Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 860293 veces)

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Llamativas diferencias en la forma del cráneo entre mujeres de regiones portuguesas

ANTROPOLOGÍA

Cráneo humano. (Foto: NCSU)

Para poder identificar con precisión que un cráneo es de un hombre o de una mujer, los antropólogos forenses necesitan tener un buen conocimiento sobre cómo difieren las características de los cráneos de hombres y mujeres entre las diferentes poblaciones, a fin de evitar identificaciones erróneas.
Un nuevo estudio muestra que estas diferencias pueden ser notables, incluso entre poblaciones que son geográficamente cercanas entre sí. En concreto, las autoras de este estudio han hallado diferencias significativas en la forma del cráneo entre mujeres portuguesas de comunidades separadas por menos de 200 kilómetros (120 millas) de distancia.
Las antropólogas Ann Ross, de la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Estados Unidos, que es una reputada experta en antropología ósea, y Ashley Humphries de la Universidad del Sur de Florida, analizaron los cráneos de 27 mujeres y 28 hombres que murieron en Lisboa, Portugal, entre 1880 y 1975. Las investigadoras también evaluaron los cráneos de 40 mujeres y 39 hombres que murieron entre 1895 y 1903 en la zona rural de Coímbra, a menos de 200 kilómetros al norte de Lisboa.
Ross y Humphries encontraron una variación significativa entre los cráneos de las mujeres de Lisboa y los de las mujeres de Coímbra. Las diferencias correspondían a la forma del cráneo y no a su tamaño. Esto indica que la variación se debe a diferencias genéticas, y no a diferencias en la dieta o la nutrición. Las antropólogas encontraron pocas diferencias entre los cráneos de los hombres.
Específicamente, las investigadoras encontraron que los cráneos de las mujeres de Lisboa presentaban una mayor distancia intraorbital que los cráneos de las mujeres de Coímbra. En otras palabras, las mujeres de Lisboa tenían narices más anchas y ojos que estaban más separados.
Encontrar este grado de diferencia morfológica craneal entre grupos de tanta cercanía geográfica resalta la importancia de examinar la variación humana para conocerla debidamente y evitar caer en conclusiones equivocadas al examinar los restos óseos de una persona desconocida a la que se pretende identificar o catalogar, ya sea en un estudio arqueológico o forense policial.

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La coexistencia entre ratones y humanos permite rastrear en ratones los viajes vikingos de colonización

BIOLOGÍA

Reconstrucción de una casa vikinga. (Foto: Cornell U.)

Los ratones han sido durante buena parte de la historia de la humanidad un acompañante persistente y molesto. No sólo se han aposentado en viviendas, graneros y otros edificios, sino que también han viajado como polizones en barcos y carretas. Debido a su coexistencia con el Ser Humano, el estudio genético de los linajes de los ratones de cada región puede aportar datos, o respaldar los ya conocidos, acerca de migraciones humanas.
Eso lo sabe bien Jeremy Searle, profesor de ecología y biología evolutiva en la Universidad de Cornell, Nueva York, quien explora la distribución global del ratón doméstico (Mus musculus) y usa al animal como biomarcador de los asentamientos humanos.
Las investigaciones anteriores realizadas por Searle apoyan la teoría de que el ratón australiano se originó en las Islas Británicas, y probablemente vino desde tan lejos a bordo de los barcos en los que se transportaba a convictos que fueron desterrados a Australia para colonizar el continente entre finales del siglo XVIII y mediados del XIX.
Searle llegó a esta conclusión utilizando técnicas evolutivas para analizar el ADN mitocondrial, comparando las poblaciones modernas de ratones australianos con las poblaciones actuales de ratones de las regiones de donde se sospechaba que llegaron los antepasados de los ratones australianos, en la Europa Occidental.
En un nuevo estudio, sobre los vikingos, Searle y sus colaboradores en Islandia, Dinamarca y Suecia, fueron un paso más lejos, empleando ADN antiguo de ratones cuyos restos fueron hallados en yacimientos arqueológicos que datan de los siglos X, XI y XII, así como de ratones modernos.
El equipo de Searle y Eleanor Jones, de la Universidad de York en el Reino Unido y la de Uppsala en Suecia, ha demostrado que los ratones se colaron en los barcos vikingos y alcanzaron colonias en áreas donde los noruegos se habían asentado, como las Islas Británicas, las Islas Feroe, Islandia y Groenlandia. Es decir, que, incluso si desconociéramos la historia de los viajes de colonización de los vikingos, podríamos reconstruirla valiéndonos sólo de los datos obtenidos de los ratones.
Donde vayan las personas, con ellas irán también los ratones. A pesar de que estos animales no suelen aventurarse más allá de un radio de tan sólo 100 metros alrededor de su escondrijo, y a pesar de que el área geográfica en la que surgió la especie era bastante limitada, el ratón doméstico se las ha arreglado para colonizar cada continente, lo que lo ha convertido en un valioso instrumento para investigadores como Searle.

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Inusual capacidad auditiva subacuática en una especie de tortuga

ZOOLOGÍA

Las tortugas marinas son grandes nadadoras. Puede que bastantes especies tengan también una muy buena capacidad de audición subacuática. (Foto avid Burdick / NOAA)

Se ha comprobado que el oído de cierta especie de tortuga acuática, y previsiblemente el de otras, se ha especializado en la audición subacuática y es de una notable sensibilidad.
Se desconoce para qué le sirve a la tortuga esta capacidad tan buena de audición subacuática, aunque parece lógico suponer que le ayuda a capturar presas, eludir a depredadores y navegar bajo el agua.
Una posibilidad alternativa es que las tortugas acuáticas se comuniquen por medio de sonidos subacuáticos. No se tiene conocimiento de comunicación por sonidos subacuáticos en la tortuga de la especie Trachemys scripta elegans, la especie investigada, pero dicha habilidad ha sido descrita recientemente en otras dos especies de tortugas acuáticas.
Las mediciones efectuadas por el equipo de Jakob Christensen-Dalsgaard, de la Universidad del Sur de Dinamarca, y Catherine Carr, de la Universidad de Maryland en Estados Unidos, demostraron que el oído de las tortugas examinadas era claramente más sensible a los sonidos subacuáticos que a los transmitidos por el aire. La sensibilidad está determinada en buena parte por el oído medio, relleno con aire. La resonancia en la cavidad de aire amplifica las vibraciones del disco timpánico hasta 100 veces más cuando el animal está bajo el agua. Dicho de otro modo, el disco timpánico experimenta vibraciones que son hasta 100 veces más grandes que en el agua adyacente a la tortuga.
Al tímpano en el oído medio se le tiende a considerar como una evidencia de adaptación a la audición en un ambiente con aire, pero en el caso de las tortugas estudiadas esta parte del oído resulta una anomalía, porque las tortugas acuáticas suelen ser 100 veces menos sensibles que otros animales con tímpanos, como los mamíferos y las aves.

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Adaptación genética exclusiva del Ser Humano que potenció el desarrollo cerebral

BIOLOGÍA

La capacidad cerebral de los humanos modernos no tiene precedentes. (Imagen: NASA)

Unos 300.000 años atrás, los humanos se adaptaron genéticamente para ser capaces de producir cantidades significativas de los ácidos grasos omega-3 y omega-6. Esta adaptación pudo ser crucial para el desarrollo de la capacidad cerebral única de los humanos modernos.
El cerebro y el sistema nervioso humanos contienen grandes cantidades de ácidos grasos poliinsaturados, y estos son esenciales para el desarrollo y funcionamiento del cerebro. Estos ácidos grasos omega-3 y omega-6 sólo aparecen en grandes cantidades en pocos alimentos, como por ejemplo en los pescados grasos. Nuestros cuerpos también producen estos importantes ácidos grasos a partir de determinados aceites vegetales.
El equipo de Adam Ameur y Ulf Gyllensten, de la Universidad de Uppsala en Suecia, ha examinado a fondo los genes de dos enzimas clave necesarias para producir los ácidos grasos omega-3 y omega-6 a partir de aceites vegetales. Estos investigadores han comprobado que los humanos tenemos una variante genética única que posibilita una mayor producción. Esta adaptación genética para producir mayor cantidad de ácidos grasos omega-3 y omega-6 sólo está presente en el Ser Humano y no en chimpancés, gorilas, y monos rhesus, nuestros parientes evolutivos vivos más cercanos. Tampoco poseyeron esta variante genética los neandertales ni los homínidos de la Caverna Denisova (nuestros parientes evolutivos extintos más cercanos aparte de los neandertales).
Esta adaptación genética para una producción más eficiente de omega-3 y omega-6 a partir de aceites vegetales se desarrolló en África hace unos 300.000 años, dentro de la línea evolutiva que condujo a los humanos modernos, y probablemente ha sido a lo largo de la historia un factor importante para la supervivencia humana en ambientes con acceso limitado a comida que tuviera ácidos grasos.
Durante la evolución inicial de los humanos, cuando había un déficit general de energía, esta variante hizo posible que nuestros antepasados pudieran obtener la cantidad de ácidos grasos poliinsaturados necesaria para la gran capacidad cerebral que caracteriza a la especie humana.
Con las actuales condiciones de vida en las naciones industrializadas, donde la escasez de comida ya no es una amenaza generalizada como sí lo fue a menudo en el pasado de la especie, esta adaptación genética contribuye en muchas personas con dietas inadecuadas a generar un mayor riesgo de desarrollar trastornos tales como enfermedades cardiovasculares.

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Nuevas imágenes del volcán en el Hierro

Investigadores del CSIC y del Instituto Geográfico Nacional, con la colaboración de Salvamento Marítimo y de la tripulación del barco Salvamar Adhara, han obtenido nuevas imágenes del volcán submarino y del proceso de desgasificación que sigue produciéndose en la zona más somera del edificio volcánico. Las imágenes fueron tomadas el pasado 2 de mayo de 2012.

Fuente: CSIC/IGN

[youtube]http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=yZ6KEvk6Vis[/youtube]

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El papel de la física en el hundimiento del Titanic

INGENIERÍA

El Titanic, visto desde la proa, en una imagen de Junio de 2004 tomada por un robot submarino. (Foto: NOAA / Institute for Exploration / University of Rhode Island)

A las 23:40 h. del domingo 14 de abril de 1912, el Titanic, que hacía una travesía desde Southampton a Nueva York, chocó contra un iceberg frente a las costas de Terranova, y en tres horas ya se había hundido completamente, para luego descender cuatro kilómetros hasta el fondo del Atlántico.
Ha habido muchas historias que relatan por qué el barco chocó contra el iceberg y por qué las dos terceras partes de los pasajeros y la tripulación perdieron la vida: No había suficientes botes salvavidas; no había binoculares en el puesto del vigía; hubo deficiencias por parte del operador de radio... Sin embargo, en el centenario de la catástrofe, el escritor científico Richard Corfield ha reconstruido los hechos y revisado cómo la secuencia de sucesos condujo a la desaparición del barco "insumergible", teniendo en cuenta elementos matemáticos y físicos que desempeñaron un papel importante.
Corfield, en su repaso de la catástrofe publicado en la revista Physics World, editada por el Instituto de Física, una importante sociedad científica internacional que cuenta con cerca de 40.000 miembros, realiza un análisis profundo sobre las deficiencias estructurales del barco y cómo éstas contribuyeron a su hundimiento.
Corfield destaca el trabajo de dos metalúrgicos, Tim Foecke y Jennifer Hooper McCarty, quienes combinaron sus propios análisis con registros históricos del astillero en Belfast donde fue construido el Titanic, y encontraron que los remaches que mantenían unido el casco del buque no tenían una composición o calidad uniforme y no habían sido insertados de manera uniforme.
Esto significaba que, en la práctica, la región del casco del Titanic que chocó contra el iceberg era sustancialmente más débil que la parte principal del buque. Foecke y McCarty aventuran la hipótesis de que el uso de materiales de pobre calidad respondió al deseo de reducir costos.
Además de ese problema estructural del buque, también parece que el clima a miles de kilómetros de distancia de donde se hundió el buque pudo influir en el curso de los acontecimientos. A veces, cuando el clima en el Caribe es más cálido de lo usual, la Corriente del Golfo se cruza en el Atlántico Norte con la Corriente del Labrador, la cual transporta glaciares, de un modo tal que se alinean icebergs formando una barrera de hielo.
En 1912, el Caribe experimentó un verano inusualmente caluroso, por lo que la Corriente del Golfo fue particularmente intensa. El Titanic golpeó al iceberg justo en la intersección entre la Corriente del Golfo y la Corriente del Labrador.
No fue un único factor el que envió al Titanic al fondo del Atlántico Norte. Por el contrario, el barco fue atrapado por una especie de "tormenta perfecta" de circunstancias que conspiraron para abocarlo a su perdición, tal como medita Corfield.

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Enfocar una imagen después de tomar la foto

INGENIERÍA

Se trabaja en un sistema para enfocar imágenes después de haber sido tomadas. (Foto: Amazings / NCYT / JMC)

La idea de enfocar una imagen después de tomar la foto puede parecer exclusiva de la ciencia-ficción, o un modo exageradamente optimista de referirse a un simple proceso de alteración de la imagen para lograr que parezca bien enfocada si se sabe o se puede deducir correctamente cómo tiene que verse lo que aparece desenfocado, pero dista mucho de ser una solución perfecta.
El problema de las fotos desenfocadas podría acabar definitivamente gracias a un revolucionario desarrollo tecnológico destinado a las fotografías digitales que permitiría para cada píxel grabar de modo automático información crucial sobre la porción captada de la imagen. En caso de haber quedado desenfocada la foto, esa información extra permitiría a un programa informático especial procesar la imagen hasta dejarla bien enfocada y de manera fiel a lo que se pretendía captar.
El corazón de la fotografía digital es un chip llamado sensor de imagen, que capta un mapa de la intensidad de la luz que llega a través de la lente, y lo convierte en una señal electrónica.
El equipo de Alyosha Molnar y Albert Wang, de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York, está construyendo sensores de imagen que brindan lecturas detalladas no sólo de la intensidad, sino también del ángulo con que la luz incide sobre el sensor.
El resultado podría ser una nueva generación de cámaras 3D, así como la capacidad de enfocar fotos después haber sido tomadas.
La clave del nuevo diseño es que cada píxel de 7 micrones, en un chip donde hay muchos de ellos, se compone de un fotodiodo situado bajo un par de redes de difracción apiladas.
Si se proyecta luz sobre el píxel, la red superior hace que la luz que la atraviesa cree un patrón de difracción. Si cambia el ángulo de incidencia de la luz, también cambia el modo en que interactúa este patrón con la segunda red, modificando la cantidad de luz que llega hasta el diodo de abajo. En otras palabras, la primera red genera patrones, mientras que la segunda analiza los patrones. El diseño puede llevarse a la práctica mediante procesos de fabricación convencionales de la industria electrónica.
El novedoso diseño permite al chip detectar información sobre el ángulo de incidencia de la luz con más detalle de lo conseguible mediante métodos estándar. Todos los píxeles, cada uno de los cuales registra un ángulo ligeramente diferente, producen una imagen que contiene información tanto angular como espacial. Esta información puede ser analizada usando una función matemática conocida como Transformada de Fourier, en un programa informático de procesamiento de imágenes, extrayéndose la profundidad de los objetos en una imagen y haciendo posible que computacionalmente se la reenfoque, o sea, se la enfoque después de haber sido tomada.

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Vesta asciende a protoplaneta

Detalle de la depresión de Rheasilvia, situada en el hemisferio sur de Vesta. (Imagen: Science/AAAS)

Hasta ahora la comunidad científica no se ponía de acuerdo sobre si Vesta es un asteroide o un protoplaneta. Los últimos datos facilitados por la sonda Dawn, que la NASA lanzó en 2007, se inclinan por lo segundo. Seis investigaciones publicadas esta semana en Science describen la forma, la morfología y otros rasgos de este embrión planetario.
“Cuando se formó Júpiter pensábamos que el crecimiento de Vesta se había frenado pero sus características nos muestran que se encuentra en un momento de transición para convertirse en planeta”, dice a SINC Christopher Russell, investigador de la Universidad de California (EE UU) y autor del trabajo principal.
Según su análisis, el tamaño y el núcleo de hierro del cuerpo celeste explicarían como ha logrado sobrevivir en las duras condiciones del espacio. La hipótesis del estudio establece que Vesta se enriqueció durante el primer episodio de formación del sistema solar. Más adelante se diferenció y consiguió el núcleo de hierro que hoy presenta.
La investigación liderada por Maria Cristina de Sanctis, del Instituto Nacional de Astrofísica (Italia), demuestra que Vesta es una de las fuentes del grupo de meteoritos conocidos como HED (howardita, eucrita y diogenita).
Los científicos han llegado a esta conclusión después de observar el hemisferio sur del protoplaneta, donde está la depresión de Rheasilvia. La profundidad de esta cuenca sería consecuencia de la producción de los meteoritos HED del sistema solar.
En España cayó una de estas rocas. Se trata del meteorito de Puerto Lápice (Ciudad Real), que impactó en mayo del 2007. Actualmente, científicos españoles como Josep Maria Trigo-Rodríguez, del Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC-IEEEC), explican a SINC que trabajan en “la caracterización espectral de estos restos caídos en España para compararlos con los espectros que toma la sonda Dawn de la superficie de Vesta”. Parte de estas muestras se conservan en el Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC).
En el tercer estudio de Science, liderado desde el Instituto de Ciencia Lunar de la NASA (EE UU) por Simone Marchi, se describe la historia de los cráteres de Vesta, y en otro, Paul Schenk, del Instituto Lunar y Planetario (EE UU), detalla las características de dos gigantescos impactos en el protoplaneta.
En otra investigación del equipo de Vishnu Reddy, del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (Alemania), se detalla la composición mineral y una variación cromática que nunca antes se había visto en un cuerpo celeste como Vesta.
Y el último de los seis trabajos, liderado por Ralf Jaumann, del Instituto de Investigación Planetaria (Alemania), describe “la geología diversa de la superficie de Vesta”, incluyendo cráteres de todos los tamaños, variedad de mantos, material oscuro y evidencias de pérdida de masa.
Estos hallazgos ayudan a comprender mejor la formación del sistema solar primitivo. Así lo cuenta Christopher Russell, de la Universidad de California (EE UU) a SINC: “El objetivo final es entender la formación del sistema solar ‘entrevistando’ a su habitante más viejo”.
De momento se han recogido datos a una altitud de entre 210 m a 2.700 km y, en estos momentos, la sonda Dawn intenta alcanzar alturas aún mayores. El próximo paso, continúa el investigador, es “tomar fotografías de la superficie de Vesta donde el Sol no ha brillado”.
Russell concluye: “Nuestras mediciones mejoran el conocimiento del protoplaneta para saber qué tendríamos que hacer para establecer una base en Vesta para la exploración humana”.

Fuente: SINC

Aquí os dejo este vídeo, cuando no tengáis sueño os lo ponéis va de coña

[youtube]http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=JNIbuEqRPTU[/youtube]

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Cada comunidad de chimpancés tiene su propia cultura

ZOOLOGÍA

Un chimpancé (Pan troglodytes) rompiendo nueces. (Imagen: Luncz et al. Current Biology)

Un equipo de investigadores alemanes demuestra por primera vez que los grupos de chimpancés salvajes (Pan troglodytes) tienen diferencias culturales entre ellos, igual que los seres humanos. Así lo revelan en la revista Current Biology.
“Chimpancés y humanos compartimos el hecho de que cada comunidad tiene su propia cultura”, afirma Lydia Luncz, primera autora del estudio.
En esta investigación, científicos del Instituto Max Planck (Alemania) observaron que cada grupo de primates del Parque Nacional Tai (Costa de Marfil) tenía su propia técnica para romper nueces: utilizaban herramientas de piedra o de madera y de distintos tamaños.
Según los expertos, “cada colectivo tiene su técnica preferida y los individuos la mantienen aunque cambien de grupo”. Para comprobarlo, el equipo de investigación observó tres comunidades vecinas de chimpancés que “no se distinguían genéticamente entre ellas”, señala Luncz.
“Existen estudios previos sobre diferencias culturales en estos primates, pero en todos ellos, las poblaciones analizadas estaban separadas por grandes distancias”, explican los autores del trabajo. Para los científicos, este distanciamiento hace difícil discernir si las distintas culturas son un reflejo de variaciones genéticas o una adaptación a las condiciones ambientales.
Este tipo de trabajos sobre las diferencias y las similitudes entre humanos y chimpancés –nuestros parientes más cercanos– permiten conocer los caminos por los que evolucionó la cultura, “el principal elemento de nuestra identidad”, concluye Christophe Boesch, coordinador de la investigación.

Fuente: SINC

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Nanoláminas de óxido de cobalto y sodio para convertir calor residual en electricidad

CIENCIA DE LOS MATERIALES

Una vista de varias nanoláminas. (Foto: Robinson group)

Se ha conseguido desarrollar un método barato, y respetuoso con el medio ambiente, para sintetizar láminas de cristales de óxido de cobalto y sodio, de milímetros de longitud y 20 nanómetros de espesor, y con propiedades útiles para diversas tecnologías del sector de las energías alternativas y del de la electrónica.
Este material tiene propiedades fascinantes, incluyendo una alta capacidad termoeléctrica, una buena conductividad eléctrica, su aptitud potencial como material superconductor y la posibilidad de emplearlo como material de cátodo para baterías basadas en iones de sodio.
Las nanoláminas también soportan el ser dobladas, a veces hasta 180 grados, una capacidad de resistencia inusual para las cerámicas, que normalmente son quebradizas.
El material, desarrollado por el equipo de Richard Robinson, profesor de ciencia e ingeniería de los materiales en la Universidad de Cornell, en Ithaca, Nueva York, está basado en elementos comunes y abundantes (sodio, cobalto y oxígeno) sin incluir entre sus ingredientes a elementos tóxicos como el telurio, normalmente utilizados en los dispositivos termoeléctricos.
Por regla general, los materiales de óxidos no son eléctricamente conductores, sino aislantes. Dado que el nuevo material es un óxido conductor, puede usarse en dispositivos termoeléctricos para convertir el calor residual en energía. Ahora que los investigadores han producido las nanoláminas, esperan que la eficiencia termoeléctrica del material mejore, permitiendo ello la creación de dispositivos termoeléctricos más eficientes, idóneos para diversas tecnologías del sector de las energías alternativas.
En el trabajo de investigación y desarrollo, al que la revista académica Journal of Materials Chemistry le ha dedicado una portada, también han intervenido Mahmut Aksit y David Toledo.

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Lanzado el satélite espía Yaogan-14

ASTRONÁUTICA

Tiantuo-1. (Foto: NUDT)

China sigue con su alto ritmo de misiones espaciales, que ya llevó a cabo el pasado año. Apenas cuatro días después de su anterior lanzamiento, colocó en órbita, el 10 de mayo, a un satélite militar de reconocimiento fotográfico. Llamado Yaogan-14, se trata de un ingenio dedicado al espionaje que operará en una órbita heliosincrónica a unos 450 km de altitud.
El despegue ocurrió a las 07:06 UTC, desde Taiyuan, mediante la participación de un cohete CZ-4B. Las autoridades anunciaron que todo había ido bien y que el satélite había alcanzado la posición esperada. También se anunció que el vehículo estaría dedicado a la observación de recursos terrestres, para ayudar en desastres naturales, vigilancia de cultivos, etc., pero se especula con que los Yaogan se emplean para tareas militares, ya sea con cámaras ópticas o con radares.
Junto al Yaogan-14 voló un pequeño aparato llamado Tiantuo-1, una nanosatélite de unos 9 kg para probar tecnologías y obtener datos de interés militar (cámaras, ambiente espacial, señales...).
Con su séptima misión espacial del año, China lleva un espléndido ritmo de lanzamientos, que podría volver a superar el récord anterior.

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Diagnósticos médicos más rápidos gracias a los nanotubos de carbono

NANOTECNOLOGÍA

Sensor de nanotubos. (Foto: Oregon State University)

Un equipo de investigación ha conseguido aumentar de manera espectacular la velocidad de funcionamiento de una clase de sensores biológicos.
La tecnología usada para ello, una vez perfeccionada, podría permitir algún día a los médicos realizar rutinariamente las pruebas de laboratorio en cuestión de minutos, acelerando así el diagnóstico y el tratamiento, y además reduciendo los costos.
En los experimentos llevados a cabo por el equipo de Ethan Minot y Vincent Remcho, de la Universidad Estatal de Oregón en Estados Unidos, y sus colaboradores de la Universidad de California en Santa Bárbara, los nuevos nanobiosensores casi han triplicado la velocidad conseguida por prototipos previos. Por esto y sus otras ventajas, es fácil que acaben teniendo muchas aplicaciones prácticas, no sólo en la medicina, sino también en la toxicología, la vigilancia medioambiental, el desarrollo de nuevos medicamentos, y en otros campos.
Aunque son necesarios más refinamientos antes de que los sensores estén listos para la producción comercial, ya presentan un gran potencial ahora mismo.
Con estos tipos de sensores será posible hacer en pocos minutos muchas pruebas médicas de laboratorio, permitiendo al médico hacer un diagnóstico durante una única visita del paciente a su consultorio. Con muchas de las pruebas que se hacen en la actualidad, transcurren días desde que el médico las encarga hasta que puede consultar los resultados en su consultorio. Y además suelen ser costosas y requieren de técnicos especializados de laboratorio.
La nueva tecnología permitiría hacer los mismos análisis pero en un tiempo mucho menor, usando un dispositivo de bolsillo, y reduciendo el costo de cada análisis de tal modo que un test que ahora cuesta 50 dólares pasaría a costar tan sólo un dólar.
La clave de la nueva tecnología es una rara capacidad de los nanotubos de carbono, la cual permite detectar con ellos una proteína en la superficie de un sensor. Los nanotubos cambian su resistencia eléctrica cuando una proteína se deposita en ellos, y la magnitud de este cambio puede medirse para determinar la presencia de una proteína en particular.

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Mano robótica capaz de combinar fuerza y delicadeza

ROBÓTICA

La mano robótica. (Foto: Markus Breig)

Sostener con una mano una botella de dos litros mientras vertemos algo de su contenido en un vaso de plástico de usar y tirar que sujetamos con la otra mano, no nos parece una tarea difícil. Simplemente aplicamos la fuerza justa a cada uno de los dos objetos.
Sin embargo, para un robot sí resulta complejo este reparto de fuerzas. Esto puede cambiar de manera drástica gracias al desarrollo reciente de un brazo robótico cuya mano es capaz de realizar con igual facilidad la tarea de sujetar un objeto que debe ser agarrado con fuerza y la de sostener otro al que se le debe aplicar la menor fuerza posible.
Este brazo robótico con sus sistemas principales, obra de expertos de la Universidad de Saarland en Alemania, y sus colaboradores en Bolonia y Nápoles, Italia, no es mucho mayor que un brazo humano, gracias a los esfuerzos invertidos en su miniaturización, pero logra emular al brazo humano en los aspectos críticos citados.
Esta mano robótica que es al mismo tiempo poderosa y delicada puede que un día acabe siendo fabricada en serie para equipar a robots humanoides destinados a labores domésticas en viviendas, o preparados para tareas de rescate y primeros auxilios en los escenarios de catástrofes. La mano robótica sería la base para conseguir, por ejemplo, un robot capaz de retirar escombros con la fuerza de una excavadora, y con esos mismos brazos recoger a la persona que estaba atrapada bajo los escombros tratándola con la misma delicadeza del más experimentado de los camilleros humanos.
El camino para llegar a esa meta comienza por lograr emular la versatilidad de las manos humanas.
El equipo de Chris May y Hartmut Janocha de la Universidad de Saarland se ha valido de cuerdas poliméricas muy robustas, que actúan a modo de músculos artificiales, para dotar a su brazo robótico de una capacidad casi igual a la humana para manipular objetos. Cada dedo robótico, que, como un dedo humano, está formado por tres segmentos, puede controlarse con precisión por medio de tendones artificiales individuales. Los minimotores eléctricos funcionan a alta velocidad, pero mantienen una gran precisión.
La capacidad de esta mano robótica es tan cercana a la de los humanos, que la idea tan largamente soñada de robots sirviendo como ayudantes para el trabajo doméstico en casa, para el quirúrgico en el quirófano y para el industrial en la fábrica, está ahora más cerca de la realidad.
Por otra parte, el diseño desarrollado para el nuevo brazo robótico puede ser útil también para robots no humanoides.

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Robots aéreos para detectar a piratas marítimos

INGENIERÍA

El sensor MMSS es una mezcla de cámaras de alta definición, sensores infrarrojos y tecnología de radar láser (LADAR). (Foto: NCSU)

Los asaltos de piratas a barcos pesqueros y otras embarcaciones poco protegidas, son un problema preocupante para todos aquellos que tienen que faenar en aguas peligrosas.
Gracias a una serie de avances tecnológicos importantes, un tipo de robot aéreo ya en uso estará ahora mejor capacitado para determinar, por su cuenta, que una embarcación es sospechosa de llevar a bordo piratas.
Estos robots helicóptero, del modelo Fire Scout, serán capaces de distinguir entre pequeños botes pirata y otras embarcaciones cuando sean equipados con un nuevo sensor, que comenzará a ser probado dentro de varios meses en vuelos sobre una zona marítima frente a la costa de California. Este sensor, llamado MMSS, es una mezcla de cámaras de alta definición, sensores infrarrojos y tecnología de radar láser (LADAR). Su diseño y desarrollo, a cargo del equipo de Dean Cook, principal investigador del programa MMSS, ha sido financiado por la Oficina de Investigación Naval (ONR), dependiente de la marina militar estadounidense.
Portando un avanzado software de reconocimiento automático de objetivos, el prototipo de sensor permitirá al robot Fire Scout identificar por su cuenta embarcaciones sospechosas en el agua, reduciendo así la carga de trabajo de los vigilantes humanos en los puestos de las estaciones de control a bordo de buques de la Armada Estadounidense.
El personal que controla o supervisa a los actuales sistemas robóticos puede estar sobrecargado de datos pendientes de revisar, y debe a menudo examinar horas de transmisión de video en busca de una sola embarcación sospechosa, tal como advierte Ken Heeke, de la Oficina de Investigación Naval. El software de reconocimiento automático de objetivos brinda a Fire Scout la capacidad de distinguir embarcaciones sospechosas en aguas costeras muy transitadas, usando tecnología LADAR, para luego enviar esa información a los supervisores humanos, quienes, a continuación, pueden analizar los barcos sospechosos en una imagen 3D.
Los algoritmos de reconocimiento de objetivos, desarrollados por la Armada estadounidense, instalables en el Fire Scout, aprovecharán los datos 3D recogidos por un sistema LADAR, el cual utiliza un láser inocuo para los ojos, de largo alcance y alta resolución. El software compara las imágenes 3D con plantillas o esquemas de embarcaciones almacenados en la memoria del sistema.
Las cámaras infrarrojas y del espectro visible producen imágenes 2D que pueden ser difíciles de identificar automáticamente. En cambio, con los datos del LADAR, cada píxel corresponde a un punto 3D en el espacio, por lo que el algoritmo de reconocimiento automático de objetivos puede calcular las dimensiones y proporciones principales de un objeto y compararlas con las de los perfiles almacenados en una base de datos.

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Llegan las baterías de litio-azufre

INGENIERÍA

Azufre. (Foto: Bureau of Mines / USGS)

El número de dispositivos electrónicos móviles está creciendo de manera sostenida en todo el mundo. Como resultado, existe una necesidad creciente de contar con baterías que sean pequeñas, livianas pero también potentes. Como el potencial para el perfeccionamiento de las baterías de ión-litio parece estar ya casi agotado, los expertos se están concentrando ahora en un nuevo y prometedor dispositivo de almacenamiento de energía: las baterías de litio-azufre.
En un paso importante hacia el desarrollo futuro de este tipo de batería, un equipo de investigación ha ideado un sistema basado en nanopartículas de carbono poroso que se valen de moléculas de azufre para lograr la mayor eficacia posible.
En los prototipos de la batería de litio-azufre desarrollada por el equipo de Thomas Bein de la Universidad Ludwig-Maximilians en Alemania, y Linda Nazar de la Universidad de Waterloo en Canadá, los iones de litio se intercambian entre los electrodos.
El azufre desempeña un papel especial en este sistema: Bajo las circunstancias óptimas, puede absorber dos iones de litio por cada átomo de azufre. Es por consiguiente un excelente material para el almacenamiento de energía, debido a su bajo peso. Por otra parte, el azufre es un mal conductor, lo que significa que los electrones sólo se pueden transportar con gran dificultad durante los procesos de carga y descarga. Para mejorar el diseño de esta batería, se necesita generar fases del azufre con la mayor área posible de superficie de contacto para la transferencia de los electrones mediante la intervención de un material conductor nanoestructurado.
Con este fin, el equipo de Thomas Bein desarrolló una red de nanopartículas de carbono poroso. Las nanopartículas tienen poros de entre 3 y 6 nanómetros, lo cual permite distribuir el azufre uniformemente. De esta manera, casi todos los átomos de azufre están disponibles para aceptar iones de litio, estando al mismo tiempo ubicados cerca del carbono conductor.
El azufre es muy accesible eléctricamente en estas nuevas y muy porosas nanopartículas de carbono, y se estabiliza para que se pueda lograr una alta capacidad inicial de 1200 mAh/g y una buena estabilidad durante el ciclo.

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