tecnologias emergentes
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Tópicos Selectos de T.I. Cristopher Yohani Esquivel Pinal
Edgar Eduardo Renovato Contreras
03/09/2015
La llegada de los coches de hidrógeno
Considerados como la eterna promesa dentro del sector del automóvil, los coches
de hidrógeno podrían llegar en 2015 con precios en torno a los 70.000 dólares.
Estos vehículos no liberan sustancias nocivas por los tubos de escape, por lo que
se consideran menos contaminantes que los coches diésel y gasolina.
En el mercado ya hay algunos
prototipos, como el Mirai de Toyota o el Tucson Fuel Cell de Hyundai. La recarga
de la pila de hidrógeno se realiza en cuestión de minutos, presentando una
duración para 650 kilómetros. Su atractivo plantea también otro desafío: el
desarrollo económico de hidrógeno a escala industrial.
La producción a partir de combustibles fósiles no es sostenible desde el punto de
vista ambiental, por lo que se necesitan buscar alternativas eficientes que no
comprometan el cuidado de la naturaleza. Ése tal vez sea el reto principal del
primer avance en nuestra lista de tecnologías emergentes.
La Revolución del Hidrógeno
Poco a poco los fabricantes de automóviles van tomando conciencia sobre la
contaminación ambiental y es por ello que día a día vemos más vehículos
impulsados con energías alternativas y menos contaminantes.
Los fabricantes de automóviles han empezado la carrera más importante de los
últimos 50 años, la que otorgará mayor gloria al primero en llegar. ¿Quién
encontrará la mejor solución para prescindir del petróleo?
Existen dos tipos de motores que emplean hidrógeno, los motores de combustión,
que lo utilizan como si fuera gasolina, es decir, lo queman en un motor de
explosión, y los motores de conversión de pila de combustible, que utilizan el
hidrógeno para producir electricidad.
Los coches de hidrógeno utilizan generalmente este gas (H2) incoloro, inodoro,
insípido, no metálico y altamente inflamable. En uno de estos dos métodos:
En la combustión, el hidrógeno se quema en un motor de explosión, de la misma
forma que la gasolina. Para obtener el Hidrógeno que luego se introducirá en las
células, se ha de llevar a cabo un proceso de electrólisis Las células de hidrógeno
son bastante caras de producir, necesitan ser muy resistentes para soportar las
altas presiones a las que hay que almacenar el hidrógeno, además los
catalizadores que se emplean en la reacción química se fabrican con materiales
caros. Pese a sus inconvenientes, la propulsión mediante hidrógeno se perfila
como una de las grandes apuestas para el futuro de la automoción.
Componentes Coches Hidrógeno:
Tanque de hidrógeno: almacena el hidrógeno líquido a 700 bares de presión y 253
grados bajo cero. Los principales problemas que se deben resolver son tanto la
seguridad del depósito como su peso.
Células de combustible: una caja que reúne hasta 400 unidades. Otro de los retos
de esta tecnología, mejorar el rendimiento y reducir el número y peso de las
células.
Batería: almacena la electricidad de las células de combustible y la que se genera
en el frenado del vehículo. Se utiliza para los sistemas eléctricos y electrónicos del
vehículo: luces, radio, etc.
Unidad de control de energía: sistema electrónico que gestiona la producción y
consumo de energía según las necesidades.
Motores eléctricos: Puede ser uno central o uno en cada rueda. Son los únicos
elementos mecánicos.
El núcleo de la pila de combustible es el PEM (Polymer Electrolyte Membrane) un
“sándwich” formado por una membrana situada entre un ánodo (electrodo
negativo) y un cátodo (electrodo positivo) hechos de carbono y platino. La
membrana permite el paso de protones, pero no de electrones.
El PEM se encuentra a su vez insertado entre dos pletinas acanaladas. Por una de
ellas llega el hidrógeno hasta el ánodo, produciéndose una reacción que separa
los protones y electrones del gas. Los primeros pueden atravesar la membrana
hasta el cátodo.
No así los electrones, que tienen que “dar un rodeo” por la propia pletina externa
hasta alcanzar el polo positivo generando así la corriente eléctrica.
Por la otra parte de la pletina circula el oxígeno llegando hasta el cátodo. Las
moléculas de oxígeno se encuentran allí con los protones de hidrógeno que han
atravesado la membrana y los electrones que han llegado a través de la pletina.
El cátodo produce la reacción química que une las moléculas de hidrógeno y
oxígeno con sus electrones generando agua y calor.
Motor de hidrógeno
El uso del hidrógeno es el método más limpio que se conoce, puesto que no
produce ningún residuo, aparte de vapor de agua, que es inocuo. El mecanismo
es relativamente sencillo: en una membrana especial se ponen en contacto el
hidrógeno y el aire ambiental. La mezcla genera una reacción eléctrica que se
canaliza hacia el motor y las baterías.
Lo complicado es embarcar el hidrógeno en los coches, puesto que hace falta
bastante cantidad y, lo que es peor, es un elemento altamente inestable. Algunas
investigaciones apuestan por embarcarlo a presión, en estado líquido o gaseoso,
pero hacen falta depósitos muy pesados para evitar que se evapore.
Otros apuestan por depósitos que llevan dentro una especie de malla metálica que
“atrapa” el hidrógeno y lo libera poco. Por último, la tendencia con más
posibilidades de imponerse, es el reformado de hidrocarburos. Consiste en llevar
en el coche gasolina o cualquier otro derivado del petróleo y hacerlo pasar por un
dispositivo que separa el hidrógeno del resto de elementos del líquido en cuestión.
Es un poco más contaminante, pero también muy limpio.
Vehículos de combustibles y tecnologías alternativas
1. Los coches híbridos tienen un motor de combustión interna y un motor eléctrico.
El motor térmico se detiene en las paradas del vehículo y la eléctrica ayuda al
térmico e los arranques y aceleraciones. Tienen freno regenerativo, que
aprovecha la energía de frenada para producir electricidad, y baterías
acumuladoras.
2. La pila de combustible es un sistema electroquímico que transforma la energía
química en energía eléctrica y vapor de agua. Este concepto ofrece ventajas
sustanciales sobre la tecnología clásica de combustión, no solamente por el
aumento de la eficiencia (que puede ser superior en más de un 20%) sino porque
cuando se utiliza el hidrógeno como combustible la única emisión producida es
vapor de agua.
3. Los coches eléctricos están alimentados por baterías y no producen emisiones
contaminantes en el punto de utilización, siendo además muy silenciosos.
La nueva generación de robots
La robótica es otro de los campos considerados por los expertos del World
Economic Forum. Según su estudio, los nuevos robots dejarán el ámbito industrial
para mejorar sectores como la agricultura o la biomedicina. Con este objetivo,
incorporarán avances como la tecnología del GPS o el diseño inspirado en
estructuras biológicas para incrementar su precisión y flexibilidad.
a hay robots que barren, aspiran y friegan suelos. Pero hay otras tareas que los
robots de esta clase no pueden realizar. Se trata de labores que son ordinarias
pero que resultan un incordio, como ordenar un cuarto desordenado, montar una
estantería de las que se venden desmontadas o llevarle algún utensilio a un
familiar a quien le resulta dificultoso ir a recogerlo al cuarto donde está guardado.
Ashutosh Saxena está trabajando para llevar esos robots del campo teórico a la
realidad en hogares y oficinas. Él dirige el Laboratorio de Robótica Personal de la
Universidad Cornell, el cual desarrolla software para robótica compleja de alto
nivel. Entre los objetivos del laboratorio está el de programar robots que puedan
adecentar una habitación desordenada, montar esa estantería, traer los objetos
deseados de un cuarto a otro, y hasta cargar y descargar un lavavajillas, sin
intervención humana alguna.
Saxena, quien dirige el grupo especializado en manipulación robótica de objetos
en el proyecto STAIR (por las siglas en inglés de Stanford Artificial Intelligence
Robot), en la Universidad de Stanford, ha investigado cómo hacer que los robots
perciban información útil en entornos desordenados y desconocidos. Su trabajo
también ha permitido que los robots estimen la profundidad a partir de una sola
imagen.
Plásticos que pueden ser reciclados
Un termoplástico es un tipo de plástico que se vuelve deformable o flexible a
temperaturas relativamente altas. Esta capacidad, sin embargo, va perdiéndose si
se funde y moldea varias veces. Y aunque son sumamente utilizados en
numerosas aplicaciones de nuestro día a día, no pueden ser reciclados.
Hasta ahora. Una investigación publicada en Science en 2014 anunciaba el
descubrimiento de la polihexahidrotriazina, un nuevo polímero reciclable y
ultrarresistente. Sus propiedades, entre las que destacan la resistencia, la rigidez
o la dureza, hacen de este plástico un material interesante para ser aprovechado a
nivel industrial.
Hay siete tipos diferentes de plástico que son productos derivados del petróleo y
han sido identificados por la Sociedad Americana de la Industria del Plástico:
1. PET o PETE (tereftalato de polietileno). Este es uno de los plásticos reciclados
con más frecuencia por los consumidores. Incluyen algunas botellas de refrescos,
botellas de agua de plástico, tarros de mantequilla, envolturas de plástico y
botellas de aderezo para ensaladas.
2. HDPE (polietileno de alta densidad). Este tipo de plástico reciclable es también
con frecuencia reciclado por los consumidores. Los plásticos incluidos en esta
categoría incluyen algunos cartones de leche de plástico, botellas de jugo, botellas
de champú y envases de detergente líquido.
3. PVC (policloruro de vinilo). Este tipo de plástico reciclable es menos aceptado
en los centros de reciclaje local. Se encuentra en una serie de paquetes de
alimentos, envases de detergente líquido, y muchas aplicaciones incluyendo la
construcción de los conos de tráfico.
4. LDPE (Polietileno de baja densidad). Este tipo de plástico reciclable, se utiliza
en algunos empaques de pan y bolsas de comida congelada, botes de basura y
bolsas de basura.
5. PP (Polipropileno). Un plástico de uso común en la industria del automóvil y la
construcción, son plásticos que también son reciclables e incluyen algunas
cubiertas para baterías de automóvil, embudos de petróleo y pajitas de plástico
para beber.
6. PS (Poliestireno). También un tipo poco común de plástico reciclable, este tipo
de plástico incluye empaques de espumas, cubiertos de plástico, protección para
el embalaje de productos electrónicos y juguetes.
7. Otros. Algunos tipos de plástico no se pueden reciclar, ya que comúnmente se
hacen con una combinación de los últimos seis tipos de plástico, o con un tipo de
plástico que no esté dentro de los seis anteriores. Aquí se incluye el plástico
reciclables de las botellas reutilizables de galón de agua.
La ingeniería genética más precisa
Otra de las tecnologías emergentes, de acuerdo al panel de expertos, está
relacionada con la ingeniería genética. La llegada del sistema CRISPR-Cas9 y
otros avances (como ZFNs o TALENS) permite la modificación genética a la carta
de una manera más precisa, rápida y segura.
Este adelanto de la biología molecular presenta nuevas e interesantes
aplicaciones, como la cura de enfermedades mediante la edición del genoma o el
desarrollo de mejores modelos para estudiar procesos patológicos. Un avance
que, curiosamente, nació en un yogur, pero que podría revolucionar campos como
la salud, el medio ambiente o la minería.
Investigadores de la Universidad de Minnesota descubrieron nuevos métodos para
modificar los genes de animales (principalmente los de crianza con fines
alimenticios). Sin embargo esto también permitirá aprender sobre diversas
dolencias que aquejan a los seres humanos.
Ingeniería-genética-más-precisa
Esta nueva técnica, llamada TALENs es más económica y veloz que las usadas
con anterioridad. De hecho el adelanto es tan grande que se ha usado ya para
desarrollar una especie de cerdo inmune a la diabetes de la raza Ossabaw Island.
El científico Scott C. Fahrenkrug, junto a sus compañeros, han creado un cerdo
transgénico modelo para resistir la hipercolesterolemia. Ha sido necesaria la
utilización de células fibrobastas primarias de otros cerdos enanos que han sido
modificadas para producir células portadoras del gen receptor, que han sido
utilizadas como donadoras de núcleo para obtener cerdos modificados
genéticamente por clonación.
Este revolucionario proceso también puede ser utilizado para cambiar o modificar
rasgos particulares en animales de granja. Con esta técnica es posible producir
una rotura en la doble hebra del ADN (Ácido Desoxirribonucleico). De esta
manera, es posible sustituir de forma específica un gen propio de un genoma por
una secuencia alterada o no funcional y crear organismos transgénicos y/o
organismos recombinados homólogamente.
INGENIERÍA 2
Los resultados son claros, este método es absolutamente eficiente comparado con
los utilizados anteriormente. De los dieciocho cerdos clonados ocho contenían
mutaciones monoalélicas y diez contenían modificaciones en los dos alelos del
gen LDLR.
La investigación contó con el apoyo del Texas A & M, del Instituto Roslin de la
Universidad de Edimburgo y de Recombinetics (empresa comercial dedicada a
vender y patentar las técnicas creadas por los equipos de la Universidad de
Minnesota).
Fabricación aditiva… o la revolución en 3D
En este listado de tecnologías emergentes no podía faltar la impresión 3D.
Tradicionalmente, la industria había fabricado bienes y productos de una forma
directa: escoger un material, separarlo en capaz o trozos y a partir de ahí producir
la pieza escogida.
La llegada de las impresoras en 3D permite cambiar la manufactura convencional.
A partir de ahora podemos fabricar diferentes elementos y unir dichas piezas para
fabricar un determinado producto. La innovación disruptiva que supone la
impresión tridimensional es, sin duda, clave para entender la revolución
tecnológica de la próxima década.
Europa quiere eliminar la dependencia de terceros países en la fabricación de
algunas piezas de productos, y para series cortas. Por eso ha vuelto la cara a la
fabricación aditiva, una forma barata y sofisticada de hacer productos que supera
todas las barreras. Sus defensores aseguran que provocará la tercera revolución
industrial, y abrirá las puertas a nuevos modelos de negocio. Con fabricación
aditiva se puede hacer desde un martillo de una sola pieza hasta la pieza de forma
más sofisticada para un avión.
Empresas del sector aeronáutico como Airbus o Boeing, empiezan a utilizar esta
tecnología. Airbus realiza con ellas piezas personalizadas, y Boeing la emplea
para aligerar piezas de motores. Ambas tienen centros de I+D de fabricación
aditiva. También se empieza a utilizar en medicina, el instituto alemán Franhoufer
ha hecho una pierna biónica capaz de funcionar como las del ser humano.
Algunas empresas españolas realizan con fabricación aditiva moldes de forma
rápida y barata para fábricas que hagan series de grandes tiradas. Se empieza a
utilizar para hacer implantes dentales.
Según el informe Wohlers 2012, el mercado de la fabricación aditiva creció en
2011 un 29.4% hasta los 1.325 millones de dólares en todo el mundo,
comprendiendo los productos y servicios asociados a la tecnología. Este informe
pronostica un crecimiento del sector de hasta 3.700 millones de dólares en 2015 y
de 6.500 millones de dólares en 2019. Otros expertos multiplican hasta por nueve
estas cifras en sus pronósticos.
Boston Consulting estima que, en 2020, del 10 al 30% de los productos que USA
importa de China en áreas como el transporte, los materiales o la fabricación de
maquinaria en metal, podría hacerse en USA por fabricación aditiva.
La fabricación aditiva será una de las tecnologías utilizadas en las fábricas del
futuro. Estados Unidos y Europa acometen proyectos sobre otras formas de
producción capaces de frenar la deslocalización industrial, y servir a un
consumidor muy exigente. “Estamos desarrollando la tecnología, dentro del
Programa Marco Manufuture, para hacer minifábricas muy flexibles que podrán
trasladarse acorde a la demanda. Las veremos en la próxima década para hacer
productos de alto valor añadido en cualquier sector, zapatería, automoción o
aeronáutica”, cuenta Lorenzo Vallés, jefe de unidad de Nuevas Formas de
Producción en la DG Innovación de la UE.
Serán fábricas de bolsillo muy flexibles que irán por el camino de robots modulares
adaptables a series cortas o de máquinas de fabricación aditiva (fabricación en
capas sumando polvo de los materiales del producto) para hacer productos únicos
y de alto valor añadido. Las grandes tiradas de productos económicos se seguirán
haciendo en China
Las nuevas tecnologías para digitalizar el proceso fabril, el único que quedaba por
hacerlo, proceden de la aplicada a las antiguas máquinas para hacer prototipos.
Con la fabricación aditiva desaparece el antiguo concepto fabril de moldear
materiales o hacer máquinas para fabricar piezas concretas. Una máquina de
fabricación aditiva 3D puede hacer cualquier pieza que le indique el software de
diseño, cogiendo el polvo del material que necesite. Lo va depositando en capas
con la forma determinada por el software, superando las limitaciones espaciales.
Ahora solo se fabrica con un material pero en el futuro se podrá coger diversos
polvos para fabricar piezas de varios materiales. Ya se trabaja en el desarrollo de
estas máquinas multimateriales.
La inteligencia artificial llega a tu coche
Vehículos autónomos, reconocimiento de voz en el smartphone o drones que
vuelan por sí solos. ¿Te suenan estos avances? Son producto de la investigación
en inteligencia artificial, un campo puntero según los expertos. Estos sistemas son
capaces de percibir y responder ante los cambios del ambiente, un paso enorme
en relación al software tradicional.
Al igual que ocurre con los nuevos robots, los avances en IA nos permitirán
mejoras significativas en nuestro día a día. Por ejemplo, se cree que los vehículos
autónomos reducirán el número de accidentes de tráfico o que las máquinas
inteligentes podrán conplementar el trabajo de los profesionales en el diagnóstico
médico. Asombroso, ¿verdad?
Estos no son muy conocidos para el gran público, aunque durante los
últimos meses se está hablando bastante de ello a raíz de diversas
investigaciones que se están llevando a cabo. Sin embargo en una menor
medida hace tiempo que existen vehículos que son autónomos y que
funcionan con normalidad.
Por ejemplo desde hace un tiempo hay unos pequeños vehículos en las
fábricas que se encargan de transportar determinadas piezas de un lugar a
otro. Estos funcionan solos, comúnmente guiados por sensores situados en
el pavimento de la fábrica. No se trata de un simple raíl por el cual estos
robots se mueven, sino que dentro de los limites tienen una libertad casi
completa y a pesar de esto no se produce choques entre ellos, debido a
otros sensores que llevan y que detectan si en su camino hay algún
obstáculo, ya sea otro vehículo o una persona. Y en caso de que así sea, se
paran.
Pero podríamos decir que esto es un juego de niños si lo comparamos con
la gran hazaña que supondría tener un coche completamente autónomo
circulando por nuestras calles, con miles de coches a su alrededor y
enfrentándose a todos los imprevistos que pueden surgir en una conducción
diaria. Como es conocido por todos existen diversos proyectos que tienen
dicho objetivo, lo más populares son el que está llevando a cabo Google o
el de la Universidad Libre de Berlin.
Ambos proyectos han tenido buenos resultados interesantes durante los
últimos meses y de hecho han sido capaces de realidad pruebas en
entornos reales, aunque también ha habido algún que otro percance, cómo
el accidente que tuvo uno de los coches de la compañía estadounidense,
aunque poco después informaron que este se debió a un fallo humano.
Cómo funciona un coche autónomo
Cada uno de los investigadores de este campo han tomado sus propios
caminos pero hay elementos en común en todos los proyectos, decir cómo
funciona un vehículo que se conduce sólo a estas alturas es algo que solo
conocen unos pocos, pero si sabemos algunos de los elementos comunes
de estos coches, como los que han usado en el Volkswagen de la
Universidad Libre de Berlin. Los elementos con los que cuenta son los
siguientes:
GPS: una tecnología que todos conocemos y que muchos utilizamos.
En este tipo de vehículos serán utilizados de forma muy profunda y han
de ser capaces de dar un rendimiento muy bueno, siendo posible
obtener la posición del coche con una precisión de 30 centímetros. Este
sistema será, como lo es hoy en día para muchos de los conductores,
el que indique al coche por donde tiene que ir para llegar a su destino.
Radares: el coche también lleva incorporado una serie de radares los
cuales están situados en diferentes posiciones estrategias por el
exterior del vehículo, lo normal es que estén situadas en el frontal del
vehículo. Estos radares tienen como objetivo detectar obstáculos que
pueda haber en el trayecto del coche, los cuales son detectados
estando a cien metros o más del vehículo.
Cámaras: situada en la parte superior de la luna delantera del coche
hay una serie de cámaras ópticas que se encargan de identificar las
señales de tráficos y las marcas que hay en la carretera.
Lidar: es un radar que está situado en la parte más alta del coche y que
tiene va girando a diez revoluciones por minuto. Su alcance es de 100
metros y tiene como objetivo el de dibujar el entorno en el que se
encuentra el coche. ¿Cómo funciona? Se manda un haz laser que
después de rebotar procesa la información la cual será interpretada por
los procesadores.
Procesamiento: toda la información captada por los anteriores
elementos han de ser procesados de forma rápida, para obtener una
respuesta rápida que permita al coche realizar la acción en el menor
tiempo posible. Según algunos estudios el tiempo de reacción media de
algunas personas para accionar los frenos es de algo menos de dos
segundos, mientras que el de un vehículo autónomo es de tan solo 3
décimas de segundo. Todo ello gracias a la capacidad de
procesamiento que llevan estos vehículos en su interior con unos siete
procesadores de doble núcleo cifra que sube hasta 17 en algunos
casos.
Los drones vuelan alto
Los vehículos aéreos no tripulados también son considerados en esta lista de
tecnologías emergentes. Sus aplicaciones en emergencias sanitarias o en
agricultura de precisión podrían incrementarse con la llegada de los drones
autónomos.
De acuerdo al World Economic Forum,
si consiguiéramos que volaran de forma autónoma y no colisionaran, los drones
también podrían utilizarse allí donde el ser humano no llega. Destacan, por
ejemplo, su potencial uso en la revisión de líneas eléctricas, en el envío de
productos médicos en emergencias humanitarias o la monitorización a gran escala
de las cosechas.
Los drones están pasando de ser "aparatitos" de aeromodelismo a potentes
maquinas voladoras autónomas que avanzan más rápido que las regulaciones y la
capacidad de las autoridades de controlar un denso tráfico que puede provocar
accidentes.
Según datos de la Administración Federal de Aviación de EEUU (FAA), los casos
en los que pilotos han denunciado riesgo de colisión con un dron (en la mayoría de
los casos cuadricópteros caseros) se multiplicó el mes pasado por cuatro, y por
ocho en junio comparado con los respectivos meses de 2014.
Los pilotos han llegado a ver drones volando a alturas de hasta 3.000 metros, algo
que ha elevado la preocupación de las autoridades de aviación civil, que intentar
regular este tipo de aparatos tanto entre aficionados como en una industria
emergente.
La FAA está enfrascada en una campaña, "Know before you fly" ("Conoce antes
de volar"), para alertar de los potenciales problemas que causan los drones, que
pueden ser construidos en casa y convertidos en sofisticados artilugios voladoros
con un presupuesto de unos 600 dólares.
El mes pasado en California algunos helicópteros de extinción de incendios se
vieron obligados a suspender sus operaciones debido al sobrevuelo cercano de
drones y, recientemente, varios aviones de pasajeros que se aproximaban a
aeropuertos de Nueva York avistaron peligrosamente cerca estos aparatos de
hélice.
"Operar drones cerca de aviones o helicópteros es peligroso e ilegal. Operadores
no autorizados están sujetos a duras multas y procesos penales, incluida la
cárcel", advertía este mes la FAA.
Los cuadricópteros, que comenzaron a popularizarse para recreación, se han
convertido ya en un sector en sólido crecimiento, con un inmenso potencial y un
abanico interminable de aplicaciones, desde la agricultura hasta la ayuda en
emergencias.
La industria de drones es la que más rápido se ha puesto manos a la obra para
que los operadores de esos aviones no tripulados, profesionales o aficionados,
conozcan dónde se puede volar y dónde no.
La empresa Airmap ha creado una aplicación para poder ver en tiempo real qué
zonas no están sujetas a limitaciones al sobrevuelo, mientras la asociación de la
industria de vuelo sin piloto AUVSI ha elaborado un manual con consejos para
evitar problemas con los reguladores.
Las tensiones entre desconocimiento de las leyes y ausencia de normas claras
son los síntomas de las primeras fases del nacimiento de un nuevo sector
industrial, que en el futuro permitirá la fumigación de plantaciones de manera
totalmente automática o el envío de paquetería con drones de hasta ocho rotores
robotizados.
Una vez más el desarrollo tecnológico parece ir más rápido que la capacidad del
Gobierno para regular y, solo en febrero de este año, la FAA emitió una primera
propuesta para reglamentar el vuelo de pequeños aparatos sin piloto.
Una de las normas que más ha incomodado a la industria es la necesidad de que
el operador tenga que tener en todo momento el aparato a la vista, algo que la
FAA está reconsiderando, ya que es un requerimiento que acabaría con la
posibilidad del vuelo de drones autómatas, en los que los inversores ven el futuro.
El gigante del comercio por internet Amazon, que en diciembre dejó a la industria
de la paquetería boquiabierta al proponer realizar envíos con drones guiados por
GPS, propuso el mes pasado en una conferencia de la NASA su concepto de un
nuevo espacio aéreo.
Hasta los 60 metros, el tráfico de drones deberá tener límites de velocidad claros,
mientras que entre los 60 y los 120 metros se podrán operar drones avanzados a
altas velocidades, con una zona de exclusión aérea entre los 120 y 150 metros y
cerca de puntos sensibles como aeropuertos, según la multinacional.
La Asociación de Electrónica de Consumo (CEA) considera que 2015 marcará un
punto de inflexión para el futuro de la industria de drones, que adquirirá un valor
estimado de 105 millones de dólares este año, un 52 % más que en 2014.
Ordenadores que imiten al cerebro humano
“Ningún supercomputador actual puede llegar a rivalizar con lo sofisticado que es
nuestro cerebro”, señalan los expertos. Cuando todavía la ciencia trabaja por
conocer mejor cómo funciona nuestra mente, a través de iniciativas como
elHuman Brain Project, la informática aspira a parecerse algún día a la máquina
que tenemos por cerebro.
Una de las líneas de trabajo se basa en la miniaturización de los dispositivos
electrónicos que emplea la industria. La idea es tan sencilla como compleja: que
un minúsculo sistema sea capaz de procesar y almacenar información. En ese
sentido, el chip TrueNorth de IBM presentado en agosto de 2014 es cientos de
veces más eficiente que una CPU convencional. Su desarrollo marca el camino
que seguirá la computación: mimetizar cada vez mejor al cerebro.
Los investigadores siempre están en búsqueda de mejores tecnologías, sin
embargo, el ordenador más eficiente ya existe. Puede aprender y adaptarse sin
necesidad de programarlo o actualizarlo. Tiene una memoria casi ilimitada, es
difícil de que falle, y funciona a velocidades extremadamente rápidas. No es un
Mac o un PC: Es el cerebro humano, y los científicos de todo el mundo quieren
imitarlo.
Tanto los laboratorios académicos, como los industriales están trabajando en el
desarrollo de ordenadores que operan más como el cerebro humano. En lugar de
operar como un sistema digital convencional, esos nuevos dispositivos
potencialmente podrían funcionar como una red de neuronas.
Un equipo de investigadores de la Universidad Northwestern ha logrado un avance
en electrónica que podría dar lugar a un tipo de computación similar al cerebro. El
equipo ha logrado avances en resistencias de memoria, o “memristores”, que son
resistencias en un circuito que “recuerdan” la cantidad de corriente que las ha
recorrido.
De acuerdo con los investigadores, los memristores podrían utilizarse como un
elemento de memoria en un circuito integrado u ordenador. A diferencia de las
memorias utilizadas en la electrónica moderna, los memristores son estables y
recuerdan su estado incluso si dejan de recibir corriente eléctrica.
Los ordenadores actuales utilizan Memoria de Acceso Aleatorio (RAM, por su
siglas en inglés), que aunque rápida, no retiene la información cuando falta la
energía eléctrica . Las unidades flash, por otra parte, retienen la información aún
sin energía, pero trabajan mucho más lentamente. Los memristores podrían
proporcionar una memoria que cuenta con lo mejor de ambos mundos: Rápida y
fiable. Pero hay un problema: Los memristores son dispositivos electrónicos de
dos terminales, que sólo puede controlar un canal de voltaje.
Los investigadores han querido transformarlos en dispositivos de tres terminales,
lo que permitiría que se utilizaran en circuitos y sistemas electrónicos complejos.
El equipo de investigadores lo logró mediante el uso de disulfuro de molibdeno
(MoS2) de una sola capa, un nanomaterial semiconductor bidimensional
atómicamente fino. De manera similar a la forma en que las fibras están
dispuestas en la madera, los átomos están dispuestos en cierta dirección – lo que
se conoce como “granos”. La hoja de MoS2 que los investigadores utilizaron tiene
un contorno bien definido de grano, que es la interfaz donde dos granos diferentes
se unen.
Los investigadores explican que debido a que los átomos no tienen la misma
orientación, hay enlaces químicos que no se satisfacen en la interfaz, e influyen en
el flujo de corriente, por lo que pueden servir como un medio para ajustar la
resistencia.
Cuando se aplica un campo eléctrico grande, el grano del contorno literalmente se
mueve, provocando un cambio en la resistencia. Mediante el uso de MoS2, con
este defecto del grano del contorno, en lugar de la estructura típica de un
memristor de metal-óxido-metal, el equipo presentó un nuevo dispositivo
memresistivo de tres terminales que se puede ajustar ampliamente con un
electrodo de compuerta.
“Con un memristor que puede ajustarse con un tercer electrodo, tenemos la
posibilidad de realizar una función que no se podía lograr con anterioridad”, dicen
los investigadores. “Un memristor de tres terminales se ha propuesto como un
medio para la realización de computación similar al cerebro. Ahora estamos
explorando activamente esta posibilidad en el laboratorio”, concluyen los
investigadores.
Digitalizar el genoma
Last but not least. La recopilación del panel de expertos termina con un avance
esperado durante años: la secuenciación del genoma humano, su análisis y
almacenamiento en un sencillo pendrive. La disminución del coste en la lectura del
ADN ha posibilitado mejoras importantes en el ámbito biomédico.
Es probable que veamos en breve la gran revolución de la secuenciación
genómica y de la bioinformática. Algún día será posible analizar más rápidamente
nuestro ADN, mejorando también el diagnóstico precoz y el tratamiento de
enfermedades. Porque como con el resto de tecnologías emergentes, la
innovación cambiará nuestra vida.
Mientras que la primera secuenciación de los 3.200 millones de pares de bases de
ADN que componen el genoma humano costó muchos años y decenas de
millones de dólares, hoy en día su genoma puede ser secuenciado y digitalizado
en minutos, y por el costo de unos pocos cientos de dólares. Los resultados se
pueden enviar a su computadora en una memoria USB y se pueden compartir con
facilidad a través de Internet. Esta capacidad para determinar nuestra composición
genética única e individual de manera rápida y barata promete una revolución
hacia una atención médica más personalizada y efectiva.
Muchos de nuestros desafíos de salud más intrincados, desde enfermedades
cardíacas hasta el cáncer, tienen un componente genético. Ciertamente, la mejor
manera de describir el cáncer es como la enfermedad del genoma. Con la
digitalización, los médicos podrán tomar decisiones sobre el tratamiento
oncológico de un paciente con información sobre la composición genética de un
tumor. Este nuevo conocimiento también transforma en realidad la medicina de
alta precisión, al permitir el desarrollo de tratamientos altamente enfocados que
ofrecen mejores resultados posibles del tratamiento, en especial para pacientes
que luchan contra el cáncer.
Como con toda información personal, es necesario que el genoma digital de una
persona sea resguardado por razones de privacidad. La realización de un perfil
genómico ya ha presentado desafíos con respecto a cómo la gente responde a
una mejor comprensión de sus riesgos de contraer enfermedades genéticas y
cómo otros (como empleadores o empresas de seguros) pueden querer acceder a
la información y utilizarla. Sin embargo, es probable que los beneficios superen los
riesgos, dado que se pueden desarrollar tratamientos individualizados y terapias
enfocadas que se puedan aplicar para todas las enfermedades impulsadas o
asistidas por cambios en el ADN.