CICESE desarrolla una tecnología informática de apoyo a terapias para niños autistas
.Investigadores del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE), en México, han desarrollado una serie de proyectos tecnológicos basados en cómputo ubicuo, objetos inteligentes, videojuegos y software especializado como apoyo para el tratamiento de niños autistas. Nutridos por años de experiencia en informática y una serie de entrevistas y observación en campo, la doctora Mónica Tentori Espinosa, investigadora del Departamento de Ciencias de la Computación de CICESE y un equipo de colaboradores y estudiantes de este centro han centrado su atención en desarrollar tecnología informática que sirva como apoyo en terapias de problemas conductuales como impaciencia, movimientos repetitivos y otros obstáculos que disminuyen la calidad de vida de los menores con este trastorno neurológico.
“Hay niños que no hablan, o que tienen muchos manerismos que les provocan problemas de socialización. Cuando nos entrevistamos con un grupo de educadores de la clínica Pasitos en Tijuana hace ya algo de tiempo, descubrimos sus problemas y pensamos en cómo pudiésemos ayudarles a mejorar esta interactividad usando tecnología aplicada basada en los principios que estamos estudiando,” aseguró Tentori.
Uno de los proyectos que desarrolló el equipo de Mónica Tentori es MobIS, un sistema de realidad aumentada para dispositivos móviles que genera interacción multimodal para ayudar a los estudiantes autistas durante su entrenamiento para discernir objetos, señaló la investigadora.
El sistema se compone de tres interfases: una se instala en una ‘tablet’ para que los maestros monitoreen la terapia; la segunda corre en un teléfono inteligente usado por el estudiante como visor para descubrir mensajes visuales y textuales sobreimpuestos en los objetos a su alrededor, y el tercer componente es una interfase tangible de usuario (TUI, en inglés) que alberga acelerómetros que pueden colocarse en los objetos que se tratan de discriminar con el fin de estudiar los gestos de interacción de los estudiantes, de tal forma que el educador pueda llevar un archivo de seguimiento de la terapia.
MoBIS permite crear etiquetas de información digital, que pueden consistir en imágenes de animalitos, números, figuras geométricas u otro dato útil, y que se sobreimponen en objetos físicos, de tal manera que el paciente puede realizar una búsqueda en su ambiente cercano con el software visor instalado en un dispositivo móvil, como un smartphone, y al escanear el objeto asignado, la etiqueta digital en el objeto revelará la imagen, audio u otra información, en una forma parecida al funcionamiento de los códigos QR.
- Cada vez nos asombramos mas de lo que el hombre puede llegar a crear por fortuna para el bien
Una nueva cámara digital imita los ojos de los insectos
Un equipo internacional, liderado desde la Universidad de Illinois (EEUU), ha fabricado una cámara casi semiesférica formada por un sistema flexible de microlentes. Los detalles se publican en la revista Nature esta semana.
“Presentamos unos materiales, una mecánica y un esquema de integración que ofrece vías de trabajo escalables para construir cámaras inspiradas en los artrópodos con formas casi semiesféricas –alrededor de 160º–“, dicen los autores en su estudio.
La superficie de la cámara está densamente poblada con 180 elementos de imagen comparables a los omatidios o unidades sensoriales de los ojos compuestos de algunos insectos, concretamente a los de la hormiga de fuego (Solenopsis fugax) y el escarabajo de la corteza (Hylastes nigrinus).
El sistema se compone de una matriz de goma con las microlentes y una red de fotodetectores de silicio con diodos en una lámina. El conjunto se puede inflar como un globo para adquirir la forma semiesférica y acoplarlo al resto de la cámara.
La longitud focal corta de cada microlente y la técnica desarrollada para crear las imágenes proporcionan una percepción de la profundidad que permite observar varios objetos a la vez aunque estén situados a distancias distintas.La cámara también puede adaptarse a diferentes niveles de luz gracias a los algoritmos del software y a unos sistemas especiales de adquisición de datos.
“Estas estrategias generales se podrían aplicar a otros dispositivos basados en ojos compuestos, como los inspirados en las polillas y las crisopas –refractantes–, las langostas y los camarones –reflectantes– y las moscas –neuronales–“, señala el estudio.
Según los investigadores, las aplicaciones futuras de este tipo de dispositivos van desde cámaras de vigilancia avanzadas hasta endoscopios en miniatura. (Fuente: Nature/SINC)
La nanotecnología es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia a una escala menor que unmicrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas (nanomateriales). Lo más habitual es que tal manipulación se produzca en un rango de entre uno y cien nanómetros. Se tiene una idea de lo pequeño que puede ser un nanobot sabiendo que un nanobot de unos 50 nm tiene el tamaño de 5 capas de moléculas o átomos -depende de qué esté hecho el nanobot-.
Nano es un prefijo griego que indica una medida (10-9 = 0,000 000 001), no un objeto; de manera que la nanotecnología se caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinar, y cohesionado exclusivamente por la escala de la materia con la que trabaja.
Definición
La nanotecnología comprende el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nanoescala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nanoescala. Cuando se manipula la materia a escala tan minúscula, presenta fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, los científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas.
Historia
El ganador del premio Nobel de Física de 1965, Richard Feynman, fue el primero en hacer referencia a las posibilidades de la nanociencia y la nanotecnología en el célebre discurso que dio en elCaltech (Instituto Tecnológico de California) el 29 de diciembre de 1959, titulado En el fondo hay espacio de sobra (There's Plenty of Room at the Bottom).
Otras personas de esta área fueron Rosalind Franklin, James Dewey Watson y Francis Crick quienes propusieron que el ADN era la molécula principal que jugaba un papel clave en la regulación de todos los procesos del organismo, revelando la importancia de las moléculas como determinantes en los procesos de la vida.
Pero estos conocimientos fueron más allá, ya que con esto se pudo modificar la estructura de las moléculas, como es el caso de los polímeros o plásticos que hoy en día encontramos en nuestros hogares. Pero hay que decir que a este tipo de moléculas se les puede considerar “grandes”.
Hoy en día la medicina tiene más interés en la investigación en el mundo microscópico, ya que en él se encuentran posiblemente las alteraciones estructurales que provocan las enfermedades, y no hay que decir de las ramas de la medicina que han salido más beneficiadas como es la microbiología, inmunología, fisiología; han surgido también nuevas ciencias como la Ingeniería Genética, que ha generado polémicas sobre las repercusiones de procesos como la clonación o la eugenesia.
Inversión
Algunos países en vías de desarrollo ya destinan importantes recursos a la investigación en nanotecnología. La nanomedicina es una de las áreas que más puede contribuir al avance sostenible del Tercer Mundo, proporcionando nuevos métodos de diagnóstico y cribaje de enfermedades, mejores sistemas para la administración de fármacos y herramientas para la monitorización de algunos parámetros biológicos.
Alrededor de cuarenta laboratorios en todo el mundo canalizan grandes cantidades de dinero para la investigación en nanotecnología. Unas trescientas empresas tienen el término “nano” en su nombre, aunque todavía hay muy pocos productos en el mercado.[cita requerida]
Algunos gigantes del mundo informático como IBM, Hewlett-Packard ('HP)' NEC e Intel están invirtiendo millones de dólares al año en el tema. Los gobiernos del llamado Primer Mundo también se han tomado el tema muy en serio, con el claro liderazgo del gobierno estadounidense, que dedica cientos millones de dólares a su National Nanotechnology Initiative.
En España, los científicos hablan de “nanopresupuestos”. Pero el interés crece, ya que ha habido algunos congresos sobre el tema: en Sevilla, en la Fundación San Telmo, sobre oportunidades de inversión, y en Madrid, con una reunión entre responsables de centros de nanotecnología de Francia, Alemania y Reino Unido en la Universidad Autónoma de Madrid.
Las industrias tradicionales podrán beneficiarse de la nanotecnología para mejorar su competitividad en sectores habituales, como textil, alimentación, calzado, automoción, construcción y salud. Lo que se pretende es que las empresas pertenecientes a sectores tradicionales incorporen y apliquen la nanotecnología en sus procesos con el fin de contribuir a la sostenibilidad del empleo. Actualmente la cifra en uso cotidiano es del 0.2 %. Con la ayuda de programas de acceso a la nanotecnología se prevé que en 2014 sea del 17 % en el uso y la producción manufacturera.
Ensamblaje interdisciplinario
La característica fundamental de nanotecnología es que constituye un ensamblaje interdisciplinar de varios campos de las ciencias naturales que están altamente especializados. Por tanto, los físicos juegan un importante rol no sólo en la construcción del microscopio usado para investigar tales fenómenos sino también sobre todas las leyes de la mecánica cuántica. Alcanzar laestructura del material deseado y las configuraciones de ciertos átomos hacen jugar a la química un papel importante. En medicina, el desarrollo específico dirigido a nanopartículas promete ayuda al tratamiento de ciertas enfermedades. Aquí, la ciencia ha alcanzado un punto en el que las fronteras que separan las diferentes disciplinas han empezado a diluirse, y es precisamente por esa razón por la que la nanotecnología también se refiere a ser una tecnología convergente.
Una posible lista de ciencias involucradas sería la siguiente:
- Química (Moleculares y computacional)
- Bioquímica
- Biología molecular
- Física
- Electrónica
- Informática
- Matemáticas
- Medicina
- Nanoingenieria
Nanotecnología avanzada
La nanotecnología avanzada, a veces también llamada fabricación molecular, es un término dado al concepto de ingeniería de nanosistemas (máquinas a escala nanométrica) operando a escala molecular. Se basa en que los productos manufacturados se realizan a partir de átomos. Las propiedades de estos productos dependen de cómo estén esos átomos dispuestos. Así por ejemplo, si reubicamos los átomos del grafito (compuesto por carbono, principalmente) de la mina del lápiz podemos hacer diamantes (carbono puro cristalizado). Si reubicamos los átomos de la arena (compuesta básicamente por sílice) y agregamos algunos elementos extras se hacen los chips de un ordenador.
A partir de los incontables ejemplos encontrados en la biología se sabe que miles de millones de años de retroalimentación evolucionada puede producir máquinas biológicas sofisticadas yestocásticamente optimizadas. Se tiene la esperanza que los desarrollos en nanotecnología harán posible su construcción a través de algunos significados más cortos, quizás usando principiosbiomiméticos. Sin embargo, K. Eric Drexler y otros investigadores han propuesto que la nanotecnología avanzada, aunque quizá inicialmente implementada a través de principios miméticos, finalmente podría estar basada en los principios de la ingeniería mecánica.
Determinar un conjunto de caminos a seguir para el desarrollo de la nanotecnología molecular es un objetivo para el proyecto sobre el mapa de la tecnología liderado por Instituto Memorial Battelle (el jefe de varios laboratorios nacionales de EEUU) y del Foresigth Institute. Ese mapa debería estar completado a finales de 2006.
Futuras aplicaciones
Según un informe de un grupo de investigadores de la Universidad de Toronto, en Canadá, las quince aplicaciones más prometedoras de la nanotecnología son:[cita requerida]
- Almacenamiento, producción y conversión de energía.
- Armamento y sistemas de defensa.
- Producción agrícola.
- Tratamiento y remediación de aguas.
- Diagnóstico y cribaje de enfermedades.
- Sistemas de administración de fármacos.
- Procesamiento de alimentos.
- Remediación de la contaminación atmosférica.
- Construcción.
- Monitorización de la salud.
- Detección y control de plagas.
- Control de desnutrición en lugares pobres.
- Informática.
- Alimentos transgénicos.
- Cambios térmicos moleculares (Nanotermología).
Aplicaciones actuales
Nanotecnología aplicada al envasado de alimentos
Una de las aplicaciones de la nanotecnología en el campo de envases para alimentación es la aplicación de materiales aditivados con nanoarcillas, que mejoren las propiedades mecánicas, térmicas, barrera a los gases, entre otras; de los materiales de envasado. En el caso de mejora de la barrera a los gases, las nanoarcillas crean un recorrido tortuoso para la difusión de las moléculas gaseosas, lo cual permite conseguir una barrera similar con espesores inferiores, reduciendo así los costos asociados a los materiales.
Los procesos de incorporación de las nanopartículas se pueden realizar mediante extrusión o por recubrimiento, y los parámetros a controlar en el proceso de aditivación de los materiales son: la dispersión nanopartículas, la interacción de las nanopartículas con la matriz, las agregaciones que puedan tener lugar entre las nanopartículas y la cantidad de nanopartículas incorporada.
Véase también
Tambien da lugar a lo mas asombroso de todos los tiempos la nano tecnologia algo con lo que ya hoy en dia se esta comenzando a usar y aplicar en distintas cosas como los celulares.
Células solares de nanocables, ¿el inicio de una revolución en la energía solar?
En una investigación reciente, se ha comprobado que un nanocable puede concentrar la luz solar hasta 15 veces la intensidad normal de ésta.
Los resultados son sorprendentes, y todo apunta a que será posible desarrollar un nuevo tipo de células solares muy eficientes.
Este logro científico es el fruto del trabajo de un equipo de expertos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana en Suiza, y del Centro de Nanociencia en el Instituto Niels Bohr, dependiente de la Universidad de Copenhague en Dinamarca.
Debido a algunas propiedades físicas únicas de absorción de luz que poseen los nanocables, el límite de cuánta energía de los rayos solares es posible utilizar es mayor de lo que se pensaba.
Este asombroso descubrimiento hecho por el equipo de Peter Krogstrup, del Instituto Niels Bohr, no sólo demuestra el gran potencial del desarrollo de células solares de nanocables, sino también el de usarlos para las futuras computadoras cuánticas y otros aparatos electrónicos, incluyendo pantallas de gran longevidad, una aplicación sobre la cual los redactores de NCYT de Amazings ya hablamos en este artículo del 23 de junio de 2008 (http://www.amazings.com/ciencia/noticias/230608a.html). Desde 2008, el trabajo de investigación y desarrollo en diversos laboratorios del mundo ha generado muchos más tipos distintos de nanocables, cada uno con su gama propia de aplicaciones, y todo apunta a que este campo técnico registrará una actividad tan espectacular como fructífera en los próximos cinco años.
Nanotubos de carbono para un nuevo enfoque de computación cuántica
Los nanotubos de carbono pueden ser utilizados como bits cuánticos para las computadoras cuánticas. A esta conclusión ha llegado un equipo de físicos de la Universidad Técnica de Múnich en Alemania.
En la investigación realizada por Simon Rips y Michael Hartmann, se ha determinado cómo los nanotubos pueden almacenar la información en forma de vibraciones. Hasta ahora los científicos han experimentado sobre todo con las partículas eléctricamente cargadas. Como los dispositivos mecánicos nanométricos no dependen de la carga eléctrica para hacer su trabajo, son mucho menos sensibles a las interferencias eléctricas.
Empleando algunos fenómenos de la mecánica cuántica, las computadoras de este singular tipo podrían ser mucho más potentes que cualquiera de sus predecesoras digitales clásicas. Científicos de todo el mundo están trabajando en la exploración de las bases técnicas más apropiadas para la computación cuántica. Actualmente, casi todos los sistemas se basan en partículas eléctricamente cargadas que son mantenidas en una "trampa electromagnética". Una desventaja de estos sistemas es que son muy sensibles a las interferencias electromagnéticas y por consiguiente necesitan de un extenso apantallamiento.
Ahora Rips y Hartmann han encontrado una manera para que la información pueda ser almacenada y procesada mediante la mecánica cuántica en forma de vibraciones mecánicas. El principio físico de este nuevo enfoque se parece a lo que sucede al tocar una guitarra.
En la investigación realizada por Simon Rips y Michael Hartmann, se ha determinado cómo los nanotubos pueden almacenar la información en forma de vibraciones. Hasta ahora los científicos han experimentado sobre todo con las partículas eléctricamente cargadas. Como los dispositivos mecánicos nanométricos no dependen de la carga eléctrica para hacer su trabajo, son mucho menos sensibles a las interferencias eléctricas.
Empleando algunos fenómenos de la mecánica cuántica, las computadoras de este singular tipo podrían ser mucho más potentes que cualquiera de sus predecesoras digitales clásicas. Científicos de todo el mundo están trabajando en la exploración de las bases técnicas más apropiadas para la computación cuántica. Actualmente, casi todos los sistemas se basan en partículas eléctricamente cargadas que son mantenidas en una "trampa electromagnética". Una desventaja de estos sistemas es que son muy sensibles a las interferencias electromagnéticas y por consiguiente necesitan de un extenso apantallamiento.
Ahora Rips y Hartmann han encontrado una manera para que la información pueda ser almacenada y procesada mediante la mecánica cuántica en forma de vibraciones mecánicas. El principio físico de este nuevo enfoque se parece a lo que sucede al tocar una guitarra.
Como una cuerda de guitarra, el nanotubo, de color negro, puede ser amarrado por sus dos extremos y excitado para que vibre. Un campo eléctrico, impuesto por los electrodos, azules, asegura que dos de los muchos estados posibles puedan ser activados de manera selectiva. (Imagen: M.J. Hartmann, TUM)
Un nanotubo de carbono que esté bien amarrado por ambos extremos puede ser excitado para que oscile. Como una cuerda de guitarra, vibra durante un tiempo asombrosamente largo para un objeto de su condición. De hecho, la cuerda vibra más de un millón de veces. La información se retiene así hasta un segundo, que es tiempo suficiente para aprovechar de forma práctica ese fenómeno.
Dado que tal nanotubo en su función de cuerda oscila entre muchos estados físicamente equivalentes si no se le impide, Rips y Hartmann recurrieron a la estrategia de valerse de un campo eléctrico en las inmediaciones del nanotubo, a fin de permitir que se pueda elegir dos de esos estados selectivamente. Esto hace factible leer y escribir datos
.
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