Lentes de contacto con circuitos y luces, posible plataforma para una visión suprahumana

Algunos personajes de las películas como Terminator o la Mujer Biónica usan ojos biónicos para hacer un zoom de las escenas que suceden a lo lejos, muestran datos útiles superpuestos a su campo de visión, o recrean puntos de mira virtuales. Fuera de la pantalla, se han propuesto estos dispositivos virtuales para propósitos más prácticos, como las de ayudas a la visión de las personas con minusvalías, paneles de control holográficos para conducir, e incluso como una forma de poder navegar por la red mientras se va por ahí.

El dispositivo que lograra hacer todo esto podría ser muy familiar. Ingenieros de la Universidad de Washington (UW) han usado por primera vez técnicas de fabricación a escala microscópica para combinar una lente de contacto que sea al mismo tiempo biológicamente segura y flexible, y que incorpore un circuito electrónico impreso e iluminación.

“Observando a través de una lente completada, podrías ver lo que el visor está generando de forma superpuesta al mundo exterior”, comenta Babak Parviz, profesor asistente de ingeniería eléctrica en la UW. “Este es un pequeño paso hacia ese objetivo, pero creo que es extremadamente prometedor”. Harvey Ho, antiguo estudiante de graduado de Parviz que en la actualidad trabaja en los laboratorios nacionales de Sandía en Livermore (California), ha presentado hoy los resultados en la conferencia internacional sobre microsistemas electromecánicos organizada por el Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (IEEE). Otros coautores son Ehsan Saeedi y Samuel Kim del departamento de ingeniería eléctrica de la UW, y Tueng Shen del departamento oftalmológico del centro médico de la UW.

Existen múltiples utilidades posibles para estos visores virtuales. Los conductores o pilotos podrían ver la velocidad del vehículo proyectada sobre el parabrisas. Las compañías de vídeojuegos podrían usar las lentes de contacto para sumergir completamente a los jugadores en un mundo virtual, sin restringir por ello su libertad de movimientos. Y en cuanto a las comunicaciones, la gente que viajase podría navegar por internet a través de una pantalla virtual que flotase en medio del aire y que solo ellos fueran capaces de ver.

“La gente podría encontrarle toda clase de aplicaciones en las que ni siquiera hemos pensado. Nuestro objetivo es demostrar que la tecnología básica puede funcionar y asegurarnos de que lo hace correctamente y de forma segura”, comenta Parviz, que dirige al grupo multidisciplinar en la UW que desarrolla las lentes de contacto electrónicas.

El dispositivo prototípico contiene un circuito eléctrico, así como diodos emisores de luz para el visor, aunque aún no lo han probado en humanos. Las lentes se han probado en conejos durante períodos de hasta 20 minutos, y los animales no han mostrado efectos adversos.

Idealmente, colocarse o quitarse el ojo biónica debería ser tan fácil como ponerse o sacarse una lente de contacto normal, y una vez colocada el portador no debería percibir que el dispositivo está ahí, comenta Parviz.

Construir estas lentes fue todo un reto porque los materiales que son seguros para su uso corporal, como la materia orgánica flexible que se emplea en las lentes de contacto, son delicadas. Fabricar circuitos eléctricos, sin embargo, implica el uso de materiales inorgánicos, temperaturas elevadas y compuestos químicos tóxicos. Los investigadores fabricaron los circuitos a partir de capas de metal de solo unos pocos nanómetros de grosor (apenas una milésima del grosor de un cabello humano) y construyeron los diodos emisores de luz con una longitud de un tercio de milímetro. Luego rociaron el polvo grisáceo de los componentes eléctricos en el interior de una lámina de plástico flexible. La forma de cada diminuto componente dicta que piezas se pueden conectar entre si, una técnica de microfabricación conocida como auto-ensamblado. Fuerzas capilares, el mismo tipo de fuerza que mueve el agua a través de las raíces de una planta, y que hace que el reborde superior de un vaso repleto de agua se curve hacia arriba, coloca las piezas en posición.

El prototipo de la lente de contacto no corrige la visión del portador, pero la técnica podría emplearse sobre lentes correctoras, afirma Parviz. Y todos sus utensilios no obstruirán la visión de la persona.

“Existe un gran área fuera de la parte transparente del ojo que puede usarse para ubicar la instrumentación”, comenta Parviz. Las futuras mejoras añadirán comunicación sin cables hasta y desde las lentes. Los investigadores esperan dotar de energía al sistema empleando una combinación de radio-frecuencia y células solares ubicadas en la propia lente, comentó Parviz.

Habrá que esperar aún para contar con un dispositivo plenamente funcional, pero una versión mucho más básica, con un visor de unos pocos píxels, podría estar operativa “muy rápidamente”, según afirmó Parviz.

Traducido de Contact lenses with circuits, lights a possible platform for superhuman vision

Piel sintética para brazos robóticos

No basta con tener brazos artificiales, controlados al milímetro, con los que poder escribir a máquina y tocar el piano igual de fácilmente que con las manos orgánicas. Una investigación financiada por el Pentágono pretende que los brazos protésicos sean capaces de sentir igual que los reales, así que se han puesto a crear parches de piel sintética que envíen señales sensitivas directamente al cerebro.

El proyecto es parte de un programa revolucionario en prótesis financiado por la Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa (DARPA), y su intención es la de construir, ya para el año 2010, brazos mecánicos ligeros que puedan tocar y sentir de un modo similar a los reales, enviando señales al cerebro de las personas que han sufrido amputaciones, y que respondan al control directo del cerebro.

Jesse Sullivan, que sufrió una doble amputación de sus brazos, aparece en el vídeo superior haciendo una demostración de un prototipo actual de brazo biónico en la conferencia DARPATech que tuvo lugar el pasado mes de agosto de 2007. Sullivan puede hacer pirámides con vasos de plástico y sacar una tarjeta de crédito de su bolsillo - aparentemente tareas sencillas, pero que requieren una retroalimentación complicada entre las terminaciones nerviosas de la piel, las neuronas del cerebro y los músculos. El prototipo, al que no se la ha dado un acabado enbellecido (de ahí su apariencia extremadamente mecánica) cuenta con 80 sensores individuales basados en silicio en las puntas de los dedos para dar información táctil, de temperatura y de posición al cerebro.

La nueva piel artificial incorporará muchos más sensores, y cubrirá las partes metálicas de la prótesis, dándole una apariencia mucho más natural. La piel, compuesta de un polímero elástico llamado poliamida al que se le han incrustado diminutos nanotubos de carbono, es flexible, estirable, ligero y firme. Este polímero, que se diseñó inicialmente para fabricar sensores de presión para aviones, es duradero, resiste a las altas temperaturas y es piezoeléctrico. Esto último quiere decir que genera electricidad en respuesta a la presión o a la fuerza, de modo que quien lleve estás prótesis podrá medir la presión que se aplica a su superficie. Los nanotubos de carbono mejoran la piezoelectricidad de la poliamida al tiempo que dan más resistencia al polímero.

Se añadirán sensores de temperatura bajo la capa de poliamida. El truco consiste en transferir el calor todo lo rápido que se pueda desde la superficie del polímero a los sensores. De nuevo, los nanotubos de carbono - que conducen el calor a su través excepcionalmente bien - jugarán un papel fundamental. La intención de los científicos es crear polímeros con nanotubos embebidos que conduzcan el calor igual de bien que los tejidos humanos, para ello impregnarán el polímero con una matriz de nanotubos alineados verticalmente que se ocuparán de transferir el calor desde la superficie de la piel a los sensores que hay bajo ella. Investigaciones realizadas en el año 2006 demostraron que los impulsos de calor viajan 20 veces más rápido en polímeros que contengan una rejilla de nanotubos, que en polímeros puros.

Traducido de Synth Skin for Robo-Limbs (Autor: Noah Shachtman).

Desarrollan batería de ión-litio 10 veces más potente

Científicos de la Universidad de Stanford, dirigidos por Yi Cui, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales, han desarrollado una batería de litio que puede almacenar 10 veces la carga de una batería normal ión-Li. Con ella, la autonomía de los portátiles (por ejemplo) pasaría de 2 a 20 horas, y esta tecnología podría aplicarse también a cámaras digitales, teléfonos móviles, reproductores mp3 y coches eléctricos.

Las baterías de ión-Li actuales emplean un ánodo basado en el carbono, sobre el que se deposita el litio en el que se almacena la carga. Sin embargo, los ánodos fabricados con silicio pueden almacenar una cantidad de litio 10 veces superior. Hasta el momento, la mayoría de las configuraciones realizadas con silicio se degradban rápidamente con cada ciclo de recarga a causa de la expansión y contracción.

Pero ahora, empleando nanotecnología, se pueden realizar nanocables de silicio (véase foto). Los investigadores dicen que el diámetro de uno de estos cables es mil veces menor que el grosor de una hoja de papel, y mediante un proceso que acaban de patentar, logran que el lítio se almacene sobre cada uno de estos nanocables durante la operación de carga, lo cual les hace crecer un 400% sin fracturarse.

El equipo ha publicado su hallazgo en la edición online del 16 de diciembre de la revista Nature Nanotechnology.

Resumido de Stanford’s nanowire battery holds 10 times the charge of existing ones

“La Isla de Cristal”: el edificio más grande del mundo se construirá en Moscú

La línea de rascacielos de Moscú pronto contará con un nuevo edificio que atraerá todas las miradas: la Isla de Cristal, que cuando se complete, será el edificio más grande del mundo. Esta “ciudad dentro de un edificio” diseñada por Norman Foster, cuya base ocupará dos millones y medio de metros cuadrados, tendrá la forma de una montaña que se eleva hacia el cielo en espiral, y su construcción (programada para iniciarse dentro de 5 años) costará 4.000 millones de dólares.

La Isla de Cristal será el segundo proyecto faraónico de Lord Foster en la capital de Rusia, y el tercero de sus edificios con aspecto de volcán (hablamos de dos edificios montañosos que se construirán en Astana, Kazajistán). Aunque mucha gente llama a este diseño el “Árbol de Navidad” de Moscú, nosotros no podemos dejar de asociarlo al utópico (y también bastante volcánico) diseño del X-Seed 4000 para Tokyo. Sin embargo, y al contrario que con aquel proyecto imposible, Foster ya cuenta con un bagaje en la construcción de edificios, de modo que la probabilidad de que podamos ver esta impresionante torre alzándose sobre el Kremlin dentro de 5 años es alta.

Las estadísticas para el poyecto son absolutamente asombrosas: solamente el área de suelo empleado sería cuatro veces la del Pentágono en Washington DC. Su increíble estructura multiuso de 457 metros de altura dará cobijo a 900 apartamentos, 300 habitaciones de hotel, una escuela internacional para 500 estudiantes, cines, un teatro, un polideportivo y mucho más. También habra un aparcamiento subterráneo con 16.500 plazas. Los visitantes a la Isla de Cristal podrán disfrutar de una vista panorámica de Moscú dede los miradores, localizados a 300 metros de altitud sobre el suelo.

Y tal y como esperábamos de Foster y sus socios, este edificio (próximo a heredar el título del más grande del mundo) también incorporará un buen número de rasgos sostenibles en el esquema global del diseño. La fachada exterior responderá al sol e incluirá paneles solares que, asociados a turbinas eólicas, generarán electricidad para la enorme torre. La ventilación natural se conseguirá gracias a la incorporación de numerosos atrios ubicados estratégicamente. El ambiente interno incorporará también paneles dinámicos, capaces de permitir que la luz natural del día alcance a recintos ubicados en lo profundo de la estructura. Estos paneles podrán también controlarse para modificar la temperatura en el interior del edificio - cerrados en inviertno para no perder calor y abiertos en verano para permitir la ventilación natural. La gestión energética es parte integral de este proyecto, que tratará de abastecerse parcialmente a partir de fuentes renovables para reducir las emisiones de CO2.

Traducido de World’s Biggest Building Coming to Moscow: Crystal Island (por Karim para Inhabitat)

El MIT se pregunta ¿Qúe verían los ET en la Tierra?

Un equipo analiza el modo en que los astrónomos alienígenas estudiarían la Tierra

A medida que los astrónomos mejoran sus habilidades en investigación y hallazgo de planetas extrasolares, es natural que se pregunten si no habrá alguien al otro lado observándonos a nosotros. Ahora un equipo de científicos entre los que se incluye a un profesor del MIT y a un astrónomo español, han tratado de imaginar lo que esos ojos extraterrestres verían si nos observasen empleando tecnologías similares a las desarrolladas por los astrónomos terrestres.

Según sus análisis, entre otras cosas los ET podrían decir que la superficie de nuestro planeta se dividía en océanos y continentes y aprender un poquito sobre la dinámica de nuestros sistemas climáticos.

“Tal vez haya alguien observándonos ahora mismo, tratando de averiguar cuál es nuestro ritmo de rotación - es decir, la longitud de nuestro día”, comenta Sara Seager, profesora asociada de Física y profesora asociada de Ciencias Planetarias (ocupando la cátedra Ellen Swallow Richards) en el MT.

Seager, junto a Enric Pallé y sus colegas del Instituto de Astrofísica de Canarias en España, y Eric Ford (licenciado en ciencias 1999) de la Universidad de Florida, han realizado un detallado análisis de lo que los astrónomos (aquí y en otros mundos) podrían aprender de un planeta mediante observaciones muy distantes, empleando telescopios más potentes que los actualmente disponibles para los astrónomos terrestres. Su estudio, que acaba de publicarse en la edición online de la revista Astrophysical Journal, aparecerá en la edición impresa del próximo mes de abril.

La mayoría de los planetas descubiertos por los astrónomos más allá del sistema solar en realidad no han sido observados; sino que más bien se ha inferido indirectamente su presencia tras observar la influencia que ejercen en la órbita de sus estrellas madre. Pero incluso con los telescopios más avanzados que los astrónomos de la Tierra puedan planificar para su uso a lo largo de los próximos años, un planeta que orbite a otra estrella podría visualizarse simplemente como un único pixel - esto es, solo un punto de luz, sin más detalles que los del brillo y color. En comparación, la cámara de un sencillo teléfono móvil, toma fotos compuestas aproximadamente por un millón de pixels, es decir: un megapixel.

“El objetivo de nuestro proyecto era averiguar cuanta información se puede extraer” a partir de datos muy limitados, comentó Seager. La conclusión del equipo fue: a partir de un solo pixel y observando el modo en que varía a lo largo del tiempo, se puede obtener una gran cantidad de información.

La forma de analizar los datos que Seager y el resto de co-autores estudiaron, funcionaría para cualquier clase de mundo que tuviera continentes y cuerpos de agua en su superficie, además de nubes en su atmósfera, incluso aunque estos estuvieran compuestos por materiales diferentes en el mundo alienígena. Por ejemplo: mundos helados con mares de metano líquido (como los de la luna de Saturno Titán) o mundos muy calientes con océanos de silicatos candentes (es decir roca fundida), se mostrarían de forma similar a lo largo de las vastas distancias espaciales.

Sin embargo, el método depende de que las nubes cubran solo una parte de la superficie del planeta, independientemente de la composición del mundo a observar. De modo que Titán, cubierto por una capa perpetua de niebla, nos nos entregaría la respuesta al misterio de su clima o de su período de rotación, y lo mismo sucedería con el infernamente cálido Venus, que está completamente rodeado de nubes.

La clave, descubierta por los astrónomos tras estudiar los datos obtenidos por los satélites meteorológicos aquí en la Tierra, es que a pesar de que las nubes varíen de día en día, existen patrones globales que permanecen relativamente constantes asociados con la posición de las masas de tierra áridas o lluviosas. Detectar estos patrones repetitivos permitiría a los astrónomos distantes hacerse una idea del período de rotación del planeta, porque el brillo asociado con las nubes sobre un continente particular aparecería regularmente una vez al “día”, fuese cual fuese su longitud. Una vez que se determina la duración del día, entonces cualquier variación en ese periodo revelaría un clima cambiante, es decir: nubes en una ubicación diferente a la media.

Ningún telescopio que sea operativo en la actualidad es capaz de realizar las mediciones analizadas por Seager y su equipo. Pero los planificados telescopios Kepler de la NASA (primera imagen), cuyo lanzamiento se espera para el año 2009, podrían ser capaces de descubrir docenas de cientos de mundos similares a la Tierra. Después, la llegada de observatorios espaciales aún más avanzados y todavía en fase de planificación como el TPF de la NASA (segunda imagen), permitirían aumentar el nivel de aprendizaje de estos mundos, y averiguar más cosas sobre el clima, rotación e incluso sobre la composición de sus atmósferas, comentó Seager.

Este trabajo se financió parcialmente gracias a una beca de investigación concedida por el Programa Ramón y Cajal a Enric Pallé y gracias a otra beca de investigación en el Hubble concedida a Eric Ford por la NASA.

Autor: David Chandler para la oficina de prensa del MIT

Traducido de MIT, others ask ‘What would E.T. see?’

Acercándose a Europa

Europa, la luna de Júpiter, ha sido un tema de interés candente durante la última reunión anual de la Unión Geofísica Estadounidense, que tuvo lugar en San Francisco. Durante los últimos años, Europa ha recibido una atención renovada por parte de los científicos, ya que los nuevos datos manejados por estos han servido para ir aclarando sus suposiciones sobre esta intrigante luna.

Ahora existe un amplio consenso sobre el océano que Europa oculta bajo su cubierta helada, y los científicos comienzan a planificar nuevos experimentos diseñados para la obtención de más datos sobre este mundo extraño. Por ejemplo, un barrido por radar realizado por un orbitador podría decirles a los científicos si el hielo que cubre el océano es grueso o fino. Esto, a su vez, podría ayudar a planificar misiones futuras que pudieran descender sobre el planeta, atravesar la capa helada y alcanzar las profundidades de agua líquida.

Esta especie de aventura robótica parece aún demasiado lejana, pero no ha detenido a algunos investigadores, que ya han comenzado la planificación. Para ir haciendo boca sobre lo que supondría una aventura de este tipo os recomiendo que le echéis un vistazo a la parte final del documental de James Cameron “Aliens of the Deep” (adelantáos al minuto 5 del vídeo que os enlazo).

La NASA desvela los primeros detalles de la misión tripulada a Marte

Una nave de 400 toneladas de peso se ensamblará en órbita (empleando como vehículo de transporte varias lanzaderas Ares V) para una misión de 900 días hacia el planeta rojo. Estos son algunos de los detalles que han emergido del programa Constellation de misiones tripuladas a Marte de la NASA.

La nave llevaría una “tripulación mínima” a Marte en un espacio de tiempo comprendido entre 6 o 7 meses. Una vez allí, los tripulantes permanecerían 550 días sobre la superficie, según el diseño de referencia del programa (llamado architecture 5.0) que actualmente está en desarrollo.

Cada uno de los tres o cuatro cohetes Ares V empleados para poner en órbita baja los distintos módulos de la nave, necesitarían tener una capacidad de carga de 125 toneladas y usaría un carenado estructural de 10 metros.

Se enviaría a tripulantes cada 26 meses, los cuales necesitarían llevar hasta 50 toneladas de carga, emplear un método de descenso potente y aerodinámico y tomar decisiones autónomas sobre la marcha, a causa de los 40 minutos de retraso en las comunicaciones entre la Tierra y Marte.

Supuestamente, el inicio de la misión se espera para febrero del 2031. La primera tripulación sería precedida por otras misiones no tripuladas en las que se colocarían el módulo de carga y el hábitat sobre la superficie marciana. Estas misiones previas partirían de la Tierra en diciembre de 2028 y enero de 2029 respectivamente, empleando dos lanzaderas Ares V.

El módulo de carga llegaría a Marte en octubre de 2029 y el hábitat en noviembre del mismo año. El método elegido para obtener energía una vez en superficie es el nuclear. La tripulación llegaría en agosto del año 2031.

Una segunda misión de lanzamiento de otro módulo de carga y hábitat partiría de la Tierra, de nuevo a bordo de dos lanzadera Ares V, a finales del año 2030 o comienzos de 2031. Estos módulos llegarían al planeta rojo al mismo tiempo que la primera tripulación. En el primer trimestre de 2033, la segunda misión de tripulantes partiría de la Tierra para llegar a Marte en diciembre de ese mismo año, mientras que la primera tripulación abandonaría el planeta rojo en enero de 2033, tras una estancia de 17 meses, para regresar a la Tierra en septiembre.

Los detalles se incluyeron en una presentación titulada: “Permitiendo la exploración: puesto avanzado en la luna y más allá”, que tuvo lugar este mes en la reunión de grupo de análisis de exploración lunar de la NASA.

Visto en NASA manned Mars mission details emerge (Por Rob Coppinger).

Más información en Nasa outlines manned Mars vision (BBC).

Relacionada: Los 10 mayores inconvenientes para una misión tripulada a Marte.