía el patrón que el niño había observado en las ramas de los árboles.

El resultado fue asombroso. Con esta redistribución, el segundo panel -el que copia a la naturaleza- permite generar como mínimo un 20% más de energía. En más: en determinadas épocas del año, como el invierno, este rendimiento se incrementa hasta alcanzar el 50% por sobre la distribución plana de toda la vida. Esto ha convertido al pequeño en toda una celebridad, y ha “estimulado” a sus padres a patentar el descubrimiento. Se trata de una de esas historias de las que cualquiera podría haber sido el protagonista, ya que todos nosotros hemos visto miles de árboles, pero no ha sido hasta que Aidan puso sus neuronas a trabajar que hemos descubierto esto. Por supuesto, la mejora en el rendimiento se da cuando comparamos esta distribución respecto de un panel solar tradicional fijo. Aquellos paneles motorizados que giran a lo largo del día para “apuntar” al Sol son bastante más eficientes que los que tienen sus celdas distribuidas según la Sucesión de Fibonacci, pero requieren de un motor y energía extra para moverse.

El final de esta historia es el previsible. Aidan ha conseguido un reconocimiento por su descubrimiento, otorgado por el Museo Americano de Historia Natural, se ha registrado una patente, y más de cuatro investigadores “serios” deben estar dando cabezazos contra la pared. Y notros, por supuesto, esperamos que el trabajo de este avispado niño nos permita en algún momento del futuro cercano independizarnos de la energía generada quemando combustibles fósiles.

Más de mil genes influyen en la inteligencia

Un estudio revela nueva evidencia de que muchos genes tienen un papel en el IQ, pero los científicos aún no pueden determinar los genes específicos. 

Los científicos que tratan de cazar los genes responsables del Coeficiente Intelectual (IQ por sus siglas en inglés) solían pensar que había menos de una decena de éstos, pero en años recientes determinaron que pudiera haber al menos mil, cada uno de ellos con un efecto diminuto en las diferencias entre los IQ de las personas.

   

Un estudio dado a conocer hoy encontró nueva evidencia de que muchos genes tienen un papel en la inteligencia, pero los científicos aún no pueden determinar los genes específicos. "Ha sido como un choque al sistema que las pesquisas no hayan resultado", dijo el psicólogo Eric Turkheimer, de la Universidad de Virginia, que no participó en el estudio. "No podemos encontrar efectos suficientemente grandes en alguno de los genes específicos para ser considerados", agregó.

Estudios previos con gemelos y niños adoptados han concluido que los genes tienen una influencia significativa en las diferencias en IQ, al producir aproximadamente la mitad de las diferencias entre adultos. La influencia de los genes en el IQ parece aumentar de la niñez a la edad adulta. Los científicos se han dado cuenta de que, al igual que con la estatura, las diferencias en inteligencia no provienen de unos cuantos genes, sino del efecto total de muchos, cada uno de ellos con influencia mínima. Eso dificulta su identificación.

El nuevo estudio de ADN, reportado el martes en la edición en la internet de la revista Molecular Psychiatry, llegó a conclusiones similares. Muchos genes colaboran para formar la inteligencia, en la misma forma en que diferentes instrumentos de una orquesta trabajan a la vez. A menos que haya un solista destacado, es muy difícil a menudo identificar las contribuciones de cada instrumento.

Identificar genes podría usarse para tratar enfermedades

 

Aunque el papel de los genes en la inteligencia es muy importante, no están solos y el papel de la educación y las experiencias no puede ser subestimado. Sin embargo, ¿por qué los estudiosos se preocupan tanto por la relación entre genes e inteligencia? Nuestra memoria, capacidad de razonamiento y habilidades de pensar tienden a disminuir con la edad, en algunas personas más rápidamente que en otras.

Entender la parte genética de la inteligencia pudiera un día ayudar a los científicos a lidiar mejor con enfermedades como el Alzheimer.

El nuevo estudio fue realizado por I.J. Deary, de la Universidad de Edimburgo y colegas de otros países. El equipo quería determinar "si las diferencias genéticas que podíamos establecer en el ADN de las personas ayudaba a explicar algunas de las razones por las que las personas tienen diferentes resultados en los exámenes de inteligencia", dijo Deary en un mensaje electrónico.

Los científicos no identificaron los genes que afectas en el IQ, pero estiman que encontraron una influencia genética que representa al menos de 40 a 505 de las diferencias en IQ entre los 3.511 adultos en su estudio, que se sometieron a exámenes de conocimiento y capacidad para resolver problemas.

El estudio se centró en más de medio millón de partes de los ADN de los participantes, buscando alguna evidencia de genes de inteligencia. Los científicos concluyeron que el efecto general provenía de muchas diferencias genéticas, cada una de ellas mínima

Nuevo guante con realimentación táctil

Científicos del Instituto de Tecnología de Georgia han puesto a punto un guante que, gracias a unos diminutos dispositivos vibratorios instalados en las puntas de sus dedos, permiten al usuario “sentir” los objetos que se manipulan en un entorno de realidad virtual o amplificar las sensaciones normales que uno sentiría al tocar una superficie real. Los autores del trabajo creen que su invento podría servir para devolver la posibilidad de utilizar sus manos a aquellas personas que por algún problema médico han perdido parte de la sensibilidad de sus dedos. El sistema, basado en un concepto llamado resonancia estocástica, fue presentando en el marco de la Conferencia Internacional de Robótica y Automatización organizada por el IEEE en Shanghai.

Nadie duda que los dispositivos de realidad virtual están cambiando la forma en que interactuamos con nuestros ordenadores. Uno de los primeros sistemas exitosos (al menos comercialmente hablando) es el mando del Wii, un potente ordenador disfrazado de consola de videojuegos. Microsoft, con su Kinect diseñado originalmente para la Xbox 360, también ha cosechado criticas positivas. Sin embargo, estos y varios dispositivos similares más son muy útiles para “introducir” información en el sistema pero poco hacen para que el usuario reciba “datos” por parte de la máquina. La a menudo denominada realimentación permite al usuario recibir una confirmación que la acción que ha realizado ha sido detectada por el sistema. Un ejemplo simple de esto es el sonido que suele reproducirse cada vez que presionamos una tecla. 

 

Pero en el mundo de la realidad virtual, a menudo las cosas no son tan simples. Existen en el mercado una buena cantidad de guantes que, gracias a sus sensores, nos permiten manipular un entorno tridimensional que solo existe dentro del ordenador. Muchos usuarios se quejan de que resulta poco natural operar estos sistemas por que al desplazar o tocar un objeto virtual no se recibe la misma “sensación” que uno siente al hacerlo con un objeto real. Este problema puede minimizarse gracias a una realimentación adecuada, y eso es justamente lo que han hecho Minoru Shinohara, Jun Ueda y Yuichi Kurita, tres científicos del Instituto de Tecnología de Georgia, poniendo a punto un dispositivo que puede ayudar en estas cuestiones, y también “amplificar” las sensaciones normales que una persona que use el guante sentiría al pasar su mano sobre una superficie real. El equipo de científicos trabajó sobre un guante, incorporando en el extremo de sus dedos un actuador hecho de un compuesto cerámico de zirconio, plomo y titanio capaz de generar una vibración de alta frecuencia. Se trata de un dispositivo piezoeléctrico, que vibra cuando se lo somete a una corriente eléctrica. Apoyados directamente sobre las yemas de los dedos del usuario, estos actuadores transmiten la sensación adecuada a las manos del usuario, que “siente” las texturas de las superficies que “toca” en el mundo virtual. 

A lo largo del estudio se utilizó el guante en 10 voluntarios, a los que se pidió realizar tareas que requerían de una habilidad sensorial y motora normal, como la discriminación de texturas, discriminación de dos puntos, etcétera. Los resultados experimentales mostraron que los voluntarios se desempeñaron estadísticamente mejor en todas las tareas cuando las vibraciones mecánicas estaban activadas. "Los resultados experimentales demostraron que disponer de alguna clase de vibración mecánica en los guantes mejora el desempeño,” explicó el profesor de Ingeniería Mecánica Jun Ueda. Las vibraciones creadas por el dispositivo piezoeléctrico responden a un patrón denominado resonancia estocástica, y es la primera vez que se lo utiliza en un guante de esta clase. “Nuestro dispositivo podría también ser utilizado para  ayudar a las personas cuyos trabajos requieren de una destreza manual o precisión elevada, o en aquellas personas cuya condición médica reduce su sentido del tacto", agrega Ueda. Los detalles del dispositivo y los resultados preliminares fueron presentados durante la 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation de Shanghai. 

Nueva batería de nanocables

El profesor Pulickel Ajayan, de la Universidad de Rice, acaba de presentar una batería construida a partir de nanocables. Estas estructuras cilíndricas, que tienen un diámetro decenas de veces menor al grosor de una hoja de papel, permiten a los iones de litio desplazarse por electrolito de una forma más eficiente, disminuyendo entre otras cosas el tiempo que se necesita para recargar la batería. Se trata de un prototipo que posee algunos defectos pero que puede servir como base para una investigación más amplia, que nos proporcione baterías más pequeñas, eficientes y baratas.

Un equipo de científicos dirigido por Pulickel Ajayan, un profesor de la Universidad de Rice, ha creado un dispositivo que permite almacenar energía en iones de litio utilizando nanocables. El científico ha publicado los detalles de este avance en la publicación Nano Letters, de la American Chemical Society. Recordemos que un nanocable (a veces referidos como “nanohilo” a partir del término “nanowire”) no es otra cosa que un cilindro con un diámetro del orden de un nanómetro (la milmillonésima parte de un metro). Los investigadores creen que su trabajo podría proporcionarnos un dispositivo recargable práctico, capaz de alimentar la próxima generación de dispositivos nanoelectrónicos.

El equipo de Ajayan ha trabajado en esta clase de dispositivos durante años. En diciembre de 2010 lograron poner a punto una nanobatería tridimensional, utilizando arreglos verticales de nanocables de níquel-estaño montados en PMMA (plexiglás), un polímero muy popular que hizo las veces de electrolito y aislante. Crearon los nanocables mediante la electrodeposición de una plantilla de aluminio anodizado sobre un substrato de cobre y luego ampliaron sus poros con una técnica de grabado químico simple, proceso que creó una brecha entre los cables y el aluminio. Se recubrió el paquete con PMMA, de forma que los nanocables tuviesen una “funda” suave y resistente. Se utilizó un lavado químico final para remover la plantilla, dejando una “bosque” de nanocables separados por el electrolito. En esa versión de la batería, el encapsulado de níquel-estaño hizo las veces de ánodo, mientras que el cátodo tuvo que ser conectado en el exterior del dispositivo.

 

El nuevo proyecto del equipo de Ajayan difiere del anterior en que cada nanocable posee su propio cátodo. Se utilizó nuevamente un electrolito de óxido de polietileno en forma de gel, y un polímero de polianilina (PANI, por polyaniline) como cátodo. Dejando los detalles de lado, cada nanacable se comporta como una pequeñísima batería, que conectada en paralelo con sus vecinas suman sus características. El sistema es fácilmente escalable: solo hay que aumentar el número de nanocables para obtener una batería con mayor capacidad. El prototipo construido solo permite unos 20 ciclos de carga/descarga, pero los científicos confían en que en poco tiempo lograrán superar ese escollo. Por lo pronto, su trabajo ha servido para demostrar que es posible construir baterías de solo 50 micrones de espesor, algo que hasta no hace mucho era impensable.

Hiro: Robot aprende y se adapta solo a nuevas situaciones

La lista de capacidades de los robots se puede enunciar en un listado bastante amplio, pero gracias a la inversión que se ejecuta en la robótica, esta lista está siempre en constante crecimiento. A veces con nimiedades y otras menos con revelaciones importantes, como la de Hiro, un robot japonés que no sólo aprende, sino que también recuerda, piensa y se adapta de manera autónoma a nuevas situaciones para resolver problemas. Si tiene la información la usa, y si no; la busca.

Que hoy por hoy un robot aprenda nuevas actividades no sorprendería ni al más desactualizado de los geeks, pues demostraciones de esto hemos tenido suficientes como para dejarnos marcados sobre la potencialidad que tienen estos entes electrónicos de pegarnos alguna paliza física en el futuro, aunque ahora ya nos lastimen intelectualmente siendo más digamos… propensos a resolver cálculos que nosotros. Sin embargo y ante todo lo alcanzado hasta ahora en el ámbito de la autonomía, el trazado de la aventura robótica todavía puede darnos algunos asombros periódicamente, y uno de ellos lo protagoniza el nuevo robot HIRO, que está diseñado para no sólo aprender, sino también adaptarse a nuevas situaciones de manera autónoma y sin depender -y esto te va a doler un poquito- de ti, humano..

Hiro es un invento del siempre prolífico Tokyo Institute of Technology, que se ha hecho con alguno miles de dólares de financiación para crear a este robot que impresiona por su capacidad de replicar, a su manera, la actividad que viene llevando el humano y el resto de las especies durante millones de años: adaptación. En la ciencia no hay magia por más varitas de acero que se agiten, por lo que la razón para que este robot evolutivo haga tal cosa es el uso de un algoritmo de auto organización de incrementación de redes neuronales (SOINN). Este tipo de estructuración le permite auto adaptarse por aprendizaje a las nuevas situaciones a las que se enfrenta recordando acciones pasadas (lo que es decir, asociando experiencias grabadas en sus redes neuronales), para resolver situaciones nuevas basadas en similitudes. También se le puede enseñar tareas específicas, pero Hiro siempre actuará leyendo qué es lo que pasa a su alrededor a través de un sistema de audio y video.

Hasta aquí Hiro representa un interesante avance en la autonomía robótica, pero cuando a este robot que piensa y se adapta se le da una conexión a la red, las capacidades de resolución de problemas crecen considerablemente. ¿Por qué? Porque el robot Hiro accede a una base de datos futura o de otras fuentes por ahora, para darle solución a los conflictos que lo aquejen luego de analizar la situación ante la que se encuentra. De esta forma, Hiro se mete a navegar la red por su cuenta o incluso se comunica con otros robots (no se especifica distancia ni medio necesario) para acceder a su algoritmo SOINN y usar la información que estos han recopilado sobre la resolución de problemas en su experiencia. Tal y como los humanos y todo el sistema educativo de todos los tiempos. Así que si tu robot aprende individualmente a emanciparse de ti y sienta las bases de una revolución, millones también podrán hacerlo.

Energía fotovoltaica más eficiente por estudiantes de MIT

Cuando pensamos en un panel fotovoltaico, inmediatamente nuestra mente imagina un clásico panel solar, pero también es posible obtener energía eléctrica a partir de ondas electromagnéticas cuya frecuencia las hace invisibles a nuestros ojos. Y es en ese campo en el que un equipo del MIT ha hecho un importante avance, poniendo a punto un generador de energía que sin ser mucho más grande que un botón de tu camisa es capaz de producir electricidad a partir del calor incidente. Esto significa que no necesita estar al sol para funcionar, y que puede aprovechar fuentes de calor de todo tipo, desde las más burdas como la combustión de un hidrocarburo hasta la más sofisticada como es la descomposición de un radioisótopo.

 

Obtener energía eléctrica a partir del calor no es precisamente algo nuevo. De hecho, una buena parte de la electricidad que vorazmente consumimos cada día ha sido obtenida por ese medio. Pero en el MIT (Massachusetts Institute of Technology) le han dado una nueva vuelta de tuerca al asunto, desarrollando una especie de “panel fotovoltaico” que puede generar energía sin necesidad de ser expuesto a la luz del Sol. Este generador puede ser alimentado con calor, y consigue producir electricidad gracias a los miles de millones de agujeros diminutos que se han “grabado” en su superficie. Esta estructura tiene la particularidad de haber sido diseñada para que pueda convertir las longitudes de onda asociadas con el calor en electricidad, un mecanismo diferente al que emplean las tradicionales celdas solares que funcionan en el rango de la luz visible. El sistema del MIT es mucho más eficiente que los sistemas similares construidos con anterioridad.

 

El funcionamiento del nuevo dispositivo ha sido descripto en un articulo que los responsables del experimento publicaron en la ultima edición de la revista Physical Review. Como decíamos, el secreto de la conversión del calor en electricidad se encuentra en la superficie de las celdas, donde los agujeros construidos a nanoescala transforman el calor proveniente del Sol, de la combustión de un hidrocarburo, de la descomposición de un radioisótopo o incluso de tu propio cuerpo, en energía eléctrica. El tamaño de los agujeros determina la longitud de onda que debe tener la energía incidente para que la conversión sea óptima, y puede ser ajustado a gusto durante el proceso de fabricación. El prototipo presentando por el MIT tiene el tamaño de una pequeña pila de ion de litio, pero es capaz de proporcionar tres veces más energía con el mismo peso. Obtiene el calor a partir de una carga de gas butano, que puede ser fácilmente reemplazada cuando se agota. Un segundo dispositivo, equipado con un radioisótopo, es capaz de entregar electricidad durante 30 años sin necesidad de efectuarle mantenimiento alguno o repostar combustible.

 

El campo de aplicación de esta tecnología es enorme. Un generador que pueda entregar energía durante décadas puede resultar muy atractivo a quienes desarrollan sondas espaciales o marcapasos, solo por mencionar un par de ejemplos. En este momento, y según los datos suministrados por la Administración de Información de Energía de EE.UU., más del 90% de toda la energía que utilizamos proviene de la conversión del calor en energía mecánica en electricidad, como ocurre en las ursinas que calientan agua para generar el vapor que mueve a las turbinas. Este tipo de mecanismo de conversión tiene un rendimiento muy bajo y un tamaño demasiado grande como para que se puede utilizar en -por ejemplo- un teléfono móvil o incluso en un coche. Ivan Celanovic, del MIT, dice que “poder convertir el calor de varias fuentes en electricidad sin necesidad de piezas móviles nos proporcionará  enormes beneficios, sobre todo si podemos hacerlo de manera eficiente, relativamente económica y a pequeña escala". Y exactamente eso es lo que promete el nuevo dispositivo que han desarrollado.

Científicos de Stanford crean batería transparente

En los últimos años hemos sido testigos de la aparición de un enorme número de nuevas tecnologías relacionadas con las baterías. Esto no debería extrañarnos, ya que el mundo está convirtiéndose en “móvil”, y cualquier gadget que se precie de tal debe poder transportarse, obteniendo su energía de una batería. La ultima noticia en este campo viene de la Universidad de Stanford, donde un grupo de científicos ha desarrollado una batería transparente que además es liviana y flexible. En el futuro, las tablets, netbooks y móviles podrían ser translúcidos, mejorando su apariencia, peso y flexibilidad. ¿Que te parece?

Una de las características que se suele ver poco en este tipo de productos es la transparencia y flexibilidad, justamente lo que ofrece un prototipo desarrollado por un equipo de científicos de la Universidad de Stanford.

Yi Cui, profesor de ingeniería de materiales del laboratorio de fotónica de la Universidad de Stanford, junto a su colega Yuan Yang, se embarcaron en este proyecto buscando “una batería más estética”. Medio en serio, medio en broma, Cui dice que quiere “hablar con Steve Jobs sobre nuestra batería, porque quiero un iPhone transparente.” Dejando las bromas de lado, el científico explica que su batería se ha construido sobre un soporte transparente en el que se disponen los electrodos formando una malla, en la que cada linea posee un ancho de unas 35 micras. La luz pasa a través de la separación existente entre las lineas, dando la impresión de que la estructura completa es transparente. Los materiales empleados confieren también flexibilidad y los electrodos, que se obtienen mediante la deposición de un vapor con metal sobre la película base, resisten muy bien las torceduras a las que se somete el conjunto.

El material utilizado como base es el polidimetilsiloxano, un compuesto basado en el silicio que forma parte de productos médicos y las lentes de contacto. Es barato pero mal conductor de la electricidad, por lo que fue necesario efectuar la deposición de metal mediante vapor. La batería de Cui tiene poca capacidad, pero puede incrementarse “apilando” varias capas y conectándolas en paralelo. Siempre que las lineas de la malla queden alienadas entre si, la luz pasará a través de ella. Durante las pruebas construyeron un prototipo compuesto por tres capas superpuestas, y aún permitía pasar el 62% de la luz a través de ella. Quizás sea más preciso decir que se trata de una batería translúcida en lugar de transparente, pero no hay dudas que se trata de un gran avance. “Podríamos haber hecho una batería más potente o barata”, dice Chi. “Pero preferimos priorizar su flexibilidad y transparencia, ya que entre otras cosas nos permitirá estudiar mejor los procesos que tienen lugar en su interior”. 

Inteligencia Artificial basada en ADN humano

Desde hace décadas que los científicos buscan crear una Inteligencia Artificial (IA) comparable a la humana. En general, la mayor parte de los intentos provienen del ámbito de la informática, implementando algoritmos y ordenadores que puedan reproducir en mayor o menor medida el comportamiento del cerebro humano. Pero un grupo de expertos del Instituto de Tecnología de California ha encarado del problema mediante la bioquímica, utilizando como “ladrillo básico” para su cerebro artificial moléculas de ADN. El prototipo, una red compuesta por el equivalente a cuatro neuronas, fue capaz de reconocer patrones de sucesos, formar recuerdos, tomar decisiones y realizar diferentes acciones. Te contamos los detalles de este increíble experimento.

Científicos del Instituto de Tecnología de California (Caltech) pusieron a punto un “cerebro artificial” capaz de recuperar recuerdos a partir de patrones parciales, de una manera similar a como lo hace el cerebro humano. Si bien se han hecho -y se siguen haciendo- experimentos similares casi todos los meses, lo que convierte al trabajo de los expertos del Caltech en algo especial es que su Inteligencia Artificial (IA) no es un programa corriendo en un superordenador. En efecto, se trata de una red neuronal pequeña (compuesta por el equivalente de cuatro neuronas) connstruida a partir de moléculas de ADN. El nuevo “cerebro” se encuentra dentro de un tubo de ensayo, y se comunica con el mundo mediante señales químicas y marcadores fluorescentes

Para construir la red neuronal bioquímica, los científicos se basaron en un modelo de neurona sencillo denominado “función de umbral lineal”. Básicamente, el modelo predice que cuando la neurona recibe determinadas señales químicas en sus entradas, espera a que traspasen un umbral para “activarse” y producir determinadas señales en sus salidas. Los expertos de Caltech son especialistas en ciencias computacionales y bioingeniería, y para probar las habilidades de su IA la sometieron a un “juego de adivinación”. Los sorprendentes resultados obtenidos con tan solo cuatro neuronas permite suponer que si se elevase su número lo suficiente, podría ser tan “inteligente” como nosotros.

La pequeña red neuronal fue capaz de “recuperar recuerdos” a partir de patrones incompletos, de la misma forma que lo hace nuestro cerebro. Lulu Qian, investigadora del Caltech y principal autora del artículo que su equipo publicó en el último número de la revista Nature, dice que “este cerebro es increíble, capaz de reconocer patrones de sucesos, formar recuerdos, tomar decisiones y realizar acciones diferentes”. Al comienzo de su trabajo, los investigadores se preguntaron si un grupo de moléculas en interacción podría llegar a exhibir un comportamiento “ordenado e inteligente”, similar al de un cerebro. Según Qian, y luego de haber culminado el experimento, la respuesta es un rotundo “sí”. Cada una de las “neuronas” era un grupo de 112 hebras distintas de ADN, y la “red” estaba contenida en un tubo de ensayo.

 

Para probar sus habilidades se la sometió a un juego que consistía en identificar a un científico determinado. Las respuestas posibles eran “Rosalind Franklin”, “Claude Shannon”, “Santiago Ramón y Cajal” y “Alan Turing”, y el cerebro recibía datos del tipo “Nació en el Siglo XX” o “Era británico”. Una vez que se introdujeron los datos necesarios en la red, el equipo de científicos elegía un nombre al azar, y proporcionaba a la IA un conjunto incompleto de datos sobre él. Sorprendentemente, a partir  de los datos proporcionados, la red neuronal artificial fue capaz de “adivinar” en cuál de los cuatro científicos habían pensado los investigadores utilizando 27 formas distintas de respuesta a las cuestiones. No falló siquiera una vez. Las “preguntas” se introducían en el tubo mediante hebras de ADN y la red proporcionaba sus respuestas a través de señales fluorescentes. Seguimos estando lejos de conseguir una Inteligencia Artificial capaz de competir con la inteligencia natural, pero experimentos como este nos permiten especular con que dentro de no mucho tiempo lograremos una “entidad artificial” capaz de razonar lo suficientemente bien como para ser útil. ¿No te parece?