Laringe artificial
Gracias a un nuevo avance, los pacientes podrían recuperar su voz utilizando un dispositivo que analiza el contacto entre la lengua y el paladar.
Investigadores de Sudáfrica están trabajando en un nuevo tipo de laringe artificial que no tendrá la voz ronca de los dispositivos existentes. El sistema registra el contacto entre la lengua y el paladar para determinar qué palabra se está pronunciando y utiliza un sintetizador de voz para generar los sonidos.
De acuerdo con el National Cancer Institute, unos 10.000 estadounidenses son diagnosticados con cáncer de laringe de cada año y a la mayoría de los pacientes con cáncer avanzado hay que quitarles la caja vocal.
"Todos los dispositivos disponibles en la actualidad producen un sonido horroroso, o bien suena robótico o con voz ronca", señala Megan Russell, candidata doctoral de la Universidad de Witwatersrand en Johannesburgo, Sudáfrica. "Pensamos que teníamos a mano la tecnología para lograr una solución artificial de voz sintetizada".
El sistema utiliza un palatómetro: un dispositivo que se parece mucho a una placa de ortodoncia y normalmente se utiliza para la terapia del habla. El dispositivo, fabricado por CompleteSpeech de Orem, Utah, registra el contacto entre la lengua y el paladar por medio de 118 sensores táctiles integrados. El software para la laringe artificial fue escrito por Russell y sus colegas de la Universidad de Witwatersrand. Su trabajo será presentado en la Conferencia Internacional sobre Ingeniería Biomédica y Farmacéutica celebrada esta semana en Singapur.
Para utilizar el dispositivo, basta con que la persona se ponga el palatómetro en la boca y pronuncie las palabras con normalidad. El sistema intenta traducir esos movimientos de la boca en palabras antes de reproducirlos en un pequeño sintetizador de sonido escondido, tal vez, en un bolsillo de la camisa.
Por el momento, Russell ha entrenado al sistema para reconocer 50 palabras comunes en inglés pronunciando varias veces cada palabra con el palatómetro colocado en su boca. La información se puede representar en un gráfico espacio-tiempo binario y almacenar en una base de datos. Cada vez que el usuario habla, los patrones de contacto se contrastan con la base de datos para identificar la palabra correcta.
El equipo de Russell ha probado el sistema de identificación de palabras utilizando varias técnicas. Un enfoque consiste en alinear y hacer un promedio de los datos producidos durante el entrenamiento del dispositivo para unos cuantos casos de una palabra, con el fin de crear una plantilla para la comparación. Otro compara características como el área del trazado de los datos en el gráfico y el centro de masa en los ejes X e Y. Un sistema de voto compara los resultados de los métodos seleccionados para ver si coinciden. Los investigadores también han probado un sistema de análisis predictivo, que tiene en cuenta la última palabra pronunciada para ayudar a determinar la siguiente.
Según Russell, cuando se combinan los elementos obtenidos por predicción y votación, el sistema identifica la palabra correcta en el 94,14% de los casos, aunque esto no incluye las palabras que el sistema clasifica como "desconocidas" y elige saltárselas. Russell dice que eso sucede alrededor del 18% de los casos. Pero, según él, elegir una palabra errónea "podría conducir a situaciones sociales muy complicadas", por lo que es mejor que sistema rechace las palabras que no están claras y permanezca en silencio.
El equipo espera eliminar los cables planos del palatómetro que salen de la boca del usuario y, en su lugar, crear un sistema en el que los datos se transmitan de forma inalámbrica desde el palatómetro a un sintetizador de voz. El grupo necesita mejorar también el sistema de análisis predictivo y ampliar la base de datos de palabras.
El equipo de Russell también tendrá que probar el dispositivo en muchos más sujetos --incluso aquellos sin una laringe--, antes de que el dispositivo pueda salir al mercado.
Ventanas que cambian de color según el tiempo
El treinta por ciento de la energía utilizada por los edificios en los Estados Unidos se emplea para compensar la pérdida o ganancia de calor a través de las ventanas. Esto supone unos 40.000 millones de dólares en costes de electricidad cada año. Las ventanas que cambian de color en respuesta a los cambios climáticos pueden ayudar a ahorrar en costes de electricidad absorbiendo la luz del sol en invierno y reflejándola en verano. Estas ventanas existen desde hace tiempo, pero son caras y su uso no está muy extendido. Ahora los investigadores están desarrollando métodos de impresión baratos para fabricar estos sistemas electrocrómicos y esperan poder hacer películas electrocrómicas que se puedan recortar para ajustarlas a las ventanas existentes.
Las ventanas electrocrómicas incluyen unos materiales superpuestos en forma de sándwich que cambian de color cuando se aplica un pequeño campo eléctrico a través de ellos. Estos cambios se activan a partir de las variaciones de luz o temperatura registrados por los sensores. "Con las ventanas electrocrómicas, todo sucede de forma dinámica; no tenemos que pensar en ello", señala Anne Dillon, científica del National Renewable Energy Laboratory (NREL). "El problema es que son demasiado caras".
Esta semana, Dillon y el investigador Robert Tenent, del NREL, presentaron nuevo método --potencialmente más barato-- para la fabricación de ventanas electrocrómicas en la reunión de la Materials Research Society celebrada en Boston.
Los sistemas electrocrómicos típicos están formados por dos electrodos separados por un electrolito que transporta iones entre ellos. Los materiales de los electrodos --por lo general metales oxidados-- cambian de color cuando un ion como el litio se desplaza hacia dentro o fuera de ellos.
Los sistemas del NREL están basados en electrodos de óxido de níquel y óxido de tungsteno y son los primeros sistemas electrocrómicos que se fabricarán pulverizando precursores baratos para luego calentarlos. El NREL ha probado los sistemas que utilizan un electrolito líquido y, actualmente, está desarrollando sistemas basados en conductores iónicos sólidos. Al aplicar un voltaje al sistema del NREL, los iones de litio salen del óxido de níquel y se introducen en el electrolito; en el otro extremo, los iones de litio se introducen en el óxido de tungsteno. El movimiento de los iones hace que los dos electrodos adquieran color.
Pulverizar las películas no es sólo una alternativa más barata, señala Tenent, también ofrece algunas ventajas de rendimiento. El equipo del NREL observó que la adición de una pequeña cantidad de litio a la disolución colorante de óxido de níquel antes de su impresión hizo que la película cambiase de color mucho más rápido y dentro de una gama más amplia. En 29 segundos, a medida que el litio abandona el electrodo de níquel y se oscurece, el electrodo pasa de transmitir el 80% de la luz incidente a transmitir solo un 30%. La adición de una pequeña cantidad de litio utilizando técnicas de fabricación convencionales sería mucho más difícil, según Tenent.
Hay otras maneras de fabricar ventanas que cambian de color; por ejemplo, utilizando materiales que experimentan un cambio químico en respuesta a la luz. Sin embargo, estos materiales son propensos a la degradación. El grupo del NREL está desarrollando los electrodos de óxidos metálicos con la esperanza de que estos materiales, que son resistentes y no se degradan en respuesta a la luz, tengan unas vidas útiles largas.
De momento, el sistema del NREL se ha probado en sustratos de vidrio. Para hacer un recubrimiento para ventanas verdaderamente asequible, el grupo está trabajando en la fabricación de películas electrocrómicas basadas en plásticos flexibles transparentes. El grupo está negociando con DuPont, fabricante de plásticos, la posibilidad de establecer una colaboración para fabricar las películas electrocrómicas superpuestas en forma de sándwich entre uno de los polímeros termorresistentes de la compañía. El precursor de óxido de níquel hay que calentarlo a unos 300º C para formar el material del electrodo; una temperatura que muchos plásticos no pueden tolerar.
Los robots mas sofisticados se exponen en Japón
En una época en la que la polivalencia es un más, Motoman podría ser el empleado ideal. Cuando no está realizando soldaduras por puntos en una línea de producción de automóviles, está lanzando crepes –sin derramar ni una gota de masa– e incluso se le podría pedir que realizara análisis de sangre rutinarios. Motoman es uno de los cientos de robots de tecnología punta que se exhibieron la semana pasada en la feria bienal del sector celebrada en Tokio.
La industria de los robots en Japón fue valorada en 522.000 millones de yenes el año pasado, una cifra que los fabricantes esperan alcance los 900.000 millones de yenes en el 2016.
Y a juzgar por las máquinas exhibidas en Tokio, la precaria situación de la economía y el envejecimiento de la población en Japón han conducido a un nuevo énfasis en sus usos prácticos y comerciales, como empaquetar, levantar pesos, soldar, realizar trabajos de albañilería y rastrear tras desgracias originadas por desastres naturales.
A pesar de los persistentes temores a que algún día esos robots se vuelvan en contra de sus creadores –o al menos resulten incompatibles como colegas– hay muchas esperanzas de que plataformas de investigación como Hiro, un humanoide de Kawada Industries, demuestren que podemos coexistir.
Hiro, también expuesto en la feria de Tokio la semana pasada, puede reconocer los colores y las formas, levantar y manipular objetos con sus brazos y manos mecánicos ultradiestros y obedecer órdenes verbales sencillas. Hiro también es capaz de reconocer las caras de las personas y asociarlas a sus voces, lo que implica que podría interactuar con colegas o clientes.
El envejecimiento de la sociedad japonesa y la baja tasa de nacimientos del país han originado un mercado potencialmente considerable de robots de compañía y ayuda.
La silla de ruedas robótica de la Universidad de Tokio utiliza sensores que permiten a los usuarios controlar sus movimientos cambiando de lado su peso corporal, mientras el robot móvil de “asistencia a humanos” de NSK –un perro guía de alta tecnología sobre ruedas– guía a su propietario para salvar obstáculos.
Uno de los elemento más esperados de la exposición fue el nuevo traje de fuerza mejorado de la Universidad de Ciencias de Tokio debido a que se empezará a producir para uso comercial el próximo año. Este traje permite a la persona que lo viste realizar trabajos de levantamientos agotadores y tiene unos usos muy evidentes entre ancianos y enfermos.
Otros robots de nueva generación demostraron unos niveles de destreza y delicadeza inimaginables hace apenas unos años; suficientes, por ejemplo, para construir modelos de Lego, sostener rodajas de bizcocho sin aplastarlas o transmitir imágenes de vídeo en vivo mientras se deslizan entre los escombros causados por un terremoto (ver vídeo al final del post).
Pero no todas las últimas creaciones son tan serias. El entretenimiento paralelo lo puso Topio, un humanoide plateado que juega al tenis de mesa, mientras el diminuto Manoi Go –que cuesta 1.000 libras– reafirmó su reputación como la próxima ciberestrella tras mostrar sus habilidades como bailarín de breakdancing.
Avances en energía solar
Un modo de obtener más energía de la luz del sol es asegurarse de que siempre entra en contacto con un panel solar en el ángulo adecuado. Esto implica o bien ir modificando la posición del panel en función de la luz para que siempre mire hacia ella o bien utilizar una óptica compleja para redirigir los rayos del sol hacia la superficie del panel desde arriba.
Ahora, investigadores de la Universidad de Illinois han ideado unas células solares esféricas que se autoensamblan, capaces de captar más luz solar que las planas. La forma es un modo más sencillo de hacer un mayor uso de los rayos del sol, pero ha sido difícil ponerlo en práctica en una célula solar. Estas nuevas células solares a microescala se han hecho utilizando la litografía convencional combinada con el autoensamblaje. Si demuestran su eficacia, los dispositivos se podrían conectar en grandes arrays que tengan la misma salida de energía que las células convencionales, pero con un ahorro en los costes de los materiales al utilizar menos silicio.
"En lugar de un gran bloque de semiconductor equipado con lentes focales y motores para moverlo alrededor, queremos hacer células compactas con una producción de energía significativa", señala Ralph Nuzzo, profesor de química de la Universidad de Illinois, en Urbana-Champaign.
Las superficies curvas captan más luz que las planas porque tienen un área de superficie mayor, pero hacer células solares curvas o esféricas es complicado, señala Nuzzo, porque las técnicas utilizadas para procesar los materiales semiconductores como el silicio funcionan mejor en superficies planas. El grupo de Nuzzo ha resuelto este problema fabricando estructuras 3D a microescala que se autoensamblan a partir de láminas planas.
Los investigadores de Illinois empezaron tratando la superficie de una oblea fina de silicio de alta calidad y utilizaron la litografía convencional para grabar una fina forma bidimensional. Para hacer una esfera, recortaron el silicio en forma de flor y, a continuación, utilizaron un adhesivo para pegar un pequeño trozo de vidrio en su interior. El vidrio ayuda a la estructura a mantener su forma una vez ensamblada. Por último, la tensión de superficie empuja hacia arriba los pétalos de la flor, uniéndolos para formar una esfera.
La dificultad de esto, según Nuzzo, es cómo conseguir que la secuencia de pasos necesarios para que los pétalos se plieguen adoptando la forma deseada. El grupo de Illinois utilizó modelos matemáticos para predecir las propiedades mecánicas de láminas de silicio de formas y grosores diferentes, además de la forma en la que interactúan con el agua, lo cual se puede ajustar tratando químicamente sus superficies.
Avances en medicina: Vendaje que se disuelve al curarse la herida
A pesar d ellos avances en los tratamientos y los esfuerzos de las enfermeras y los médicos, alrededor del 70% de todos los pacientes con quemaduras graves mueren por infecciones relacionadas. Ahora, un nuevo vendaje revolucionario desarrollado en la Universidad de Tel Aviv (TAU) podría reducir considerablemente esa cifra.
La Prof. Meital Zilberman, del Departamento de Ingeniería Biomédica de la TAU, ha desarrollado el nuevo vendaje basado en unas fibras modificadas por ella mediante ingeniería. Estas fibras se pueden cargar de fármacos, como antibióticos, para acelerar el proceso de curación y, una vez realizado su trabajo, se disuelven. Un estudio publicado en la revista Journal of Biomedical Materials Research -- Applied Biomaterials demuestra que, tras solo dos días, este vendaje puede eliminar las bacterias que causan las infecciones.
El nuevo vendaje protege la herida hasta que ya no es necesario; luego, se desvanece. "Hemos desarrollado el primer vendaje que libera antibióticos y se biodegrada de forma controlada", afirma la Prof. Zilberman. "Resuelve las actuales limitaciones físicas y mecánicas de las técnicas de vendaje y proporciona a los médicos una nueva plataforma, más eficaz, para el tratamiento de quemaduras y úlceras".
Aunque el concepto es simple, la tecnología no lo es. La piel, señala la Prof. Zilberman, sirve para un amplio número de fines. "Los vendajes deben mantener cierto nivel de humedad al mismo tiempo que actúan como escudo protector", añade. "Al igual que la piel, también deben permitir que los fluidos de la herida abandonen el tejido infectado a cierta velocidad. No puede ser demasiado rápido ni demasiado lento. Si es demasiado rápido, la herida se secará y no sanará adecuadamente; si es demasiado rápido, hay un verdadero riesgo de que la contaminación aumente".
El nuevo vendaje de la Prof. Zilberman, que todavía carece de nombre formal, está diseñado para imitar la piel y la forma en que ésta protege el cuerpo. Combina propiedades físicas y mecánicas positivas con los que los investigadores médicos denominan "un perfil deseado de liberación de antibióticos".
A diferencia de los antibióticos por vía oral, los que se aplican localmente pueden eliminar las bacterias dañinas antes de que entren en el cuerpo para causar infecciones, septicemia o la muerte. Las personas con quemaduras graves no suelen morir a causa de eso, sino de las infecciones bacterianas secundarias que invaden el cuerpo a través de estas áreas quemadas vulnerables, señala la Prof. Zilberman.
El nuevo vendaje inhibe el desarrollo bacteriano y es biodegradable, permitiendo a los médicos evitar tener que limpiar continuamente la herida para volver a vendar y dejando que el cuerpo realice el trabajo por sí solo. Al administrar los antibióticos directamente en la herida, el médico puede dar al paciente una dosis relativamente elevada, pero local, evitando los posibles problemas de toxicidad que pueden surgir cuando esa misma cantidad de antibiótico pasa a través del cuerpo, explica Zilberman, quien trabajó en la investigación con el estudiante de doctorado Jonathan Elsner.
Ahora, la Prof. Zilberman está empezando las primeras etapas de ensayos clínicos con modelos animales. De momento, su vendaje ha pasado las pruebas mecánicas y físicas in vitro y las pruebas de inhibición bacteriana en el laboratorio. También está buscando un socio estratégico para codesarrollar la investigación y llevarla a la fase comercial.
http://www.euroresidentes.com/Blogs/avances_tecnologicos/avances.htm
Gracias a un nuevo avance, los pacientes podrían recuperar su voz utilizando un dispositivo que analiza el contacto entre la lengua y el paladar.
Investigadores de Sudáfrica están trabajando en un nuevo tipo de laringe artificial que no tendrá la voz ronca de los dispositivos existentes. El sistema registra el contacto entre la lengua y el paladar para determinar qué palabra se está pronunciando y utiliza un sintetizador de voz para generar los sonidos.
De acuerdo con el National Cancer Institute, unos 10.000 estadounidenses son diagnosticados con cáncer de laringe de cada año y a la mayoría de los pacientes con cáncer avanzado hay que quitarles la caja vocal.
"Todos los dispositivos disponibles en la actualidad producen un sonido horroroso, o bien suena robótico o con voz ronca", señala Megan Russell, candidata doctoral de la Universidad de Witwatersrand en Johannesburgo, Sudáfrica. "Pensamos que teníamos a mano la tecnología para lograr una solución artificial de voz sintetizada".
El sistema utiliza un palatómetro: un dispositivo que se parece mucho a una placa de ortodoncia y normalmente se utiliza para la terapia del habla. El dispositivo, fabricado por CompleteSpeech de Orem, Utah, registra el contacto entre la lengua y el paladar por medio de 118 sensores táctiles integrados. El software para la laringe artificial fue escrito por Russell y sus colegas de la Universidad de Witwatersrand. Su trabajo será presentado en la Conferencia Internacional sobre Ingeniería Biomédica y Farmacéutica celebrada esta semana en Singapur.
Para utilizar el dispositivo, basta con que la persona se ponga el palatómetro en la boca y pronuncie las palabras con normalidad. El sistema intenta traducir esos movimientos de la boca en palabras antes de reproducirlos en un pequeño sintetizador de sonido escondido, tal vez, en un bolsillo de la camisa.
Por el momento, Russell ha entrenado al sistema para reconocer 50 palabras comunes en inglés pronunciando varias veces cada palabra con el palatómetro colocado en su boca. La información se puede representar en un gráfico espacio-tiempo binario y almacenar en una base de datos. Cada vez que el usuario habla, los patrones de contacto se contrastan con la base de datos para identificar la palabra correcta.
El equipo de Russell ha probado el sistema de identificación de palabras utilizando varias técnicas. Un enfoque consiste en alinear y hacer un promedio de los datos producidos durante el entrenamiento del dispositivo para unos cuantos casos de una palabra, con el fin de crear una plantilla para la comparación. Otro compara características como el área del trazado de los datos en el gráfico y el centro de masa en los ejes X e Y. Un sistema de voto compara los resultados de los métodos seleccionados para ver si coinciden. Los investigadores también han probado un sistema de análisis predictivo, que tiene en cuenta la última palabra pronunciada para ayudar a determinar la siguiente.
Según Russell, cuando se combinan los elementos obtenidos por predicción y votación, el sistema identifica la palabra correcta en el 94,14% de los casos, aunque esto no incluye las palabras que el sistema clasifica como "desconocidas" y elige saltárselas. Russell dice que eso sucede alrededor del 18% de los casos. Pero, según él, elegir una palabra errónea "podría conducir a situaciones sociales muy complicadas", por lo que es mejor que sistema rechace las palabras que no están claras y permanezca en silencio.
El equipo espera eliminar los cables planos del palatómetro que salen de la boca del usuario y, en su lugar, crear un sistema en el que los datos se transmitan de forma inalámbrica desde el palatómetro a un sintetizador de voz. El grupo necesita mejorar también el sistema de análisis predictivo y ampliar la base de datos de palabras.
El equipo de Russell también tendrá que probar el dispositivo en muchos más sujetos --incluso aquellos sin una laringe--, antes de que el dispositivo pueda salir al mercado.
Ventanas que cambian de color según el tiempo
El treinta por ciento de la energía utilizada por los edificios en los Estados Unidos se emplea para compensar la pérdida o ganancia de calor a través de las ventanas. Esto supone unos 40.000 millones de dólares en costes de electricidad cada año. Las ventanas que cambian de color en respuesta a los cambios climáticos pueden ayudar a ahorrar en costes de electricidad absorbiendo la luz del sol en invierno y reflejándola en verano. Estas ventanas existen desde hace tiempo, pero son caras y su uso no está muy extendido. Ahora los investigadores están desarrollando métodos de impresión baratos para fabricar estos sistemas electrocrómicos y esperan poder hacer películas electrocrómicas que se puedan recortar para ajustarlas a las ventanas existentes.
Las ventanas electrocrómicas incluyen unos materiales superpuestos en forma de sándwich que cambian de color cuando se aplica un pequeño campo eléctrico a través de ellos. Estos cambios se activan a partir de las variaciones de luz o temperatura registrados por los sensores. "Con las ventanas electrocrómicas, todo sucede de forma dinámica; no tenemos que pensar en ello", señala Anne Dillon, científica del National Renewable Energy Laboratory (NREL). "El problema es que son demasiado caras".
Esta semana, Dillon y el investigador Robert Tenent, del NREL, presentaron nuevo método --potencialmente más barato-- para la fabricación de ventanas electrocrómicas en la reunión de la Materials Research Society celebrada en Boston.
Los sistemas electrocrómicos típicos están formados por dos electrodos separados por un electrolito que transporta iones entre ellos. Los materiales de los electrodos --por lo general metales oxidados-- cambian de color cuando un ion como el litio se desplaza hacia dentro o fuera de ellos.
Los sistemas del NREL están basados en electrodos de óxido de níquel y óxido de tungsteno y son los primeros sistemas electrocrómicos que se fabricarán pulverizando precursores baratos para luego calentarlos. El NREL ha probado los sistemas que utilizan un electrolito líquido y, actualmente, está desarrollando sistemas basados en conductores iónicos sólidos. Al aplicar un voltaje al sistema del NREL, los iones de litio salen del óxido de níquel y se introducen en el electrolito; en el otro extremo, los iones de litio se introducen en el óxido de tungsteno. El movimiento de los iones hace que los dos electrodos adquieran color.
Pulverizar las películas no es sólo una alternativa más barata, señala Tenent, también ofrece algunas ventajas de rendimiento. El equipo del NREL observó que la adición de una pequeña cantidad de litio a la disolución colorante de óxido de níquel antes de su impresión hizo que la película cambiase de color mucho más rápido y dentro de una gama más amplia. En 29 segundos, a medida que el litio abandona el electrodo de níquel y se oscurece, el electrodo pasa de transmitir el 80% de la luz incidente a transmitir solo un 30%. La adición de una pequeña cantidad de litio utilizando técnicas de fabricación convencionales sería mucho más difícil, según Tenent.
Hay otras maneras de fabricar ventanas que cambian de color; por ejemplo, utilizando materiales que experimentan un cambio químico en respuesta a la luz. Sin embargo, estos materiales son propensos a la degradación. El grupo del NREL está desarrollando los electrodos de óxidos metálicos con la esperanza de que estos materiales, que son resistentes y no se degradan en respuesta a la luz, tengan unas vidas útiles largas.
De momento, el sistema del NREL se ha probado en sustratos de vidrio. Para hacer un recubrimiento para ventanas verdaderamente asequible, el grupo está trabajando en la fabricación de películas electrocrómicas basadas en plásticos flexibles transparentes. El grupo está negociando con DuPont, fabricante de plásticos, la posibilidad de establecer una colaboración para fabricar las películas electrocrómicas superpuestas en forma de sándwich entre uno de los polímeros termorresistentes de la compañía. El precursor de óxido de níquel hay que calentarlo a unos 300º C para formar el material del electrodo; una temperatura que muchos plásticos no pueden tolerar.
Los robots mas sofisticados se exponen en Japón
En una época en la que la polivalencia es un más, Motoman podría ser el empleado ideal. Cuando no está realizando soldaduras por puntos en una línea de producción de automóviles, está lanzando crepes –sin derramar ni una gota de masa– e incluso se le podría pedir que realizara análisis de sangre rutinarios. Motoman es uno de los cientos de robots de tecnología punta que se exhibieron la semana pasada en la feria bienal del sector celebrada en Tokio.
La industria de los robots en Japón fue valorada en 522.000 millones de yenes el año pasado, una cifra que los fabricantes esperan alcance los 900.000 millones de yenes en el 2016.
Y a juzgar por las máquinas exhibidas en Tokio, la precaria situación de la economía y el envejecimiento de la población en Japón han conducido a un nuevo énfasis en sus usos prácticos y comerciales, como empaquetar, levantar pesos, soldar, realizar trabajos de albañilería y rastrear tras desgracias originadas por desastres naturales.
A pesar de los persistentes temores a que algún día esos robots se vuelvan en contra de sus creadores –o al menos resulten incompatibles como colegas– hay muchas esperanzas de que plataformas de investigación como Hiro, un humanoide de Kawada Industries, demuestren que podemos coexistir.
Hiro, también expuesto en la feria de Tokio la semana pasada, puede reconocer los colores y las formas, levantar y manipular objetos con sus brazos y manos mecánicos ultradiestros y obedecer órdenes verbales sencillas. Hiro también es capaz de reconocer las caras de las personas y asociarlas a sus voces, lo que implica que podría interactuar con colegas o clientes.
El envejecimiento de la sociedad japonesa y la baja tasa de nacimientos del país han originado un mercado potencialmente considerable de robots de compañía y ayuda.
La silla de ruedas robótica de la Universidad de Tokio utiliza sensores que permiten a los usuarios controlar sus movimientos cambiando de lado su peso corporal, mientras el robot móvil de “asistencia a humanos” de NSK –un perro guía de alta tecnología sobre ruedas– guía a su propietario para salvar obstáculos.
Uno de los elemento más esperados de la exposición fue el nuevo traje de fuerza mejorado de la Universidad de Ciencias de Tokio debido a que se empezará a producir para uso comercial el próximo año. Este traje permite a la persona que lo viste realizar trabajos de levantamientos agotadores y tiene unos usos muy evidentes entre ancianos y enfermos.
Otros robots de nueva generación demostraron unos niveles de destreza y delicadeza inimaginables hace apenas unos años; suficientes, por ejemplo, para construir modelos de Lego, sostener rodajas de bizcocho sin aplastarlas o transmitir imágenes de vídeo en vivo mientras se deslizan entre los escombros causados por un terremoto (ver vídeo al final del post).
Pero no todas las últimas creaciones son tan serias. El entretenimiento paralelo lo puso Topio, un humanoide plateado que juega al tenis de mesa, mientras el diminuto Manoi Go –que cuesta 1.000 libras– reafirmó su reputación como la próxima ciberestrella tras mostrar sus habilidades como bailarín de breakdancing.
Avances en energía solar
Un modo de obtener más energía de la luz del sol es asegurarse de que siempre entra en contacto con un panel solar en el ángulo adecuado. Esto implica o bien ir modificando la posición del panel en función de la luz para que siempre mire hacia ella o bien utilizar una óptica compleja para redirigir los rayos del sol hacia la superficie del panel desde arriba.
Ahora, investigadores de la Universidad de Illinois han ideado unas células solares esféricas que se autoensamblan, capaces de captar más luz solar que las planas. La forma es un modo más sencillo de hacer un mayor uso de los rayos del sol, pero ha sido difícil ponerlo en práctica en una célula solar. Estas nuevas células solares a microescala se han hecho utilizando la litografía convencional combinada con el autoensamblaje. Si demuestran su eficacia, los dispositivos se podrían conectar en grandes arrays que tengan la misma salida de energía que las células convencionales, pero con un ahorro en los costes de los materiales al utilizar menos silicio.
"En lugar de un gran bloque de semiconductor equipado con lentes focales y motores para moverlo alrededor, queremos hacer células compactas con una producción de energía significativa", señala Ralph Nuzzo, profesor de química de la Universidad de Illinois, en Urbana-Champaign.
Las superficies curvas captan más luz que las planas porque tienen un área de superficie mayor, pero hacer células solares curvas o esféricas es complicado, señala Nuzzo, porque las técnicas utilizadas para procesar los materiales semiconductores como el silicio funcionan mejor en superficies planas. El grupo de Nuzzo ha resuelto este problema fabricando estructuras 3D a microescala que se autoensamblan a partir de láminas planas.
Los investigadores de Illinois empezaron tratando la superficie de una oblea fina de silicio de alta calidad y utilizaron la litografía convencional para grabar una fina forma bidimensional. Para hacer una esfera, recortaron el silicio en forma de flor y, a continuación, utilizaron un adhesivo para pegar un pequeño trozo de vidrio en su interior. El vidrio ayuda a la estructura a mantener su forma una vez ensamblada. Por último, la tensión de superficie empuja hacia arriba los pétalos de la flor, uniéndolos para formar una esfera.
La dificultad de esto, según Nuzzo, es cómo conseguir que la secuencia de pasos necesarios para que los pétalos se plieguen adoptando la forma deseada. El grupo de Illinois utilizó modelos matemáticos para predecir las propiedades mecánicas de láminas de silicio de formas y grosores diferentes, además de la forma en la que interactúan con el agua, lo cual se puede ajustar tratando químicamente sus superficies.
Avances en medicina: Vendaje que se disuelve al curarse la herida
A pesar d ellos avances en los tratamientos y los esfuerzos de las enfermeras y los médicos, alrededor del 70% de todos los pacientes con quemaduras graves mueren por infecciones relacionadas. Ahora, un nuevo vendaje revolucionario desarrollado en la Universidad de Tel Aviv (TAU) podría reducir considerablemente esa cifra.
La Prof. Meital Zilberman, del Departamento de Ingeniería Biomédica de la TAU, ha desarrollado el nuevo vendaje basado en unas fibras modificadas por ella mediante ingeniería. Estas fibras se pueden cargar de fármacos, como antibióticos, para acelerar el proceso de curación y, una vez realizado su trabajo, se disuelven. Un estudio publicado en la revista Journal of Biomedical Materials Research -- Applied Biomaterials demuestra que, tras solo dos días, este vendaje puede eliminar las bacterias que causan las infecciones.
El nuevo vendaje protege la herida hasta que ya no es necesario; luego, se desvanece. "Hemos desarrollado el primer vendaje que libera antibióticos y se biodegrada de forma controlada", afirma la Prof. Zilberman. "Resuelve las actuales limitaciones físicas y mecánicas de las técnicas de vendaje y proporciona a los médicos una nueva plataforma, más eficaz, para el tratamiento de quemaduras y úlceras".
Aunque el concepto es simple, la tecnología no lo es. La piel, señala la Prof. Zilberman, sirve para un amplio número de fines. "Los vendajes deben mantener cierto nivel de humedad al mismo tiempo que actúan como escudo protector", añade. "Al igual que la piel, también deben permitir que los fluidos de la herida abandonen el tejido infectado a cierta velocidad. No puede ser demasiado rápido ni demasiado lento. Si es demasiado rápido, la herida se secará y no sanará adecuadamente; si es demasiado rápido, hay un verdadero riesgo de que la contaminación aumente".
El nuevo vendaje de la Prof. Zilberman, que todavía carece de nombre formal, está diseñado para imitar la piel y la forma en que ésta protege el cuerpo. Combina propiedades físicas y mecánicas positivas con los que los investigadores médicos denominan "un perfil deseado de liberación de antibióticos".
A diferencia de los antibióticos por vía oral, los que se aplican localmente pueden eliminar las bacterias dañinas antes de que entren en el cuerpo para causar infecciones, septicemia o la muerte. Las personas con quemaduras graves no suelen morir a causa de eso, sino de las infecciones bacterianas secundarias que invaden el cuerpo a través de estas áreas quemadas vulnerables, señala la Prof. Zilberman.
El nuevo vendaje inhibe el desarrollo bacteriano y es biodegradable, permitiendo a los médicos evitar tener que limpiar continuamente la herida para volver a vendar y dejando que el cuerpo realice el trabajo por sí solo. Al administrar los antibióticos directamente en la herida, el médico puede dar al paciente una dosis relativamente elevada, pero local, evitando los posibles problemas de toxicidad que pueden surgir cuando esa misma cantidad de antibiótico pasa a través del cuerpo, explica Zilberman, quien trabajó en la investigación con el estudiante de doctorado Jonathan Elsner.
Ahora, la Prof. Zilberman está empezando las primeras etapas de ensayos clínicos con modelos animales. De momento, su vendaje ha pasado las pruebas mecánicas y físicas in vitro y las pruebas de inhibición bacteriana en el laboratorio. También está buscando un socio estratégico para codesarrollar la investigación y llevarla a la fase comercial.
http://www.euroresidentes.com/Blogs/avances_tecnologicos/avances.htm