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Jueves, 5 enero 2017

Ingeniería

Exoesqueleto neurorrobótico de mano no invasivo para tetrapléjicos

Un consorcio de científicos europeos ha restaurado la función de agarre de seis tetrapléjicos usando un exoesqueleto neurorrobótico de mano no invasivo e híbrido.

Los participantes en el estudio pudieron, por ejemplo, comer y beber de forma independiente en un restaurante. Hasta ahora, se tendía a creer que la restauración de la funcionalidad de las manos fuera del laboratorio, basada en un sistema de conexión entre cerebro y máquina, implicaría una implantación quirúrgica de electrodos neurales. Sin embargo, la demostración llevada a cabo pone en tela de juicio esa idea, ya que todo lo conseguido se ha logrado utilizando la actividad cerebral eléctrica registrada desde la superficie exterior del cráneo, evitando así todo procedimiento quirúrgico.

El sistema fue desarrollado por investigadores de la Universidad de Tubinga en Alemania, el Instituto de Biorrobótica de la Escuela Superior de Santa Ana, en Italia, y el Instituto Guttmann en España.

El nuevo método mejorará notablemente la calidad de vida después de una lesión de médula espinal en las vértebras superiores o de un derrame. El sistema traduce parte de la actividad eléctrica cerebral y de los movimientos oculares en movimientos de apertura y cierre de la mano, restaurando la función intuitiva de agarre hasta un nivel casi normal, según muestra el estudio. Gracias a un equipo portátil e inalámbrico integrado en una silla de ruedas, los participantes pudieron moverse libremente y usar el sistema en su entorno cotidiano.

Surjo Soekadar, el médico responsable y autor principal del estudio, cree que la tecnología se puede adaptar aún más. Él y sus colegas planean el desarrollo de sistemas neurorrobóticos inteligentes, sensibles al contexto y cosméticamente discretos, que los pacientes puedan montar en sus cuerpos sin ayuda.

Además de la mejora inmediata en la capacidad de realizar actividades cotidianas, probablemente habrá otras; estudios clínicos recientes sugieren que un uso repetido de tales exoesqueletos controlados por el cerebro podría inducir, en personas que han sufrido una lesión en la médula espinal o un derrame, una cierta recuperación neurológica. La neuroplasticidad potenciable con las interfaces cerebro-máquina, es por tanto un factor clave a tener en cuenta en los intentos de rehabilitar parte de la funcionalidad perdida.



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Miércoles, 4 enero 2017

Ciencia de los materiales

Casco de motorista mejorado con grafeno

Se ha presentado públicamente un casco para viajar en motocicleta recubierto por grafeno, destinado a su comercialización a gran escala.

El casco se beneficia de la inclusión del material citado: al recubrir con este su exterior, el resultado brinda un mejor confort térmico y una mayor seguridad. El recubrimiento de grafeno permite una mejor distribución de la fuerza de impacto, haciendo al casco menos susceptible a daños en comparación con los desprovistos de este revestimiento, incluso en condiciones de altas temperaturas. Son las excelentes propiedades de conducción térmica del grafeno las que disipan el calor rápidamente por todo el casco, y gracias a esto no solo se protege a los materiales internos de la degradación causada por el calor, sino que también se logra un uso más confortable del casco para el usuario.

Los cascos se producen en una fábrica en el norte de Italia, donde se ha integrado el procedimiento de recubrimiento con grafeno directamente en una línea de producción ya existente. El equipo de Vittorio Pellegrini, de IIT Graphene Labs y de la organización Graphene Flagship, financiada por la Unión Europea, desarrolló un proceso totalmente compatible con el usado por la empresa Momodesign para sus cascos estándar.

Además, desde el inicio del trabajo de diseño del casco enriquecido con grafeno, hasta la fabricación de la primera unidad, solo han transcurrido 18 meses.



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Miércoles, 4 enero 2017

Arqueología

Descubrimiento en Grecia de una antigua ciudad desconocida

Un equipo internacional de investigación está explorando los restos de una antigua ciudad en la zona central de Grecia. Lo que se está descubriendo puede cambiar la visión que se tiene de una región que tradicionalmente ha sido considerada como una zona poco importante del mundo antiguo.

Los arqueólogos, de Grecia y Suecia, han empezado a explorar la antigua ciudad previamente desconocida en la localidad actual de Vlochós, a cinco horas de viaje al norte de Atenas. Los restos arqueológicos están esparcidos por encima y alrededor de una colina y pueden ser datados como pertenecientes a varios períodos históricos.

Lo que se solía considerar como los restos de algún asentamiento de poca importancia en una colina puede ahora ser asignado a las ruinas de un ciudad de mayor interés que lo supuesto previamente, tal como subraya Robin Rönnlund, de la Universidad de Gotemburgo en Suecia y miembro del equipo de investigación.

La colina está ocultando muchos secretos. Hay restos de torres, muros y puertas de la ciudad en la cumbre y en las laderas, pero apenas se aprecian indicios visibles de estructuras en el subsuelo. Se pretende evitar excavar y en su lugar utilizar métodos como el radar de penetración subterránea, que permitirá al equipo dejar el yacimiento en el mismo estado en el que estaba cuando llegaron los primeros investigadores.

Todo indica que se trata de una ciudad bastante grande. El área dentro de la muralla de la ciudad mide más de 40 hectáreas. El equipo de investigación también ha encontrado cerámica y monedas antiguas que pueden ayudar a datarla. Las piezas más antiguas son de alrededor del año 500 a. C., pero la ciudad parece haber florecido principalmente desde el siglo cuarto al tercero antes de Cristo, antes de que fuera abandonada por alguna razón, quizá relacionada con la conquista romana de la zona.



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Martes, 3 enero 2017

Ingeniería

Las utilidades de robots serpiente en la astronáutica

Unos investigadores noruegos han evaluado el abanico de misiones que podría realizar un robot serpiente, determinando que es factible que lleven a cabo trabajos de mantenimiento en la Estación Espacial Internacional (ISS), que investiguen la superficie de cometas y que ayuden a examinar la viabilidad de que grupos de seres humanos vivan y trabajen en túneles de lava en la Luna.

Hace tres años, la SINTEF (Fundación para la Investigación Científica e Industrial), en Noruega, estuvo analizando si los robots serpiente podrían realizar trabajos de apoyo para astronautas de expedición en Marte.

Formando parte de un proyecto financiado por la Agencia Espacial Europea (ESA), el equipo de Aksel Transeth, de la SINTEF, va a continuar con esta línea de investigación y desarrollo, y está llevando ya a cabo un estudio preliminar para examinar las aplicaciones potenciales de la nueva tecnología en la astronáutica.

Han transcurrido casi 50 años desde que los primeros humanos caminaron sobre la superficie de la Luna. La ESA (Agencia Espacial Europea) cree que el próximo gran paso de la humanidad en la astronáutica podría ser un proyecto global conjunto dirigido a establecer un asentamiento en nuestro satélite natural, un “pueblo lunar”. Esa base lunar permitiría una presencia humana permanente en la Luna para actividades científicas, así como para algunos negocios, incluyendo el turismo lunar y la explotación minera de materiales que en la Tierra son escasos y muy valiosos. Se cree que un sitio idóneo en el que construir dicha base será alguno en el cual se puedan aprovechar los tubos de lava, o túneles, donde en el pasado fluyó roca fundida.

Edificar en los tubos de lava supondrá que los pobladores queden bien protegidos de la dañina exposición a la radiación cósmica y los meteoritos.

Sin embargo, tales túneles deben ser inspeccionados con antelación para asegurar que es posible que las personas vivan y trabajen en ellos sin tener que afrontar riesgos excesivos, y aquí es donde los robots serpiente podrían tener un papel que desempeñar. Un robot serpiente podría trepar y descolgarse por tubos de lava discurriendo en vertical, como las serpientes lo hacen en los árboles.

La ESA también está interesada en el estudio de los cometas. Dado que bastantes de estos proceden de la periferia del sistema solar o de más lejos, las bajas temperaturas los han conservado sin apenas cambios importantes desde su formación, que data de muchísimo tiempo atrás, justo de cuando el sistema solar comenzaba a formarse. Por todo ello, los cometas son como una "caja negra" de la creación del sistema solar, y los investigadores esperan que alberguen huellas con las que sea posible resolver algunos de los misterios de la historia de nuestro sistema solar.

En 2004, la ESA lanzó la sonda espacial Rosetta, y en 2014 esta liberó la sonda de aterrizaje Philae sobre el cometa 67P/Tsjurjumov­Gerasimenko. Esta última estaba equipada con un sistema de arpones diseñado para mantenerla en su lugar tras el aterrizaje. Por desgracia, no funcionó.

Prácticamente no hay gravedad en un cometa. Si intentamos caminar sobre su superficie, la fuerza de un paso, al presionar con el pie en el suelo para impulsarnos hacia delante, hará que salgamos despedidos al espacio. Así que el equipo de Transeth ha buscado formas de que los robots serpiente puedan moverse sobre un cometa manteniéndose al mismo tiempo fijados sobre la superficie.

De entre las posibles aplicaciones para estos robots, la que, a juicio de Transeth, es la más realizable a corto plazo consiste en usarlos para labores de apoyo en la ISS.

Los astronautas llevan a cabo experimentos que sus colegas en la Tierra les envían en cajas, y estos experimentos tienen que ser realizados en un estado de microgravedad. Los astronautas también deben ocuparse del mantenimiento de todo el equipamiento necesario para mantener en marcha la estación espacial, lo cual incluye inspecciones que pueden resultar tediosas y muy largas.

Por todo ello, cualquier cosa que les ahorre tiempo durante su frenética agenda vale su peso en oro.

En opinión de Transeth, es posible que un robot pueda desempeñar buena parte del trabajo de inspección rutinaria y mantenimiento. Un robot serpiente podría meterse en los rincones más inaccesibles de la ISS, realizar una inspección de los numerosos experimentos, y quizás incluso llevar a cabo pequeñas tareas de mantenimiento.



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Lunes, 2 enero 2017

Astronomía

Biografía de NGC 3293

En cierta manera, la soledad de nuestro Sol es una anomalía cósmica. Alejado del lugar de su nacimiento, y por tanto de las compañeras que compartieron nebulosa de formación, está relativamente apartado de otros cuerpos estelares. En cambio, hay otras estrellas que pasan casi toda su vida en zonas mucho más pobladas, hasta el punto de que, junto a sus hermanas, dan lugar a lo que llamamos cúmulos estelares.

NGC 3293 es uno de esos cúmulos estelares, y además uno bastante brillante. Descubierto por Nicolas-Louis de Lacaille (o La Caille) el 25 de enero de 1752, durante su viaje a Sudáfrica, se encuentra en la constelación de Carina, a unos 8.400 años-luz de nosotros.

Los astrónomos lo consideran un cúmulo abierto, dado que su pequeña población está realmente distribuida de forma no demasiado densa. El cúmulo, en efecto, posee una cincuentena de estrellas, situadas a lo largo de una extensión de unos 26 ó 27 años-luz de diámetro.

Con una magnitud aparente de 4,7, estamos ante un cúmulo brillante y fácilmente observable. Sus integrantes debieron nacer más o menos al mismo tiempo, hace tan solo unos 10 millones de años. Es pues un cúmulo joven, pero al mismo tiempo, uno de corta duración, puesto que muchos de sus habitantes son estrellas muy grandes y calientes. Eso quiere decir que quemarán su combustible rápidamente y vivirán poco tiempo.

La más destacada y brillante es una estrella de magnitud 6,5, una gigante roja. Está rodeada por otras varias decenas azules.

El cúmulo aún presenta rastros de la nebulosa gaseosa y de polvo a partir de la cual se crearon los cuerpos estelares. La nebulosa original, espoleada por algún fenómeno exterior o debido a perturbaciones locales, empezó a contraerse debido a la gravedad, y en varios puntos de su vasto volumen se crearon los diversos embriones de estrella, o protoestrellas, que acabaron acumulando buena parte del material y que finalmente acabaron surgiendo de sus capullos por sí mismas o con la ayuda de la radiación ultravioleta de otras vecinas más precoces, que limpiaron la región dejando verlas poco a poco.

La gran cantidad de masa que acumularon estas estrellas marcará su vida futura. Quemando el hidrógeno de su horno nuclear a gran velocidad, transcurrirán raudas por las diversas etapas de su vida, hasta llegar al final de ella. En una última fase, las estrellas se enfriarán y se volverán más rojas, aumentando al mismo tiempo su volumen hasta convertirse en supergigantes.

Destacando de sus compañeras azules, la citada estrella rojiza o anaranjada debe ser pues la más masiva, y por tanto la que ha evolucionado más rápidamente.

Los astrónomos han estudiado NGC 3293 con mucha atención porque en este cúmulo tienen una buena parte de la historia evolutiva estelar. Sus imágenes y espectros están ayudando a averiguar detalles sobre cómo se transforman, en una especie de laboratorio cósmico.

Lacaille descubrió el cúmulo con un modestísimo telescopio de 12 mm de diámetro. Ello fue suficiente para detectar su presencia y catalogarlo, si bien es visible a ojo desnudo en el hemisferio sur si la noche es lo bastante transparente y oscura. En la actualidad, los astrónomos usan grandes instrumentos como el del observatorio de La Silla, en Chile, que permiten mostrar detalles muy finos de sus estructuras y las características físicas individuales de muchas de las estrellas del cúmulo estelar. El hecho de que todas tengan una composición química semejante confirma que proceden de la misma nube primigenia de gas y polvo y que se formaron casi al mismo tiempo. Eso es especialmente útil porque permite contemplar los diversos caminos de la evolución estelar, representados por las propiedades actuales de cada estrella individual, cuya masa intrínseca ha marcado la velocidad de dicha evolución.

En comparación con nuestro Sol, que tiene una edad de unos 4.500 millones de años, las estrellas de NGC 3293 no solo son extremadamente jóvenes, sino que, por sus propiedades físicas, evolucionarán mucho más deprisa que nuestra estrella. En todo caso, el cúmulo estelar abierto del que forman parte acabará desapareciendo como tal, en parte por la vejez prematura de sus componentes, y en parte porque su baja densidad lo hace propicio a desmembrarse ante posibles interacciones con otros cúmulos cercanos o nubes de gas. En efecto, la gravedad, la fuerza que mantiene juntas a sus estrellas, no es tan elevada como la de un cúmulo globular, de manera que un cúmulo abierto como NGC 3293 no debería permanecer como tal más allá de unos pocos cientos de millones de años. En contraste, los cúmulos globulares mantienen su forma durante miles de millones de años, y pueden contener miles de estrellas.

NGC 3293, además, ha alcanzado probablemente ya un punto de su existencia que no tiene marcha atrás. Ya no hay mucho gas en la región para nuevos episodios de formación estelar masiva, como el único que dio forma a la actual población, así que su futuro es el de una estructura en declive que quizá producirá alguna estrella más pero que ya ha visto su mejor época.

DATOS BÁSICOS:

Nombres: NGC 3293

Tipo: Cúmulo estelar abierto

Constelación: Carina

Distancia a la Tierra: Unos 8.400 millones de años-luz

Magnitud aparente: 4,7

Características especiales: Cúmulo muy joven, de unos 10 millones de años de antigüedad y con una población de poco más de 50 estrellas.

(AUTOR: MANEL MONTES)




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ESPECIAL

Divulgación

El origen del universo (programa 1 de Órbita Laika La Nueva Generación)

Video del programa que incluye entrevista a Stephen Hawking, quizá el físico más célebre de nuestros tiempos.

Radio Televisión Española (RTVE) ya tiene disponible online el programa 1 del espacio televisivo de divulgación científica "Órbita Laika La Nueva Generación", un espacio en el que los fundadores de NCYT de Amazings tenemos el placer de colaborar. Está coproducido por RTVE y la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), en colaboración con la productora de televisión Estudio Brainstorm. El espacio aborda esta tarea divulgativa con un estilo ideado para llegar no solo a los apasionados de la ciencia sino también para despertar el interés por ella en el resto de la población. A tal fin se ha recurrido a un atractivo planteamiento que agrega el humor como un ingrediente principal, y también toques de ciencia-ficción. El presentador es Goyo Jiménez, de interesante trayectoria televisiva y grandes dotes para el humor.






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