EL OJO CLINICO DE LA TECNOLOGIA

EL OJO CLINICO DE LA TECNOLOGIA

domingo, 18 de mayo de 2008

El robot móvil más pequeño del mundo

El robot, obra de investigadores del Dartmouth College, es decenas de veces más pequeño en longitud, y miles de veces más pequeño en masa, que los anteriores microrrobots controlables sin cables fijos. Cuando decimos "controlable", esto significa que es como un automóvil, se le puede dirigir en cualquier dirección sobre una superficie plana. No se mueve mediante ruedas, sino arrastrándose como una oruga de silicio, ejecutando decenas de miles de pasos de 10 nanómetros cada segundo. Para girar, pone un "pie" de silicio hacia fuera y lo usa como eje para pivotar, como un motociclista patinando en una curva muy estrecha.

Las aplicaciones futuras para los sistemas microelectromecánicos, o MEMS, incluyen garantizar la seguridad de la información, servir como apoyo para la autentificación y autorización en las redes, inspeccionar y reparar un circuito integrado, la exploración en ambientes de alto riesgo como sería el caso del escenario de una explosión química peligrosa, o participar en tareas que involucren la biotecnología, como por ejemplo para manipular células o tejidos.

Los investigadores fueron dirigidos por Bruce Donald, profesor de Ciencias de la Computación en el Dartmouth College. Donald trabajó con científicos de su centro y del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).

La máquina mide 60 por 250 micrómetros (un micrómetro es una milésima de milímetro). Integra el sistema de energía, la locomoción, la comunicación, y un método de direccionamiento controlable, una combinación que nunca antes se había logrado en una máquina tan pequeña. Este descubrimiento va a liderar una nueva generación de microrrobots, aún más diminutos.


Las máquinas tan pequeñas tienden a pegarse a todo lo que tocan, de forma semejante a los granos de arena que se pegan a nuestros pies después de un día en la playa. Así que los ingenieros construyen estos microrrobots sin ruedas o uniones articuladas que deban deslizarse suavemente. En vez de eso, estos robots se mueven doblando sus cuerpos como las orugas. En su escala diminuta, esta máquina se mueve de forma sorprendentemente rápida.

El prototipo es dirigible y sin cables fijos, lo que significa que se le puede conducir libremente en una superficie, sin que deba permanecer sujeto a cables o carriles que limitarían su capacidad de movimiento, como sucedía en los microrrobots previamente desarrollados. El robot contiene dos microactuadores independientes, uno para el movimiento delantero y otro para girar. No está preprogramado para moverse, es teleoperado, y obtiene la energía que necesita de la rejilla de electrodos sobre la que camina. La carga recibida a través de los electrodos no sólo le suministra la energía, sino también las instrucciones para moverse hacia cualquier parte sobre los electrodos, sin tener que estar sujeto a ellos.


ARTURO LUGO

De SETI@home a BOINC

PROYECTO INTERESANTE
Más de 450.000 personas están actualmente participando en los variados proyectos a través de la Infraestructura Abierta de Berkeley para la Computación en Red (BOINC, por sus siglas en inglés), que proporciona la capacidad de gestionarlos en forma conjunta.

El alcance masivo y la popularidad que logró SETI@home, la iniciativa que desde 1999 involucró a millones de personas en el mundo en el análisis de datos de radio para hallar posibles señales de inteligencia extraterrestre, fueron claves en el éxito de ese proyecto que comprometió a gente de todo el orbe en un experimento científico y real.

Gestado por científicos de la Universidad de California en Berkeley y financiado originalmente por la Sociedad Planetaria, la organización no gubernamental más grande e influyente a nivel mundial en temas de exploración planetaria y búsqueda de vida extraterrestre, el proyecto logró armar la mayor supercomputadora virtual en la historia dedicada al rastreo de señales de radio provenientes de civilizaciones del espacio exterior.

Esta supercomputadora analizaría datos tomados por el proyecto SERENDIP (Búsqueda de Emisiones de Radio Procedentes de Poblaciones Inteligentes y Desarrolladas), un receptor montado en el radiotelescopio de Arecibo (Puerto Rico), el mayor sobre la faz del planeta.

Las PC, cuando están encendidas y sin usarse, consumen energía, y aquí entra en juego el original proyecto. La idea es que el usuario facilite su computadora cuando no la está utilizando, por ejemplo cuando se activan los conocidos protectores de pantalla.

La información que recibe el radiotelescopio de Arecibo es procesada y los datos enviados a la Universidad de Berkeley, donde son divididos y enviados a los participantes. Dado que el programa funciona al igual que un protector de pantalla y no interfiere con el normal funcionamiento de la PC, usuarios de todo el mundo se han convertido en voluntarios para aprovechar el tiempo ocioso de sus equipos. Luego de procesar cada unidad, los resultados retornan a Berkeley, donde las señales más interesantes y prometedoras son almacenadas para un posterior análisis y revisión.

Las tareas que requieren de gran análisis y procesamiento de datos mediante computadora, pueden ser divididas en partes que son llevadas a cabo por varias unidades en forma simultánea, recomponiendo luego el resultado con la integración parcial de cada una. La energía de las computadoras individuales esparcidas por el mundo es equivalente a cientos de miles de procesadores, lo que permite una capacidad de cálculo mayor que la que tendrían los científicos que trabajan en determinado proyecto de investigación, al igual que una efectiva reducción de costos.

Además de SETI@home con su nuevo potencial, BOINC auspiciado por la Fundación Nacional de la Ciencia de Estados Unidos, le permite donar tiempo y recursos de su computadora en los siguientes proyectos:

-"Climateprediction.net" es el mayor intento de ofrecer un pronóstico del clima en el futuro y generar respuestas al cambio climático que afecta al planeta. Mediante la reproducción y el refinamiento de los modelos climáticos, se logra reducir la incertidumbre en las proyecciones del clima. Es llevado a cabo por la Open University de Inglaterra.

-"Einstein@home", el programa de búsqueda de señales gravitatorias emitidas por estrellas de neutrones que rotan (conocidas como púlsares), que usa datos de detectores de ondas gravitatorias. Es auspiciado por la Sociedad Americana de Física y otras organizaciones internacionales.

-"LHC@home" mejora el diseño del acelerador de partículas LHC (Gran Colisionador de Hadrones) del CERN (Centro Europeo para la Investigación Nuclear), el mayor de su tipo y que comenzará a funcionar en el 2007. Los experimentos que llevará a cabo para investigar las partículas manejarán un volumen de información similar al de la actual red Europea de telecomunicaciones.

-Proyecto piloto de BOINC, "Predictor@home" es un esfuerzo mundial en la investigación de la estructura de las proteínas a partir de la secuencia de las mismas. El trabajo está enfocado en la prueba y evaluación de nuevos algoritmos para la predicción de métodos de la distribución de las proteínas. Tiene como objetivo final las cuestiones de biomedicina críticas de las enfermedades relacionadas con las proteínas.

-"Rosetta@home", otro proyecto relacionado con las proteínas, predice cómo las cadenas de aminoácidos que las componen se pliegan y toman forma, ayudando a los investigadores a desarrollar curas para las enfermedades humanas como la malaria, el HIV, el Alzheimer y algunos tipos de cáncer.

-"Cell Computing", lleva a cabo investigación biomédica, está en idioma japonés y requiere de un software de cliente no estándar.

-"World Community Grid", que tiene como objetivo convertirse en la mayor red mundial de computación para enfrentar proyectos que beneficien a la humanidad. La innovación tecnológica, combinada con la investigación científica y los voluntarios de todo el mundo, hacen posible la finalización de proyectos que no serían completados debido al alto costo de infraestructura de computadoras que requerirían. Por ejemplo, en el 2003, los científicos en menos de tres meses identificaron más de cuarenta tratamientos posibles en la lucha de la mortal enfermedad de la viruela, un trabajo que habría tardado más de un año en completarse. Actualmente se llevan a cabo dos proyectos: "Human Proteome Folding", para la identificación de proteínas producidas por los genes humanos, y "FightAIDS@Home", en la lucha contra el SIDA.

El software es gratuito, y se puede participar libremente en más de un proyecto y controlar el porcentaje de la energía que su computadora le asigna a cada uno. De esta forma, su equipo siempre estará ocupado aún cuando alguno de los proyectos se encuentre inactivo y contribuirá con atrayentes iniciativas que, sin duda, serán ventajosas para el hombre.

ARTURO LUGO

Uso de la nanotecnología en las comunicaciones

Las investigaciones previas de los científicos de la UCI demostraron que los transistores de nanotubo pueden operar a frecuencias extremadamente altas. "Pero las conexiones de cobre entre los transistores resultaban demasiado lentas, lo que provocaba un cuello de botella en las señales eléctricas", explica Peter Burke, profesor de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación, y uno de los investigadores que desarrollaron la tecnología. Los experimentos posteriores del grupo han revelado que los nanotubos pueden además servir como medio para transportar las señales eléctricas de un transistor al otro, y de esta forma se elimina el cuello de botella.

Las señales eléctricas son encaminadas a una altísima velocidad a través de prácticamente todos los sistemas electrónicos alámbricos actuales, y además a través de todos los inalámbricos modernos.

La mayoría de las capas de un chip semiconductor actual son dedicadas al cableado de interconexión, lo que hace que el material empleado, y su velocidad, sean en extremo importantes. La industria del semiconductor recientemente ha desplazado el aluminio en favor del cobre debido a que este último transporta las señales eléctricas más rápido. A partir del trabajo de Burke, queda claro que el cambio en la industria desde el cobre hacia los nanotubos, proveerá una ventaja aún mayor en términos de velocidad. Naturalmente, antes de que dicho cambio pueda ocurrir, sería necesario establecer una forma económica de manufacturarlos con un ensamblaje preciso, que es en lo que Burke y sus colegas están ahora trabajando.

Trabajos anteriores del equipo han demostrado que los nanotubos pueden transportar señales eléctricas dentro de un chip, a distancias de varios milímetros, con mayor eficacia que el cobre, pero no habían medido cuán rápido podrían propagar la señal. Este trabajo es la primera demostración de tecnología de interconexión en aplicaciones de velocidad ultra-alta. Ahora que el equipo de Burke ha desarrollado la tecnología de interconexión del nanotubo y los transistores de alta velocidad de nanotubos, esperan poder integrarlos en un circuito, más rápido que cualquier tecnología de semiconductores existente hoy en día.
ARTURO LUGO

Cultivo más rápido y barato de nanotubos de carbono

(NC&T) En una investigación que podría conducir a ordenadores y dispositivos de comunicación más pequeños y potentes, Massood Tabib-Azar, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Case Western Reserve University, y el estudiante graduado de ingeniería Yan Xie, están cultivando puentes de nanotubos de carbono en su laboratorio, que se adhieren automáticamente a otros componentes sin la ayuda de la aplicación de una corriente eléctrica.

Los nanotubos de carbono, descubiertos hace sólo 14 años, son más fuertes que el acero y tan flexibles como el plástico, conducen la electricidad mejor que casi cualquier material jamás descubierto, y pueden obtenerse de sustancias ordinarias como el gas metano. En un tiempo relativamente corto, los nanotubos de carbono han surgido como un "material milagroso" que podría revolucionar diversas industrias, sobre todo la electrónica.

Para usar los nanotubos de carbono en la electrónica, donde pueden mejorar el rendimiento de los dispositivos y facilitar el encapsulado de más componentes por chip, los nanotubos deben conectarse a contactos eléctricos. Hasta ahora, para conectar nanotubos de carbono a los contactos eléctricos se han usado herramientas de alta precisión como los microscopios de fuerza atómica, lo que hace que los dispositivos resultantes sean muy caros. También se han usado fuerzas eléctricas para fomentar el crecimiento de nanotubos de carbono entre dos contactos. Ambas técnicas producen muy pocos dispositivos y no pueden usarse para producir un gran número de interruptores y componentes de forma rentable.

Tabib-Azar compara la fabricación de los chips de ordenador y de teléfonos móviles con la construcción de una mesa derribando un árbol y eliminando las porciones no deseadas hasta obtener una superficie llana con cuatro patas. Él y Xie descubrieron que se pueden fabricar los componentes de los circuitos integrados a gran escala mediante el cultivo de nanotubos autoensamblables. Sin embargo, en lugar de talar un árbol entero, se crean las "semillas" para cultivar lo que se necesite. En otras palabras, Tabib-Azar y Xie han encontrado las semillas para cultivar de manera simple los nanotubos de carbono que se necesitan sin desperdiciar el "árbol" entero.


La estrategia es cultivar una mesa usando una "semilla de mesa". Mediante el cultivo de los circuitos electrónicos, en lugar de echar abajo el "árbol" y eliminar las regiones no deseadas de las diferentes capas, el nuevo método tiene el potencial de producir chips muy complejos con propiedades informáticas superiores y al mismo tiempo derrochar menos, imitando el modo con que la naturaleza crea estructuras complejas.


ARTURO LUGO