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Miniaturas tecnológicas

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¡Buenas tardes, habitantes de este Universo Paralelo! Hoy tenemos un número en el que volvemos a la tecnología. A las aplicaciones de la miniaturización, ya sea para conseguir pequeñísimos robots capaces de entrar al torrente sanguíneo o para construir dispositivos livianos que puedan monitorear nuestra salud.

  • Invitamos a la biotecnóloga y doctora en Ciencias Biológicas Natalia Mackenzie, para que nos hable sobre microrrobots y cómo la ciencia imita a la naturaleza en búsqueda de soluciones óptimas.
  • Invitamos también al doctor en Ingeniería Mecánica Jorge Morales, a contarnos sobre un anillo que, como un laboratorio portátil, puede monitorear nuestra salud.

Luego, en nuestro cuestionario, cambiamos un poco de tema, pero con una entrevistada extraordinaria: Jocelyn Olivari, doctora en Economía y actual gerente de Innovación de Corfo.

  • La imagen de la semana muestra una espectacular fotografía de Cole L, que encuentra belleza en viejos chips electrónicos.
  • En nuestras Breves Paralelas, el antropólogo social Francisco Cresponos habla de microchips y criptomonedas.

Finalmente, una recomendación de la gestora cultural y licenciada en Estética María José Riveros, que nos insta a visitar el Museo Nacional de Bellas Artes.

Ojalá disfruten de esta edición tecnológica y artística. Ayúdennos con la difusión de la ciencia en los medios, compartiendo este Universo Paralelo. Y si les llegó de alguien¡inscríbanse ya!

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MICRORROBOTS INSPIRADOS EN LA NATURALEZA

Por Natalia Mackenzie
Biotecnóloga; doctora en Ciencias Biológicas

La naturaleza ha perfeccionado mecanismos para resolver distintos desafíos durante millones de años. Basta con observarla detenidamente para inspirarnos y replicar soluciones que pueden ayudarnos a enfrentar numerosos problemas cotidianos. Esta práctica, conocida como biomimética o biomímesis, se basa en emular estrategias y diseños presentes en el entorno natural.

Un ejemplo icónico de biomimética es el velcro, inventado en 1941 por el ingeniero suizo George de Mestral. Su creación se inspiró en los cardos alpinos, cuyas semillas se adherían al pelaje de su perro durante los paseos.

  • Al examinar el fenómeno a nivel microscópico, De Mestral descubrió que el secreto estaba en pequeños garfios que se enganchaban fácilmente a superficies con fibras o texturas, un principio que aplicó para desarrollar esta innovadora tecnología.

Inspirados en el comportamiento de las hormigas, científicos coreanos han desarrollado diminutos robots capaces de trabajar colectivamente como un organismo mayor para llevar a cabo tareas complejas.

Según un estudio publicado este mes en la revista Cell, los investigadores demostraron que, gracias a un comportamiento colectivo emergente, estos minirrobots pueden ensamblarse, escalar, saltar, levantar y mover objetos mucho más grandes que su propio tamaño. Aunque no cuentan con instrucciones centralizadas, sus acciones individuales y sus interacciones generan un comportamiento colectivo organizado y eficiente, conocido como inteligencia de enjambre.

  • Este fenómeno también se observa en la naturaleza, como en el vuelo sincronizado de las aves, el movimiento coordinado de los rebaños o el crecimiento estructurado de las colonias bacterianas.

A pesar de que la inteligencia de enjambre de los insectos sociales sirve como modelo inspirador para este tipo de robótica, los microrrobots, al no poseer baterías ni sensores, enfrentan problemas de control. Para lograr una inteligencia de enjambre multifuncional, estos requieren comunicación inalámbrica y procesos más complejos que los de los robots tradicionales.

  • Además, debido a su baja masa corporal, los robots miniaturizados poseen una fuerza y una energía limitadas para superar las condiciones que los rodean. Aunque un aumento de su número podría mitigar estos desafíos, la baja energía de cada uno sigue siendo una limitación.

Sin embargo, los conjuntos de microrrobots ofrecen una solución prometedora a través de la autoorganización de estructuras ensambladas magnéticamente. Estos ensamblajes han demostrado ser capaces de navegar por canales estrechos, con la posibilidad de, por ejemplo, disipar coágulos en vasos sanguíneos, transportar carga y generar redes robóticas con un sinfín de aplicaciones.

Este enfoque representa un avance significativo en el desarrollo de robots miniaturizados y allana el camino hacia una nueva era de innovaciones tecnológicas inspiradas en la naturaleza. 

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SMART RINGS: TECNOLOGÍA AL ALCANCE DE UN DEDO

Por Jorge Morales
Doctor en Ingeniería Mecánica

En un mundo donde la tecnología avanza a pasos agigantados, los dispositivos portables o wearables están transformando la forma en que interactuamos con nuestra salud. Imagina que tienes un minisuperhéroe en tu dedo, listo para protegerte en cualquier momento. No lleva capa, pero este pequeño dispositivo, conocido como smart ring, está revolucionando el cuidado de la salud.

¡Y lo mejor de todo! No necesitas ser un experto de la tecnología para usarlo. Estos pequeños dispositivos son más que accesorios tecnológicos: son laboratorios portátiles. No necesitas cables ni aplicaciones complicadas.

Pero ¿qué los hace realmente innovadores? Su facilidad de uso y portabilidad. A diferencia de otros wearables, como relojes o bandas, los smart rings son menos invasivos y más cómodos para llevar durante todo el día. Su diseño discreto se combina con capacidades de comunicación inalámbrica, lo que permite enviar los datos a teléfonos inteligentes o aplicaciones que ayudan al usuario a monitorear su salud de manera intuitiva.

En el ámbito médico, están abriendo nuevas posibilidades en el enfoque conocido como  Point of Care, donde el monitoreo y la intervención ocurren directamente en el lugar donde se encuentra el usuario.

  • Por ejemplo, pueden alertar sobre patrones de sueño deficientes, detectar irregularidades cardíacas como la fibrilación auricular o, incluso, servir como herramienta complementaria para la gestión de enfermedades crónicas.

Estas características no solo empoderan al usuario, sino que también alivian la carga de los sistemas de salud, al facilitar diagnósticos tempranos y tratamientos personalizados.

En un futuro cercano, estos anillos podrían ser capaces de detectar biomarcadores de enfermedades específicas o, incluso, predecirlas antes de que aparezcan los síntomas. Suena futurista, pero ya estamos viviendo esa revolución tecnológica. Así que, ¿qué esperas para convertir tu dedo en el portador de un pequeño gran héroe? 

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EL CUESTIONARIO: JOCELYN OLIVARI

Cada semana hacemos las mismas cuatro preguntas a una persona dedicada a la ciencia. En esta edición, entrevistamos a la doctora en Economía y gerente de Innovación de Corfo, Jocelyn Olivari.

-¿Qué te motivó a dedicarte a la ciencia? 

-En mi caso, mi dedicación es la economía, una ciencia social. En el colegio fui siempre muy buena alumna y me iba muy bien en los ramos de lenguaje y matemáticas, ¡pero no en física! Al momento de elegir la carrera, la ingeniería comercial era lo que más se acomodaba a mis aptitudes, así que el año 2009 ingresé a la Facultad de Ciencias Económicas y Administrativas, ahora Facultad de Economía y Negocios, en la gran Universidad de Chile. Ahí se me abrió un mundo de intereses y tuve que escoger si me dedicaba a la administración o a la economía.

Ante esta encrucijada, tuve una conversación con el profesor Dante Contreras, que me cambió la vida, porque me hizo una pregunta: ¿quieres impactar en la sociedad o solo quieres ganar plata? Yo quería impactar en la sociedad y así fue como me enamoré de la economía y de sus múltiples aplicaciones, escogiendo especializarme en temas de desarrollo productivo e innovación a través de un magíster en Economía y luego un doctorado.

¡Así de enamorada estaba de las ciencias económicas, y lo sigo estando! Siento que en cada lugar en el que he trabajado, desde la academia, consultoría y sector público, he contribuido a que el mundo sea un poquito mejor.

-¿Cuál es la obra científica que más influyó en tu actividad? 

-Cuando estaba en el doctorado, leí el libro Teoría del Desenvolvimiento Económico (1911), de Joseph Schumpeter, economista austro-estadounidense que es considerado el padre de la innovación. Me llamó profundamente la atención lo adelantado en el tiempo que estaba, relevando el rol del emprendedor y de su personalidad creativa e inconformista, a quien le atribuía las capacidades e impronta para desafiar el statu quo mediante el desarrollo y puesta en el mercado de innovaciones que modificaban paradigmas y, con ello, se empujaba el desarrollo económico. De aquí surge el término de “destrucción creativa”, que es lo que finalmente se busca con el fomento a la innovación y su rol en el crecimiento y desarrollo económico de los países.

-¿Cuál es el problema científico más importante por resolver? 

-Hay múltiples problemas en las ciencias económicas por resolver, porque como es una ciencia social y las sociedades evolucionan, siempre surgen preguntas nuevas para las que no tenemos respuestas. Hay una rama fascinante en mi disciplina que es la de economía del comportamiento, que modela la teoría de incentivos y los procesos de toma de decisiones por parte de las personas.

En esta época de la inteligencia artificial y del procesamiento masivo de datos, me causa mucha curiosidad, y miedo, saber cómo iremos modificando la manera en la que nos informamos y tomamos decisiones, y cómo esto irá cambiando el tipo de decisiones que tomamos. Sabemos muy bien que es cada vez más difícil predecir tendencias de candidatos políticos. La pregunta de fondo desde la economía del comportamiento es: ¿nos hemos vuelto impredecibles o estamos cambiando nuestros propios algoritmos de toma de decisiones, “evolucionando” a un paradigma social producto del impacto aún no conocido de la IA?

-¿Cuál es la pregunta que te desvela como científica y cómo la enfrentas? 

-Lo que me desvela hoy como economista y también policymaker es cómo revertir el estancamiento de la productividad y cómo retomar una senda de mayor crecimiento económico para Chile. Las proyecciones del crecimiento de largo plazo están en torno al 2% y eso no es suficiente para traer la prosperidad que la sociedad merece. La evidencia teórica y empírica indica que los esfuerzos que hace un país en nuevo conocimiento (conocido como investigación y desarrollo, I+D) e innovación, son un determinante clave de la eficiencia con la que opera un país (productividad).

Y tal como dijo Paul Krugman, Premio Nobel de Economía, si bien “la productividad no lo es todo, en el largo plazo lo es casi todo”, pues más de la mitad de la brecha en PIB per cápita entre países se explica por diferencias en productividad. Sin embargo, los esfuerzos del sector empresarial chileno, motor clave de la I+D e innovación, son muy bajos. Eso es lo que me quita el sueño hoy: cómo aporto, desde el rol que tengo hoy como gerente de innovación de Corfo, a que más empresas entiendan que la innovación no es hobby de país rico, sino que es la razón que explica por qué han llegado a serlo. Sin innovación, no hay mejoras significativas en productividad, y sin incrementos en eficiencia no podremos aspirar a tasas de crecimiento de largo plazo superiores al 4%.

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LA IMAGEN DE LA SEMANA

Crédito: Cole L CC BY-SA 2.0

¿Acaso no puede haber belleza en la aparente frialdad de la tecnología? Claro que sí, y así lo demuestra esta espectacular imagen capturada por Cole L, un fotógrafo que encuentra arte en las entrañas de silicio de los dispositivos electrónicos.

En esta imagen vemos un chip proveniente de un cabezal de reproductor de DVD, para ser exactos, de un Pioneer DVR-111DBK DVD-R/RW.

Pueden encontrar muchas imagenes de Cole L en su página de Flickr aquí, y disfrutar de estos microuniversos como ciudades coloridas y misteriosas.

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BREVES PARALELAS

Por Francisco Crespo
Antropólogo social

La basura electrónica (no) es un problema del futuro. La Ley de Moore (1965) postula que cada 2 años se duplicaría el número de transistores en un microchip. De unos humildes 2.300 transistores en los años 70, hemos llegado a los 60 mil millones en procesos de manufactura, literalmente microscópicos.

Estos procesos microscópicos han producido circuitos integrados donde solo una pequeña fracción se usa en transistores activos, mientras un porcentaje importante está fabricado de un sustrato de múltiples materiales, algunos de ellos tóxicos, como el arseniuro de galio, lo que plantea enormes riesgos para el medioambiente.

  • En un paper publicado en 2015en Nature Communications, los autores exploran la aplicación de un sustrato biodegradable de polímero de celulosa (cellulose nanofibrils, en inglés) para la fabricación del sustrato de los microchips. Lo que dejaría solo a las microscópicas porciones de transistores con materiales metálicos tóxicos, usados en cantidades ínfimas.

Lamentablemente, la adopción de estos nuevos métodos ha sido escasa. Como plantea otro trabajo más reciente, de 2024, manejar la resistencia mecánica y duración de los aparatos fabricados con polímeros biodegradables en general es un desafío, lo que ha dificultado su adopción masiva.

Es necesaria una inversión importante y, más aún, la voluntad de integrar estos materiales con más de una década de estudios en los procesos de manufactura a gran escala. De momento, siguen siendo un lujito científico.

Prueba de trabajo y prueba de participación. Quizás has escuchado sobre cómo hacerse rico con las criptomonedas, esta nueva forma de divisa basada en la tecnología de blockchain, cuyo representante más popular es el bitcoinQuizás también has leído sobre el blockchain, pero lo que quizás no has escuchado es sobre el enorme costo energético de la minería de criptomonedas basada en la “Proof of Work” (POW) o “prueba de trabajo”.

En el sistema POW, los “mineros” o grupos de mineros de criptomonedas compiten en la resolución de cálculos complejos, prestando el poder de cómputo de sus máquinas. Esta resolución permite validar “bloques” de la cadena de transacciones. Por este “servicio” reciben un porcentaje de una criptomoneda.

  • Cada cálculo en sí mismo es simple y superfluo, es decir, no sirve de nada en sí mismo, pero su enorme volumen asegura la red, haciendo muy costoso vulnerar la seguridad tomando el control. Sin embargo, costará mucha energía eléctrica y recursos.

Ethereum (una criptomoneda que compite con bitcoin) ha adoptado una nueva aproximación llamada “Proof of Stake” o “prueba de participación”. En este sistema, las personas encargadas de validar las transacciones en la red, llamados validadores, deben “bloquear” una parte de sus propias monedas como garantía.

Es como si apostaran su patrimonio para demostrar que actuarán de manera honesta. Si intentan hacer trampa, pueden perderlo. Este mecanismo asegura la red porque, para controlarla, sería necesario tener muchas monedas, lo cual sería extremadamente costoso y poco rentable.

Si bien este método es mucho menos costoso en términos de recursos, tanto de hardware como eléctricos, sí plantea mayor complejidad en los algoritmos utilizados para seleccionar a los validadores, y expone a estos últimos, naturalmente, a un mayor riesgo que el clásico minero de criptomoneda.

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RECOMENDACIONES: VOLCANES DESPIERTOS, DE SANDRA VÁSQUEZ DE LA HORRA

Sandra Vásquez de la Horra, El amanecer y atardecer de las civilizaciones (2021). Grafito y gouache sobre papel, cera.

Por María José Riveros
Gestora cultural y licenciada en Estética

El Museo Nacional de Bellas Artes presenta una muestra individual de la artista chileno-alemana Sandra Vásquez de la Horra, titulada Los Volcanes Despiertos.

Ganadora del Premio Käthe Kollwitz en 2023 por El murmullo del cosmos y denominada “la madre del dibujo latinoamericano” por Liceo Magazine, por una exhibición en 2018, Vásquez de la Horra, además del punto focal en la figura y metáfora de los volcanes, presenta en sus obras influencias provenientes de la historia del cine, los cuentos de hadas y, muy particularmente, de libros de botánica y zoología.

No se pierdan esta exposición que, de manera muy espontánea y delicada, da cuenta con técnicas sencillas de una mixtura cultural de amplio rango, con raíces en la geografía andina y un potente componente onírico.

  • Pueden visitarla durante todo el verano y, de pasada, capear algo del calor santiaguino de la época estival.La muestra estará abierta hasta el 9 de marzo de 2025.

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Bueno, y esto es todo en esta edición de Universo Paralelo, en este año que se viene con muchas sorpresas. Ya sabes, si tienes comentarios, recomendaciones, fotos, temas que aportar, puedes escribirme a universoparalelo@elmostrador.cl. Gracias por ser parte de este Universo Paralelo.

Mis agradecimientos al equipo editorial que me apoya en este proyecto: Francisco Crespo, Francisca Munita, Camilo Sánchez y Sofía Vargas, y a todo el equipo de El Mostrador.

 

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