Nuevo pez robótico que se mueve casi tan rápido como uno real

Se ha presentado públicamente un robot blando subacuático capaz de movimientos corporales rápidos. Este robot, con forma de pez, puede ejecutar una maniobra de huida, sacudiendo su cuerpo para cambiar la dirección en apenas una fracción de segundo, o casi tan rápido como podría hacerlo un pez de verdad.

Robots blandos como éste —que no sólo tienen exteriores blandos sino que también están impulsados por un flujo de fluidos a través de canales flexibles— se han convertido en un tema de investigación lo bastante popular como para que tengan ya su propia revista académica, Soft Robotics. En el primer número de esa revista es donde se ha presentado a la comunidad científica el robot descrito, una creación del equipo de la robotista Daniela Rus, directora del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) en Cambridge, Estados Unidos.

Con robots blandos, las colisiones suponen un peligro menor tanto para ellos como para el entorno. En algunos casos, puede ser en realidad ventajoso golpear contra el entorno, porque así pueden utilizar estos puntos de contacto como un medio para alcanzar el destino más rápidamente.

Pero el nuevo pez robótico fue diseñado para explorar una ventaja adicional de los robots blandos: El hecho de que el cuerpo se deforme continuamente proporciona a estas máquinas un abanico infinito de configuraciones, lo cual no se puede conseguir con robots cuyas estructuras móviles son en esencia piezas rígidas que giran gracias a bisagras. La curvatura continua del cuerpo del pez cuando se flexiona es lo que le permite cambiar de dirección tan rápido. Un robot de cuerpo rígido sería incapaz de hacerlo.

En la construcción del robot también han trabajado Andrew Marchese y Cagdas D. Onal.

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El agua no es una característica única de la Tierra

Un estudio sobre el agua en el Sistema Solar, llevado a cabo por la Universidad de Puerto Rico en Arecibo, ha señalado que el agua no es una característica única de la Tierra y que lunas como Europa o Titán —satélites de Júpiter y Saturno, respectivamente— tienen mayores cantidades de agua líquida que el planeta azul.

Concretamente, los expertos han destacado que Europa tiene el doble y Titán hasta 11 veces la cantidad de agua que poseen los océanos subsuperficiales de la Tierra.

El trabajo destaca que el agua es el compuesto más abundante en el Universo, ya que se compone del primer y el tercer elemento más abundantes, como son el hidrógeno y oxígeno, respectivamente. Lo que sí es una característica especial de la Tierra es el agua en estado líquido. En el Sistema Solar es más común verla en forma de vapor o hielo. Así, los científicos han explicado que tras la formación del Sistema Solar la mayor parte del agua terminó en los cuerpos planetarios más lejanos encerrada en forma de hielo, tanto en la superficie de los mundos como en su interior.

Por su parte, la Tierra al estar más cerca del Sol tiene poca agua, en términos relativos, y la mayoría en su superficie. "Si la Tierra es una roca húmeda, los satélites de Júpiter y Saturno son bolas de barro congelado", determinan los autores del estudio. El hielo de agua en estos satélites se distribuye de manera más uniforme a través de su interior que en cuerpos rocosos. Por el contrario, la cantidad de agua líquida en Encelado, un satélite de Saturno, y Marte son, según los científicos, demasiado grandes.
 
EUROPA PRESS

Aplicación de telemedicina para las gafas de Google

Una nueva aplicación y complementos desarrollados para las gafas de realidad aumentada de Google permiten a sus usuarios realizar pruebas de diagnóstico instantáneas e inalámbricas para diversas enfermedades y problemas de salud.

Las gafas de Google constan de una montura pero en vez de llevar lentes llevan una cámara y una pantallita para un ojo, además de otro hardware.

Con la nueva tecnología, desarrollada por el equipo de Aydogan Ozcan, de la Escuela Henry Samueli de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, dependiente de la Universidad de California en la ciudad estadounidense de Los Ángeles (UCLA), los usuarios de las gafas de Google pueden usar la cámara de manos libres del dispositivo para capturar imágenes de pruebas de diagnóstico rápido (RTD, por sus siglas en inglés), las cuales usualmente se hacen impregnando una tira especial con muestras de sangre o fluidos a analizar, que alteran el color de la tira de un modo que permite saber, por el nuevo color adquirido, la presencia de HIV, malaria, cáncer de próstata y otras enfermedades. Los usuarios pueden enviar esas imágenes a una plataforma servidor diseñada por la UCLA, sin tener que usar otros dispositivos adicionales, y recibir en tan poco tiempo como 8 segundos análisis mucho más precisos que los realizables mediante el ojo humano.

La nueva tecnología podría mejorar el seguimiento de enfermedades peligrosas, las labores de vigilancia preventiva de rutina en el campo de la salud pública, y la asistencia rápida en áreas en las que han ocurrido desastres o en zonas de cuarentena donde las herramientas médicas convencionales no estén disponibles.
 

Para enviar las imágenes de las que se quiera hacer un análisis y recibir los resultados, los usuarios de las gafas de Google sólo necesitan tomar fotos de las tiras RTD o de los componentes análogos de otros tests del tipo de los que pueden realizarse en casa por los propios pacientes, y enviar después dichas fotos inalámbricamente a través del dispositivo hacia el portal web diseñado por la UCLA. La tecnología permite una lectura cuantificada de los resultados con un nivel de sensibilidad de unas pocas partes por cada mil millones, un grado de resolución mucho mayor que la del ojo desnudo, eliminando así el posible error humano en la interpretación de los resultados, una preocupación muy justificada si el usuario es un trabajador del sistema de salud que trata de forma rutinaria con muchos tipos diferentes de pruebas analíticas.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Steve Feng, Romain Caire, Bingen Cortazar, Mehmet Turan y Andrew Wong, todos de la UCLA.

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Los parques eólicos marítimos podrían refrenar huracanes antes de su llegada a tierra firme

Una investigación indica que parques eólicos marítimos con miles de aerogeneradores situados en costas damnificadas por huracanes podrían haber refrenado la fuerza de tres huracanes que causaron graves daños. Esa acción protectora habría reducido de forma significativa los vientos y la marejada ciclónica que acompañaron a dichos huracanes, lo que habría implicado probablemente salvar vidas humanas e impedir daños materiales por valor de miles de millones de dólares.

Durante los últimos 24 años, Mark Z. Jacobson, profesor de ingeniería civil y medioambiental en la Universidad de Stanford en California, Estados Unidos, ha estado desarrollando un complejo modelo informático para estudiar la polución del aire, la energía, el tiempo y el clima. Una aplicación reciente de su modelo ha sido la simulación del desarrollo de huracanes. Otra ha sido determinar cuánta energía pueden extraer los aerogeneradores de las corrientes de viento globales.

A la luz de estos estudios recientes y ante las consecuencias dramáticas de los huracanes Sandy y Katrina, fue obvio para Jacobson preguntarse: ¿qué pasaría si un huracán se encontrara con un gran conjunto de aerogeneradores marítimos? ¿Se ralentizarían los vientos y menguaría el huracán por la extracción de energía debida al giro de las palas de las turbinas por parte de la tormenta, o las destruiría el huracán?

La pregunta no era fácil de responder. La fuerza de un huracán puede derribar construcciones muy robustas, sobre todo si están muy expuestas al viento, pero por otra parte la resistencia de las turbinas eólicas a fuertes vientos ha aumentado de manera notable en los últimos veinte años, gracias a desarrollos clave en su diseño impulsados por instituciones como por ejemplo el Departamento de Tecnología de Energía Eólica en los Laboratorios Nacionales estadounidenses de Sandía (SNL), o el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) en el mismo país, y a expertos como Paul Veers, que fue director del citado departamento y que ahora es ingeniero jefe del Centro Nacional de Tecnología Eólica del NREL.

No es fácil robustecer las turbinas eólicas marítimas, pero se vienen registrando mejoras en este campo desde hace años. Fabricar palas de turbina más fuertes, recurriendo a avances en ciencia de los materiales, es una vía muy interesante, sobre la cual los redactores de NCYT de Amazings ya escribimos un artículo (http://www.amazings.com/ciencia/noticias/300903a.html) publicado el 30 de septiembre de 2003 y en el que también hablamos sobre Paul Veers y su ya entonces destacada labor al frente del citado Departamento de Tecnología de Energía Eólica de los Laboratorios Nacionales de Sandía.

En el nuevo estudio, Jacobson, a fin de poder responder a esa pregunta crucial de si una cantidad lo bastante grande de turbinas eólicas marinas podría refrenar un huracán sin que éste las arrollase, amplió su modelo digital y ejecutó simulaciones sobre lo podría pasar si un huracán se encontrase con un enorme parque eólico abarcando muchos kilómetros frente a la costa y dispuesto a lo largo del perímetro de ésta. Sorprendentemente, descubrió que los aerogeneradores podrían alterar lo bastante al huracán como para reducir las velocidades máximas del viento tanto como 148 kilómetros por hora (92 mph) y reducir la marejada ciclónica en hasta un 79 por ciento.

En la investigación, para la cual Jacobson contó con la ayuda de Cristina Archer y Willett Kempton de la Universidad de Delaware en Estados Unidos, se simularon tres huracanes: el Sandy y el Isaac, que golpearon Nueva York y Nueva Orleans, respectivamente, en 2012; y el Katrina, que devastó Nueva Orleans en 2005.

En el caso del Katrina, el modelo de Jacobson reveló que un parque eólico de 78.000 aerogeneradores frente a la costa de Nueva Orleans habría debilitado de forma significativa el huracán mucho antes de que tocara tierra.

En el modelo por ordenador, para cuando el huracán Katrina alcanzase tierra, las velocidades del viento simuladas habrían perdido entre 129 y 158 kilómetros por hora (80-98 millas por hora) y la marejada ciclónica se habría reducido hasta en un 79 por ciento.

Para el huracán Sandy, el modelo proyectó una reducción de la velocidad del viento de entre 35 y 39 metros por segundo (entre 78 y 87 mph) y tanto como un 34 por ciento de reducción de la marejada ciclónica.

Aunque la instalación de tantas turbinas eólicas marítimas sería muy cara, también lo es el costo de los daños materiales que provoca un huracán, por no hablar del alto riesgo de víctimas mortales si no se evacua a tiempo la zona amenazada. Por otro lado, estos inmensos parques eólicos también suministrarían una cantidad ingente de electricidad, que permitiría rentabilizar las inversiones, y además reducir las emisiones de dióxido de carbono y sustancias contaminantes de las centrales eléctricas alimentadas por energías sucias.

Una opción alternativa de protección, la de construir grandes rompeolas, podría detener una marejada ciclónica, pero según el análisis del equipo de Jacobson, no reducirían la velocidad del viento de forma sustancial. Además, fortificar de este modo el litoral tendría unos costos de construcción también caros.

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Mejora espectacular de la conversión de calor en electricidad

Se ha logrado dar con un modo de mejorar radicalmente los materiales termoeléctricos, un hallazgo que podría conducir algún día al desarrollo de mejores paneles solares, aparatos de refrigeración con mayor eficiencia energética, e incluso la creación de nuevos dispositivos capaces de convertir en electricidad adicional la enorme cantidad de calor desperdiciado en las centrales eléctricas.

La nueva tecnología, basada en construir un conjunto de columnas nanométricas encima de una lámina de material termoeléctrico, representa una forma del todo nueva de abordar un problema centenario.

El efecto termoeléctrico, descubierto en el siglo XIX, consiste en la capacidad de generar una corriente eléctrica a partir de una diferencia de temperatura entre un lado de un material y el otro. Y, a la inversa, la aplicación de un voltaje eléctrico a un material termoeléctrico puede causar que un lado del material se caliente, mientras que el otro se mantiene frío, o, alternativamente, que un lado se enfríe mientras que el otro permanece caliente.

Se han empleado dispositivos que incorporan materiales termoeléctricos de las dos formas: para crear electricidad a partir de una fuente de calor, como el Sol, por ejemplo, o para enfriar instrumentos de precisión consumiendo electricidad.

Sin embargo, el uso amplio de materiales termoeléctricos se ha visto dificultado por un problema fundamental que ha mantenido ocupados a los científicos durante décadas. Los materiales que permiten a la electricidad fluir a través de ellos también hacen lo mismo con el calor. Esto significa que en cuanto una diferencia de temperatura crea un potencial eléctrico, esta diferencia empieza a disiparse, debilitando la corriente que creó.

Hasta los años 90, los científicos se enfrentaron a este problema buscando materiales con propiedades intrínsecas que permitían a la electricidad fluir más fácilmente que el calor.

La entrada en escena de la nanotecnología abrió nuevas oportunidades.

Utilizando nanotecnología, los físicos de materiales empezaron a crear barreras en materiales termoeléctricos, como agujeros o partículas, que impedían el paso del flujo de calor más que el del flujo de electricidad. Pero incluso en el mejor de los casos, el flujo de electrones, que transportan la energía eléctrica, también se veía enlentecido.

Ahora, el equipo de Mahmoud Hussein y Bruce Davis, de la Universidad de Colorado en la ciudad estadounidense de Boulder, ha demostrado que se podría usar la nanotecnología de una forma totalmente diferente para enlentecer la transferencia de calor sin afectar al movimiento de los electrones.
 

El nuevo concepto implica construir una celosía de pilares a escala nanométrica sobre una hoja de material termoeléctrico, como el silicio, para formar lo que los autores de la investigación definen como metamaterial nanofónico. El calor es transportado a través del material como un tipo de vibraciones de lo que se conoce como fonones. Los átomos que forman los pilares en miniatura también vibran en diversas frecuencias. Davis y Hussein utilizaron un modelo informático para mostrar que las vibraciones de los pilares interactuarían con las de los fonones, enlenteciendo el flujo de calor. No se espera que las vibraciones de los pilares afecten a la corriente eléctrica.

El equipo de investigación estima que los pilares a nanoescala podrían reducir a la mitad el flujo de calor a través de un material, pero la reducción podría ser significativamente mayor porque los cálculos se hicieron de manera muy conservadora, según explica Hussein.

Si, tal como parece, ésta es una vía práctica de mejorar considerablemente la conversión de energía termoeléctrica, habrá todo tipo de importantes aplicaciones prácticas. Entre ellas, se incluye la recaptura del calor residual emitido por todo tipo de equipamientos, desde ordenadores de sobremesa a centrales eléctricas, y convertir ese calor en electricidad. Sistemas termoeléctricos mejores podrían asimismo mejorar grandemente la eficiencia de los paneles solares y de los dispositivos de refrigeración.

El próximo paso para Hussein es entablar colaboraciones con colegas del departamento de física de su universidad y de otras instituciones para fabricar los pilares, a fin de que la idea pueda ser ensayada en el laboratorio.

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Un laboratorio de EE UU alcanza un nuevo hito en la fusión nuclear

La fusión nuclear, la misma que activa a las estrellas, podría ser la fuente de energía ilimitada y barata del futuro, pero para ello las centrales de este tipo (distintas a las actuales de fisión nuclear) tendrían que generar más energía de la que consumen.

Esto todavía no se ha conseguido, pero en la instalación National Ignition Facility (NIF) del Lawrence Livermore National Laboratory de EE UU han dado un nuevo paso. Por primera vez han logrado en una reacción de fusión liberar más energía que la que absorbe el combustible utilizado (de deuterio-tritio, dos isótopos del hidrógeno).

De momento han conseguido esta ‘ganancia’ a nivel del combustible, según publican en la revista Nature, pero el gran reto es obtenerla para todo el sistema, de tal forma que la energía total que entre sea superada por la producida.

"Realmente es emocionante ver cómo de forma sostenida aumenta la contribución a la producción del proceso, aunque queda trabajo por hacer y problemas de física que necesitan ser abordados antes de que lleguemos al final", comenta el primer autor del trabajo, Omar Hurricane. 

Para realizar este experimento se ha empleado el método del confinamiento inercial –a diferencia de otras instituciones, como el ITER, donde se opta por el confinamiento magnético–. En esta técnica los científicos estadounidenses emplean 192 láseres para calentar y comprimir las pequeñas pastillas de combustible, hasta que implosionan.

De esta forma se genera el plasma y la energía, y en esta ocasión el rendimiento de las reacciones ha sido alrededor de diez veces superior al conseguido en otros experimentos anteriores. (Fuente: SINC)
 

El nuevo robot humanoide REEM-C

La empresa PAL Robotics ha presentado su nuevo robot bípedo humanoide REEM-C. Del tamaño de una persona adulta, con 1,65 metros de altura y 80 kilos de peso, es capaz de levantar y transportar hasta 10 kilos, lo que lo convierte en el más robusto de su categoría.

El robot reconoce el entorno en el que se encuentra, a las personas que lo rodean y objetos a su alcance. Puede permanecer operativo durante 6h y en completo movimiento durante 3h gracias a su sistema de baterías. Su software está completamente basado en ROS (Robot Operating System), el framework que ha revolucionado el mundo de la robótica simplificando la programación de los robots y la colaboración entre los investigadores.

REEM-C es un producto que se ha desarrollado para promover y colaborar en el campo de la investigación científica enfocada en la robótica, convirtiéndose así en una plataforma de investigación y desarrollo tanto para universidades como para laboratorios. Sus características técnicas (capacidad de manipular objetos, reconocimiento de voz, e interacción con los humanos) y su sofisticado y atractivo diseño, le permiten realizar además actividades de tipo educacional y de entretenimiento.

Cabe resaltar que el REEM-C es uno de los pocos robots bípedos humanoides de estas características que se comercializan hoy en día en el mercado de la robótica mundial.

PAL Robotics es una empresa de robótica de I + D con un equipo internacional con sede en Barcelona (España), vinculado a “PAL Group” de los Emiratos Árabes Unidos. El origen de la empresa se remonta a 2004, cuando cuatro ingenieros comenzaron a desarrollar su primer robot humanoide REEM-A, capaz de caminar y jugar al ajedrez.

Después del REEM-A la empresa desarrolló un segundo robot humanoide bípedo llamado REEM-B, que recibió el reconocimiento mundial como uno de los robots humanoides más avanzados. Respaldado por el éxito de los prototipos anteriores, PAL Robotics comenzó la comercialización del REEM-H, una plataforma de investigación y robot de servicio a la vez, para trabajar como guía y recepcionista en centros comerciales, centros de exposiciones, museos, aeropuertos, etc. (Fuente: PAL Robotics)

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