Vehículo de exploración espacial impulsado por microbios

William Márquez

BBC Mundo, Washington

La Geobacter sulfurreducens se alimenta del óxido de metales y produce electrones por fuera de su cuerpo.

Científicos del Laboratorio de Investigación Naval en Washington, Estados Unidos (NRL, por sus siglas en inglés), están desarrollando un vehículo para la exploración de las superficies de otros planetas impulsado por energía producida por microbios.

Los microbios, conocidos por su nombre científico Geobacter sulfurreducens, descomponen metales y generan electricidad a través de procesos metabólicos.

La innovadora fuente de energía podría expandir la capacidad de exploración de los vehículos en ambientes hostiles, aunque el descubridor de esta especie de bacteria cuestiona si, en las actuales circunstancias, podrían producir suficiente energía para esta tarea.

Óxido y electrones

El doctor Lovley descubrió las geobacter en los sedimentos del río Potomac, en Washington.

El Geobacter sulfurreducens fue descubierto en el sedimento del río Potomac, que bordea Washington, por el doctor Derek Lovley, profesor de microbiología de la Universidad de Massachusetts.
"Estas bacterias consumen el óxido de minerales para su energía de la misma manera en que nosotros usamos el oxígeno del aire", explicó.
"Cuando publicamos el artículo en Science (una revista científica) en 2002, descubrimos que despiden electrones por fuera de su organismo", lo que las convierte en una fuente de energía eléctrica.
El trabajo del doctor Lovley está financiado por la fuerza naval y la aplicación original del descubrimiento se concentraba en la generación de energía para dispositivos electrónicos en el fondo del mar.

Con solo enterrar un electrodo de grafito en el sedimento marino para que fuera colonizado por geobacter, las bacterias producirían electricidad que sería transmitida por una conexión a otro electrodo.

"El gran beneficio es que se evita el difícil y costoso proceso cambiar baterías tradicionales en un lugar remoto", señaló Lovley. "Los dispositivos podrían operar casi que para siempre sin tener que cambiar baterías".

Del mar al espacio

Lo que ahora intenta hacer el Laboratorio de Investigación Naval es transferir ese concepto a vehículos que son enviados a explorar otros planetas.
"La meta es demostrar una fuente de energía más eficiente y confiable para impulsar pequeños vehículos robóticos en lugares donde la intervención humana es inexistente", declaró en un comunicado el doctor Gregory P. Scott, director del proyecto.

El prototipo que desarrolla el NRL solo pesaría unas dos libras -aproximadamente un kilogramo- y estaría diseñado para misiones de larga duración y donde no sería práctico enviar los tradicionales vehículos de exploración que la NASA lanzado a Marte y que dependen de baterías de plutonio o paneles solares.

La MFC impulsaría vehículos de exploración planetaria mucho más pequeños que los que actualmente utiliza NASA.

La fuente de energía se describe como pila de energía microbiana (MFC, por sus siglas en inglés).
Según el laboratorio naval, la MFC fue seleccionada por su larga duración, dada la capacidad de los microorganismos de reproducirse y la alta densidad de energía de las bacterias comparado a las fuentes tradicionales como los iones de litio.

Consumo energético

Derek Lovley cuestiona, sin embargo, qué tanta energía podrían generar los microbios que estarían encapsulados en un sistema autosuficiente con un contenido limitado de óxido del cual alimentarse.
"Su potencia es relativamente baja y nuestras investigaciones se han concentrado básicamente en transformar las bacterias, mediante ingeniería genética, para incrementar los niveles de corriente que producen", expresó.
Pero el doctor Scott, científico en robótica espacial del NRL, explica en su comunicado que el objetivo es desarrollar un sistema óptimo de bajo consumo eléctrico.

La fuerza naval lleva décadas colaborando con la NASA en la exploración espacial.

"Las baterías microbianas combinadas con dispositivos electrónicos de muy bajo consumo y con mínimos requerimientos para la movilidad abordan ese vacío en la tecnología energética aplicable a sistemas robóticos, especialmente los de las misiones planetarias".
El doctor Scott recibió financiación de un fondo de Conceptos Innovadores Avanzados de la NASA (NIAC, por sus siglas en inggés) para adelantar la fase inicial del proyecto.
No es la primera vez que la agencia aeroespacial y la fuerza naval de Estados Unidos participan conjuntamente un misiones espaciales.
La oficina de Investigación Naval rompió el récord de ascenso de un globo tripulado a gran altitud en los años 50, considerado el precursor de los viajes espaciales.

 Tomado de:
http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2012/01/120113_ciencia_tecnologia_vehiculo_combustible_bacteria_wbm.shtml

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Crean un «cerebro artificial» a partir de ADN humano

El prototipo, una red compuesta por el equivalente a cuatro neuronas, fue capaz de formar recuerdos y tomar decisiones

neoteo

Día 03/08/2011 - 04.55h

 

 

Desde hace décadas que los científicos buscan crear una Inteligencia Artificial (IA) comparable a la humana. En general, la mayor parte de los intentos provienen del ámbito de la informática, implementando algoritmos y ordenadores que puedan reproducir en mayor o menor medida el comportamiento del cerebro humano. Pero un grupo de expertos del Instituto de Tecnología de California ha encarado del problema mediante la bioquímica, utilizando como “ladrillo básico” para su cerebro artificial moléculas de ADN. El prototipo, una red compuesta por el equivalente a cuatro neuronas, fue capaz de reconocer patrones de sucesos, formar recuerdos, tomar decisiones y realizar diferentes acciones. Te contamos los detalles de este increíble experimento.

Científicos del Instituto de Tecnología de California (Caltech) pusieron a punto un “cerebro artificial” capaz de recuperar recuerdos a partir de patrones parciales, de una manera similar a como lo hace el cerebro humano. Si bien se han hecho -y se siguen haciendo- experimentos similares casi todos los meses, lo que convierte el trabajo de los expertos del Caltech en algo especial es que su Inteligencia Artificial (IA) no es un programa corriendo en un superordenador. En efecto, se trata de una red neuronal pequeña (compuesta por el equivalente de cuatro neuronas) connstruida a partir de moléculas de ADN. El nuevo “cerebro” se encuentra dentro de un tubo de ensayo, y se comunica con el mundo mediante señales químicas y marcadores fluorescentes

Para construir la red neuronal bioquímica, los científicos se basaron en un modelo de neurona sencillo denominado “función de umbral lineal”. Básicamente, el modelo predice que cuando la neurona recibe determinadas señales químicas en sus entradas, espera a que traspasen un umbral para “activarse” y producir determinadas señales en sus salidas. Los expertos de Caltech son especialistas en ciencias computacionales y bioingeniería, y para probar las habilidades de su IA la sometieron a un “juego de adivinación”. Los sorprendentes resultados obtenidos con tan solo cuatro neuronas permite suponer que si se elevase su número lo suficiente, podría ser tan “inteligente” como nosotros.

La pequeña red neuronal fue capaz de “recuperar recuerdos” a partir de patrones incompletos, de la misma forma que lo hace nuestro cerebro. Lulu Qian, investigadora del Caltech y principal autora del artículo que su equipo publicó en la revista Nature, dice que “este cerebro es increíble, capaz de reconocer patrones de sucesos, formar recuerdos, tomar decisiones y realizar acciones diferentes”. Al comienzo de su trabajo, los investigadores se preguntaron si un grupo de moléculas en interacción podría llegar a exhibir un comportamiento “ordenado e inteligente”, similar al de un cerebro. Según Qian, y luego de haber culminado el experimento, la respuesta es un rotundo “sí”. Cada una de las “neuronas” era un grupo de 112 hebras distintas de ADN, y la “red” estaba contenida en un tubo de ensayo.

¿Reconoces a Ramón y Cajal?

Para probar sus habilidades se la sometió a un juego que consistía en identificar a un científico determinado. Las respuestas posibles eran “Rosalind Franklin”, “Claude Shannon”, “Santiago Ramón y Cajal” y “Alan Turing”, y el cerebro recibía datos del tipo “Nació en el Siglo XX” o “Era británico”. Una vez que se introdujeron los datos necesarios en la red, el equipo de científicos elegía un nombre al azar, y proporcionaba a la IA un conjunto incompleto de datos sobre él. Sorprendentemente, a partir de los datos proporcionados, la red neuronal artificial fue capaz de “adivinar” en cuál de los cuatro científicos habían pensado los investigadores utilizando 27 formas distintas de respuesta a las cuestiones. No falló siquiera una vez.

Las “preguntas” se introducían en el tubo mediante hebras de ADN y la red proporcionaba sus respuestas a través de señales fluorescentes. Seguimos estando lejos de conseguir una Inteligencia Artificial capaz de competir con la inteligencia natural, pero experimentos como este nos permiten especular con que dentro de no mucho tiempo lograremos una “entidad artificial” capaz de razonar lo suficientemente bien como para ser útil.

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Inventan un gorro que frena antes que el conductor

Redacción

BBC Mundo

 Viernes, 29 de julio de 2011 

 

Los gorros son incómodos, se tarda media hora en prepararlos y el conductor tiene lavarse la cabeza después de usarlos

El tiempo que tarda un conductor en frenar puede ser reducido gracias a un sistema de electrodos que envía señales al cerebro, según un grupo de científicos alemanes que afirma que su invento podría evitar numerosos accidentes.

Los voluntarios que se sometieron al experimento, ideado por el Instituto de Tecnología de Berlín, se sentaron en un simulador de conducción y se ajustaron en la cabeza un gorro con electrodos.

Cuando el sistema detectaba la intención de frenar, reaccionaba y conseguía recortar en más de tres metros la distancia de parado, según informan los investigadores en la revista Journal of Neural Engineering.
Los científicos quieren probar su invento en carretera, para examinar su aplicación en un futuro a la conducción real.
En el simulador, los 18 voluntarios recibieron órdenes de mantenerse a una distancia de 20 metros del auto que tenían por delante, que frenaba brusca y arbitrariamente.
El sistema que usaban los científicos, basado en la técnica de la electroencefalografía (EEG), identificaba la intención de frenar 13 centésimas de segundo antes de que el conductor pisara el pedal.
A una velocidad de 100 kilómetros por hora, la distancia de frenado se reducía en 3,66 metros.
El informático Stefan Haufe le dijo a la BBC que sabían que la intención de frenar es claramente visible en el cerebro, pero fue una sorpresa para su equipo que ésta fuera tan predecible.
La técnica de la EEG ha sido usada anteriormente para ayudar a las personas con parálisis a controlar computadoras, prótesis o sillas de ruedas.

Inconvenientes

El director de la investigación, Benjamin Blankertz, advirtió que aún pasará un tiempo hasta que este avance pueda ser aplicado en situaciones de conducción real, en particular porque el conductor tiene que llevar sobre su cabeza un gorro de plástico con 64 electrodos cubiertos con gel conductivo.
Los gorros son incómodos, se tarda media hora en prepararlos y el conductor tiene lavarse el gel de su cabeza después de haberlos usado. Por el momento, se están elaborando versiones más ligeras.
Otro inconveniente citado por la revista es que los conductores tienen que mantenerse muy quietos, algo que no es siempre posible cuando se está al volante, en particular a la hora de ejecutar una parada de emergencia.
Además, Blankertz reconoció que su equipo tiene que trabajar para evitar falsas alarmas, para evitar la posibilidad de que la máquina pueda leer de forma equivocada el cerebro y frenar cuando no es necesario.
Blankertz y su equipo esperan trabajar con la industria del automóvil para combinar su técnica de EEG con los sistemas de radar y láser que ya son usados por algunos autos y que se activan cuando detectan obstáculos como paredes, señales de tráfico y otros vehículos.
Tomado de:
http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2011/07/110729_cerebro_ondas_ciencia_autos_frenos_fp.shtml

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Teletransportan con éxito información entre dos puntos separados

Los datos fueron enviados de forma instantánea sin las limitaciones de la velocidad de la luz.

El sistema podría utilizarse en el diseño de ordenadores cuánticos más rápidos

Un equipo de investigadores de la Universidad de Tokio en Japón y la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia, liderados por Noriyuki Lee, ha tenido éxito al teletransportar paquetes de ondas no clásicas de luz de un sitio a otro. Esto, expresado en palabras simples, significa que por primera vez se ha logrado enviar datos de un sitio a otro de forma instantánea, sin necesidad de utilizar los “lentos” fotones clásicos que son incapaces de superar la velocidad de la luz. Según los autores del trabajo, el sistema podría utilizarse en el diseño de ordenadores cuánticos más rápidos y capaces de transportar información de forma segura e instantánea.

Hace años que los científicos buscan la forma de convertir la teleportación cuántica prevista por las leyes de la física en un dispositivo real. La “letra pequeña” de la física cuántica dice que, en determinadas condiciones, es posible transferir información entre dos puntos de forma instantánea, sin las limitaciones que impone la velocidad de la luz. Pero una cosa es que algo sea posible (o permitido por las leyes que rigen el Universo) y otra muy diferente construir un aparato que lo convierta en realidad. Se han realizado varios experimentos, algunos con resultados sorprendentes, pero según parece, han sido los investigadores de la Universidad de Tokio en Japón junto a los de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia, liderados por Noriyuki Lee, quienes han tenido éxito en construir lo que llaman “un aparato de teletransporte de banda ancha y con dispersión cero”.

Los resultados de este trabajo han sido publicados en la revista Science. Básicamente, lo que hicieron estos científicos fue enviar del punto A al punto B una serie de datos expresados a nivel cuántico mediante fotones. Obviamente, lo interesante de esto es que no se han utilizado estas partículas de la misma manera en que se aprovechan en el interior de una fibra óptica, sino que se han empleado efectos cuánticos con nombres tan extraños como “constricción”, “sustracción fotónica”, “entrelazamiento” y “detección homodina”. El resultado ha sido un dispositivo de teleportación capaz de teleportar paquetes de ondas no clásicas de luz de un lugar a otro logrando por primera vez que se transfiera toda la información sin que se pierda ningún fragmento en el proceso. En este experimento, los puntos de salida y llegada (A y B) estaban relativamente cerca, pero la teoría detrás de todo este galimatías tecnológico pronostica que es posible hacer lo mismo entre dos puntos cualquiera del Universo.

Todos los correos, en un instante

Ni falta hace decir que un logro como este, convertido en un dispositivo comercial, cambiaría la forma en que nos comunicamos. La posibilidad de transferir datos de forma instantánea (o lo que es lo mismo, en un tiempo igual a cero) implica que podríamos -por ejemplo- recibir todos nuestros correos electrónicos en un instante, descargar 1TB de datos en el mismo tiempo, o cualquier otra cosa que se te ocurra. Pero hay algunas implicaciones más sutiles. Si este tipo de tecnología se convierte en parte de los microprocesadores, por ejemplo, su velocidad de proceso también se incrementaría de forma impresionante, ya que las señales que viajan por su interior podrían llegar de un extremo al otro del dispositivo en un tiempo nulo. Según los autores de este trabajo, el sistema empleado podría utilizarse para diseñar ordenadores cuánticos con características realmente asombrosas.

abc.com

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