Blogia
vgomez

CURIOSIDADES

Científicos crean unha pel robótica capaz de sentir cortes, calor e ata picadas profundas

Cando un dedo toca o bordo afiado dunha folla ou se achega a unha cunca quente, o corpo reacciona de forma inmediata. Esa capacidade de resposta, resultado de millóns de anos de evolución, é unha das habilidades máis complexas de replicar nun robot. Con todo, un novo desenvolvemento tecnolóxico podería cambiar as regras do xogo: investigadores británicos crearon unha pel robótica capaz de detectar con precisión estímulos como presión, temperatura, dano físico e mesmo o tipo de contacto que recibe.

 Este avance, publicado na revista Science Robotics, presenta unha pel electrónica fabricada a partir dun hidroxel condutor moldeable, que foi sometido a probas extremas: foi cortado con bisturí, golpeado, queimado e presionado con instrumentos metálicos. O obxectivo non era torturar ao invento, senón demostrar a súa capacidade para interpretar e clasificar distintas sensacións táctiles. E logrouno: máis de 1,7 millóns de sinais recollidos permitiron adestrar un sistema capaz de distinguir entre un simple rozamento, unha presión illada ou unha queimadura localizada.

As peles electrónicas non son un concepto novo, pero si o é o seu nivel de funcionalidade. Ata o de agora, a maioría de sensores usados en robótica requirían varios tipos de compoñentes específicos para detectar distintas sensacións: un sensor de presión, outro de temperatura, outro para vibracións. Esta nova pel sintetiza todo iso nun só material e unha única capa, grazas a unha técnica chamada tomografía de impedancia eléctrica (EIT).

O segredo está en como se organiza a información dentro do material. Segundo explican os autores, "monitorizando todas as configuracións posibles entre os eléctrodos, podemos identificar cales achegan máis información sobre cada tipo de estímulo". Isto permite estruturar os datos recolleidos de forma máis eficiente, algo fundamental cando se traballa con millóns de canles de información simultánea.

Ademais, a pel non está composta por múltiples materiais pegados entre si, como ocorre con outros deseños que tenden a romper ou delaminarse. Está feita dun só tipo de hidroxel elástico e autorreparable, o que a fai máis resistente e adaptable a diferentes formas, como mans humanas, superficies curvas ou mesmo rostros de robots humanoides.

Unha das probas crave foi fundir o hidroxel en forma dunha man humana a tamaño real. Nela colocáronse 32 eléctrodos distribuídos ao redor da boneca, sen necesidade de inserir cables nin sensores adicionais nos dedos ou a palma. A través destas conexións, os investigadores puideron ler a forma na que o campo eléctrico cambiaba cando alguén tocaba a man, quentábaa ou a danaba.

Cada un deses cambios modificaba a condutividade eléctrica do hidroxel de forma distinta segundo o tipo de contacto, como ocorre na pel humana. Por exemplo, unha incisión con bisturí reducía bruscamente a condutividade, mentres que un obxecto metálico aumentaba a transmisión do campo eléctrico. “Danar a membrana reduce localmente a súa condutividade a cero, xerando a maior resposta medida”, detallan os autores.

Non só tratábase de detectar un estímulo, senón tamén de localizar con precisión o punto de contacto, diferenciar se se trataba dunha ou varias zonas presionadas, e mesmo recoñecer cando unha zona quentábase e logo arrefriábase. O sistema de aprendizaxe automática desenvolvida foi capaz de interpretar todas estas variacións en tempo real, sen necesidade de reconstruír mapas complexos.

Un dos aspectos máis sorprendentes desta pel electrónica é que non só pode captar sensacións táctiles. Tamén é capaz de medir condicións ambientais como a temperatura e a

humidade, algo que resulta clave en escenarios como o rescate de persoas, a exploración espacial ou a interacción humano-robot en contornas cambiantes.

Durante unha proba de 100 horas no laboratorio, os investigadores recompilaron datos ambientais de forma continua e comprobaron como estes factores modificaban de maneira predicible o sinal eléctrico do hidroxel. Con tan só 50 canles de información seleccionados mediante algoritmos estatísticos, unha rede neuronal puido predicir con alta precisión a temperatura e humidade en cada momento.

Isto significa que un robot equipado con esta pel podería “sentir” tanto o que lle toca como o clima que o rodea, sen sensores adicionais nin cambios no hardware. Esa integración multimodal (tacto, temperatura, humidade e dano) nunha soa capa representa unha mellora radical na eficiencia e funcionalidade dos sistemas robóticos brandos.

En robótica, detectar o toque non é suficiente: tamén é esencial saber onde se produciu. Neste caso, os autores lograron unha precisión destacable. A pel artificial foi capaz de localizar un toque humano sobre man robótica cunha marxe de erro media inferior a 25 milímetros nunha área de 38.000 mm², segundo os mapas de activación creados cos datos recollidos.

Esta precisión obtívose mesmo en zonas afastadas dos eléctrodos, como as puntas dos dedos, onde o campo eléctrico é máis débil. Para compensalo, o sistema priorizou automaticamente as canles máis sensibles, mellorando así o rendemento sen necesidade de engadir sensores extra ou modificar a forma física do robot.

En palabras do equipo, “a estrutura de información do sistema permite identificar e procesar estímulos multimodales, mellorar a eficiencia da localización táctil e transferir coñecementos entre modalidades”. Este enfoque de deseño baseado en datos ofrece unha vantaxe crave fronte a métodos anteriores máis ríxidos e menos escalables.

Este desenvolvemento abre a porta a unha nova xeración de robots máis sensibles, versátiles e seguros, especialmente en contextos onde a interacción con humanos ou contornas fráxiles é frecuente. Próteses intelixentes, asistentes médicos, brazos robóticos para cirurxías delicadas ou vehículos autónomos con capacidade de percepción da contorna son só algunhas das aplicacións posibles.

Con todo, aínda quedan retos por resolver. O hidroxel, aínda que estable durante semanas, pode verse afectado por cambios prolongados de humidade ou temperatura. Ademais, as zonas de conexión entre os eléctrodos e o robot deben seguir perfeccionándose para evitar fallos por fatiga do material ou do cableado.

Aínda así, o modelo de deseño proposto (unha pel branda, continua e capaz de aprender con poucos datos) representa un cambio de paradigma. Fronte ao enfoque tradicional baseado en sensores separados e materiais ríxidos, esta proposta demostra que menos pode ser máis, se se estrutura ben a información.

FONTE: Eugenio M. Fernández Aguilar/muyinteresante.com          Imaxes:  Science Robotics

DESMONTANDO OS MITOS MÁIS PERSISTENTES SOBRE ANIMAIS (V)

Continúo coa serie adicada algúns dos mitos máis persistentes sobre animais e enfrontámolos coa evidencia científica. Porque entender o mundo animal tamén implica desaprender o que criamos saber.

Mito 5: Os dóberman tolean porque o cerebro non lles cabe no cranio

Este mito baséase en que os dóberman son unha raza pouco menos que de laboratorio (en realidade, débense aos traballos de cruzamento do alemán Karl Louis Dobermann, a finais do século XIX), concibida para obter como resultado un can de ataque. Un efecto colateral dese proceso é que o seu cerebro é demasiado grande para a cavidade cranial, o que fai que perdan a cabeza e ataquen aos seus amos.

O desmentido é moi sinxelo: non existe un só caso, na historia da crianza canina, nin de ningún outro animal, no que o cerebro medrase ata exceder a capacidade do cranio. Os cerebros dos dóberman teñen un desenvolvemento absolutamente normal, pero mesmo se o rumor fose certo, iso non tería as mesmas consecuencias de comportamento para cada exemplar.

O bulo xurdiu como xustificación da agresividade que popularmente se atribúe a esta raza, cuxo orixe radica en exemplares maleducados e maltratados polos seus donos.

Continuará!

FONTE: Vicente Fernández de Bobadilla/muyinteresante.com   Imaxe: es.wikipedia.org

DESMONTANDO OS MITOS MÁIS PERSISTENTES SOBRE ANIMAIS (IV)

Continúo coa serie adicada algúns dos mitos máis persistentes sobre animais e enfrontámolos coa evidencia científica. Porque entender o mundo animal tamén implica desaprender o que criamos saber.

O elefantes non teñen cemiterios secretos / Pixabay

Mito 4: …E teñen cemiterios aos que van morrer

O mito do cemiterio de elefantes comezou probablemente coa colonización branca do continente africano, cando o marfil era un dos seus tesouros máis prezados. Entre os cazadores comezou a circular o rumor da existencia dun lugar ao que os elefantes acudían, separándose da manda, cando sentían próxima a hora da súa morte. Este cemiterio natural, obviamente, albergaría unha verdadeira fortuna en cabeiros.

Custa un pouco crer que, de ser isto verdade, só haxa un cemiterio en todo o continente africano; pero, mesmo se fosen varios, ninguén foi nunca capaz de atopar un. Si se atoparon restos de varios exemplares que parecen falecer xuntos nun curto período de tempo, pero hai explicacións para este achado: cando os elefantes envellecen, os seus dentes desgástanse, e é común que se trasladen ás zonas onde a herba e as plantas son máis brandas e fáciles de masticar.

En tempos de escaseza, unha manda pode reunirse nunha zona onde hai algo de comida, aínda que non a suficiente como para impedir que todos vaian morrendo de inanición. Por iso, os seus restos, en ocasións, aparecen xuntos.

Os elefantes teñen unha gran memoria (isto non é un mito!) e lembran perfectamente todos os enclaves do seu territorio, desde as zonas de descanso ás de alimentación ou os lugares nos que se pode atopar auga. Pero no seu gran cerebro non hai implantado ningunha instrución sobre un único lugar específico onde achegarse a morrer.

Continuará!

FONTE: Vicente Fernández de Bobadilla/muyinteresante.com

DESMONTANDO OS MITOS MÁIS PERSISTENTES SOBRE ANIMAIS (III)

Continúo coa serie adicada algúns dos mitos máis persistentes sobre animais e enfrontámolos coa evidencia científica. Porque entender o mundo animal tamén implica desaprender o que criamos saber.

Mito 3: Os elefantes temen aos ratos…

Os elefantes teñen medo de moi poucas cousas e, desde logo, os ratos non son unha delas. Custa atopar a orixe deste bulo, popularizado unha e mil veces por contos, cómics, debuxos animados (a versión orixinal de Dumbo, por exemplo) e, por tanto, con certa propensión para cravarse no imaxinario colectivo.

Todo puido empezar polos traballos de Plinio o Vello (militar, escritor e destacado naturalista romano), quen no ano 77 escribiu a historia dun paquidermo que toleou cando un rato introduciuse na súa trompa e rubiu polo seu interior; anécdota sen demasiado fundamento, xa que o elefante ben puido librarse do roedor cun simple resoplido.

A lenda foi desmentida en moitas ocasións por estudosos especializados en elefantes, e tamén por coidadores de zoolóxicos, onde é fácil atisbar ratos comendo do feno que constitúe a dieta dos paquidermos sen que estes préstenlles atención.

De todos os xeitos, no mito pode haber algo de verdade: os elefantes non teñen unha vista demasiado boa, así que é plausible que non vexan achegarse aos roedores; pero teñen un oído excepcional, polo que poderían poñerse nerviosos ao percibir os ruídos producidos por eles e non ser capaces de identificar a súa orixe.

Continuará!

FONTE: Vicente Fernández de Bobadilla/muyinteresante.com     Imaxe: infobae.com

Científicos descobren que unha nova tecnoloxía podería axudar aos humanos para sobrevivir na Lúa

Recreación dun astronauta sobre a Lúa / NASA

Nun estudo publicado na revista Joule de Cell Press, os investigadores extraeron auga do chan lunar e utilizárona para converter o dióxido de carbono en osíxeno e substancias químicas para combustible, o que podería abrir novas portas para a futura exploración do espazo profundo ao mitigar a necesidade de transportar recursos esenciais como auga e combustible desde a Terra.

"Nunca imaxinamos do todo a ’maxia’ que posuía o chan lunar", comenta Lu Wang, da Universidade Chinesa de Hong Kong. "A maior sorpresa para nós foi o éxito tanxible deste enfoque integrado. A integración nun só paso da extracción de H2O lunar e a catálisis fototérmica de CO2 podería mellorar a eficiencia do uso de enerxía e reducir o custo e a complexidade do desenvolvemento de infraestrutura".

As axencias espaciais expuxeron durante décadas a idea de utilizar a Lúa como base para exploracións a gran escala do cosmos. Con todo, a necesidade de dotar á devandita base de recursos adecuados para os seus habitantes, especialmente auga, foi un obstáculo para facelo realidade. Segundo o estudo, transportar un galón de auga por foguete custa uns 83.000 dólares (71.560 euros), e cada astronauta bebe uns catro galóns ao día.

As mostras de chan analizadas pola misión Chang’E-5 proporcionan evidencia da presenza de auga na superficie lunar. Segundo os autores, isto podería permitir aos exploradores humanos aproveitar os recursos naturais da Lúa para satisfacer as súas necesidades, evitando os custos e as dificultades loxísticas de transportalos. Con todo, as estratexias desenvolvidas previamente para extraer auga do chan lunar implicaban múltiples pasos de alto consumo enerxético e non descompoñían o CO2 para combustible nin para outros usos esenciais.

Para avanzar nesta investigación, Wang e os seus colaboradores desenvolveron unha tecnoloxía que extraería auga do chan lunar e utilizaríaa directamente para converter o CO2 exhalado polos astronautas en monóxido de carbono (CO) e hidróxeno gaseoso, que posteriormente podería utilizarse para producir combustibles e osíxeno para a respiración dos astronautas. A tecnoloxía logra esta fazaña mediante unha nova estratexia fototérmica, que converte a luz solar en calor.

Os científicos probaron a tecnoloxía utilizando mostras de chan lunar colleitadas durante a misión Chang’E, así como mostras lunares simuladas e un reactor descontinuo cheo de gas CO2 que utilizaba un sistema de concentración de luz para impulsar o proceso fototérmico. O equipo utilizou ilmenita, un mineral negro pesado e un dos varios depósitos de auga reportados no chan lunar, para medir a actividade fototérmica e analizar os mecanismos do proceso.

A pesar do éxito da tecnoloxía no laboratorio, a contorna lunar extrema aínda expón desafíos que complicarán o seu uso na lúa, segundo os autores, incluíndo fluctuacións drásticas de temperatura, radiación intensa e baixa gravidade. Ademais, o chan lunar na súa contorna natural non ten unha composición uniforme, o que lle confire propiedades inconsistentes, mentres que o CO2 das exhalacións dos astronautas podería non ser suficiente para proporcionar a base de toda a auga, o combustible e o osíxeno que necesitan. As limitacións tecnolóxicas tamén seguen representando un obstáculo, xa que o rendemento catalítico actual aínda é insuficiente para sustentar plenamente a vida humana en contornas extraterrestres, asegura Wang.

"Superar estes obstáculos técnicos e os importantes custos asociados no desenvolvemento, a implementación e a operación será crucial para lograr a utilización sostible da auga lunar e a exploración espacial", escriben os autores.

FONTE: eleconomista.es

DESMONTANDO OS MITOS MÁIS PERSISTENTES SOBRE ANIMAIS (II)

Continúo coa serie adicada algúns dos mitos máis persistentes sobre animais e enfrontámolos coa evidencia científica. Porque entender o mundo animal tamén implica desaprender o que criamos saber.

Os peixes non olvidan aos cinco segundos: poden recordar durante semanas / Pixabay

Mito 2: A memoria dos peixes dura poucos segundos

Nas películas de Buscando a Nemo sacáronlle moito partido ao tópico de ter memoria de peixe para definir ás persoas incapaces de acordarse de nada. Pero a verdade é que a memoria destes animais dura máis que uns poucos segundos.

De feito, dependendo da especie e do estímulo recibido, poden lembrar cousas durante semanas, meses e, mesmo, anos. Experimentos realizados en centros de investigación así parecen indicalo.

Na Universidade MacEwan de Canadá utilizaron exemplares da especie Labidochromis caeruleus (coñecidos como cíclido limón, pola súa viva cor amarela) e adestráronos para que se movesen por unha zona concreta do acuario, na que recibirían comida como recompensa. Ao cabo de tres días de adestramento, trasladáronos a outro acuario no que os deixaron durante doce días. Cando regresaron á súa residencia orixinal, mostraron preferencia por moverse pola zona onde lembraban que recibirían o alimento.

Quen teña un acuario en casa dispoñen dunha maneira máis sinxela de comprobalo: tentar pescar cunha rede a un dos seus inquilinos. Cada vez resultaralles máis difícil, aínda que deixen pasar uns días entre un intento e outro, porque o peixe lembrará as ocasións anteriores e aumentará os seus esforzos para evitar ser atrapado.

Continuará!

FONTE: Vicente Fernández de Bobadilla/muyinteresante.com

DESMONTANDO OS MITOS MÁIS PERSISTENTES SOBRE ANIMAIS (I)

Hai crenzas tan repetidas que terminan parecendo verdades gravadas en pedra. Dicimos que alguén “ten memoria de peixe” sen saber que os peixes poden lembrar durante semanas; tememos que un dóberman “tolee” por ter o cranio demasiado pequeno, cando nin o seu cranio nin a súa conduta xustifícano; e asumimos que os lemmings suicídanse en masa porque Disney mostróunolo unha vez.

Nesta serie reunimos algúns dos mitos máis persistentes sobre animais e enfrontámolos coa evidencia científica. Porque entender o mundo animal tamén implica desaprender o que criamos saber.

Comezamos!

As moscas non viven un só día: algunhas sobreviven máis dun mes / Pixabay

Mito 1: As moscas viven só un día

Como non temos maneira de saber se a mosca que nos está incordiando nun día de verán é a mesma que nos estaba incordiando o día anterior, foise desenvolvendo a crenza popular de que o tempo de vida dunha mosca é dun día, a menos que consigamos atizarlle ben cun xornal enrolado.

É un concepto falso e, ademais, demasiado simplista, porque hai moitas especies de moscas e cada unha ten unha vida media diferente, aínda que máis prolongada do que se adoita supoñer, xa que necesita tempo para pasar das fases de ovo a larva, a pupa e a insecto plenamente desenvolvido.

Por exemplo, nunha contorna adecuada, a vida adulta dunha mosca doméstica oscila entre quince días e, máis frecuentemente, un mes, e a dunha mosca da froita, entre corenta e cincuenta días. Por suposto, aproveitan ben o tempo e cada exemplar pode poñer nese prazo varios centos de ovos que aseguran non xa a conservación senón a multiplicación da especie.

Pero si hai un insecto que vive só un día, polo menos na súa etapa adulta: a Ephemeroptera, coñecida popularmente (e adecuadamente) como efémera. Pertencente á mesma familia que as libélulas, ten a peculiaridade de que pode vivir durante anos en estado inmaturo, pero en canto alcanza a madurez, comeza a conta atrás que terminará ás vinte e catro horas.

Continuará!

FONTE: Vicente Fernández de Bobadilla/muyinteresante.com

De que cor é a química? Esta é a razón do colorido dos fogos artificiais (e así lógrano)

Os fogos artificiais combinan pólvora, combustible e colorantes metálicos para lograr efectos visuais / Ilustración artística: Sora/ERR

Vermellos, azuis e púrpuras iluminan o ceo cada verán. Pero detrás do espectáculo hai unha lección de química fascinante: os fogos artificiais funcionan grazas á ciencia dos metais e a enerxía.

A clave está dentro de cada lume artificial, onde hai unha cápsula que contén un tubo con pólvora e ducias de pequenos módulos chamados estrelas, que miden ao redor de 3-4 centímetros de diámetro. Estas conteñen combustible, un axente oxidante, aglomerante e sales ou óxidos de metal, que lle dan a súa tonalidade. Un detonador con efecto retardado prende a pólvora e fai estalar o foguete unha vez que está no aire. Iso provoca que as estrelas se esparexan e exploten moi lonxe do chan, o que produce unha marabillosa choiva de luz e cor.

Unha vez expostos ao lume, o combustible das estrelas e os axentes oxidantes xeran calor moi rapidamente, o que activa os colorantes de metais. Ao quentarse, os átomos dos compostos metálicos absorben enerxía e provocan que os seus electróns reorganícense desde o seu nivel máis baixo de enerxía ao máis alto.

Cando os electróns volven ao seu estado de repouso, o exceso de enerxía emítese en forma de luz. Cada elemento químico libera unha cantidade diferente de enerxía, e iso é o que determinará a cor, ou a lonxitude de onda da luz emitida.

Cando o nitrato sódico é quentado, os electróns dos átomos de sodio absorben a enerxía e actívanse. Cando regresan ao seu estado de repouso, liberan uns 200 kilojulios por mol, o que na práctica tradúcese nunha luz amarela.

Na mesma liña, a receita necesaria para crear o azul inclúe cantidades variables de cloruro de cobre. O vermello provén dos sales de estroncio e litio, ou do carbonato de estroncio, cando é un vermello máis intenso.

Igual que nas pinturas, as cores secundarias lógranse combinando ingredientes dos primarios. Unha mestura de cobre (azul) e estroncio (vermello) consegue tons púrpura.

Os fogos artificiais levan entre nós centos de anos. Ao longo do tempo, os químicos expertos en pirotecnia desenvolveron combinacións que non só producen asombrosos xogos de luces, senón que ademais son seguros para o seu uso.

O espectacular despregamento de formas nos fogos artificiais comeza cunha distribución simétrica de estrelas dentro da carcasa, cargada detrás da pólvora principal. Ao detonarse o burst charge, a presión fai estalar a esfera desde o seu núcleo, esparexendo as estrelas en todas direccións de forma radial. Este mecanismo garante un patrón uniforme e predicible, aínda que pequenas variacións na fabricación poden alterar levemente a simetría final.

O tamaño do proxectil determina a altitude e a dispersión do efecto visual. Os proxectís máis grandes e potentes alcanzan alturas entre 150 e 300 metros, permitindo unha nube máis ampla de estrelas; os máis pequenos apenas alcanzan os 100 metros, dando lugar a un estalido compacto.

A altura de detonación, controlada pola lonxitude do fusible retardante, tamén axusta cando ocorrerá o momento óptimo para o estalido: isto é clave para lograr unha forma recoñecible no ceo, como un anel, corazón ou fervenza.

Finalmente, a física do impulso obriga a equilibrar velocidade e presión. O uso de pólvora negra na carga de elevación xera unha explosión inicial que lanza o proxectil. A precisión nesta mestura e carga é esencial para manter a coherencia do espectáculo.

A historia dos fogos artificiais comeza na antiga China, hai máis de 2.000 anos. Segundo rexistros, durante a dinastía Han (2.02 a. C.–2.20 d. C.), descubríronse os primeiros petardos ao lanzar canas de bambú ao lume, que explotaban debido ao aire quente do interior.

Entre os séculos VI e IX, alquimistas buscaban o elixir da inmortalidade e desenvolveron unha mestura de xofre, carbón e nitrato de potasio que deu lugar á pólvora negra. Esta introduciuse en tubos de bambú e, eventualmente, en papel, producindo efectos de luz e estrondo para escorrentar espíritos.

A pólvora viaxou de China a través de roteiros comerciais, chegando a Oriente Medio no século XIII e a Europa, pouco despois. Os gobernantes utilizaban os fogos artificiais para impresionar e gañar autoridade, iluminando castelos e prazas en ocasións especiais. Desde entón, o seu uso expandiuse globalmente: inmigrantes levaron esta tradición a América, onde os fogos artificiais popularizáronse no Día da Independencia desde 1.777.

Hoxe en día, lugares como Liuyang (China) son famosos pola súa produción industrial e técnica avanzada, mentres que innovacións como os lumes silenciosos ou biodegradables combinan tradición e responsabilidade social.

Os fogos artificiais silenciosos (mellor descritos como de baixo ruído) reducen significativamente a detonación, mantendo o impacto visual sen o estrondo que acompaña aos shows tradicionais. Isto lógrase diminuíndo a cantidade de po de flash e priorizando efectos visuais como cometas, luces e fontes secas ou nebulizadores.

Aínda que non eliminan completamente o son, estas versións apenas superan os 70–90 dB, moi por baixo dos 120–175 dB dun espectáculo convencional. Este tipo de pirotecnia está a adoptarse nalgunhas cidades para reducir o impacto en mascotas, fauna silvestre e persoas vulnerables ou poboacións sensibles ao son.

Ademais de reducir o impacto sobre animais e espectadores, os fogos artificiais silenciosos promoven unha experiencia máis inclusiva. Menos ruído significa menos alteracións auditivas e menos trastorno emocional, especialmente en nenos, anciáns e persoas con discapacidades sensoriais. Esta innovación está a gañar terreo grazas a fabricantes que desenvolven produtos adaptados para celebracións sen o estrondo tradicional.

FONTE: Laura G. de Rivera/muyinteresante.com