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12 may 2013
Insectos robóticos hacen el primer vuelo controlado
El
verano pasado, en un laboratorio de robótica de Harvard, un insecto tomó vuelo.
Con la mitad del tamaño de un clip de papel y un peso de menos de una décima de
gramo, que saltó unos centímetros, se cernía un momento en frágiles aleteos de las alas, y luego se aceleró a lo
largo de una ruta predeterminada a través del aire.
Como
un padre orgulloso de ver a un niño dar sus primeros pasos, el estudiante
graduado Pakpong Chirarattananon inmediato capturó un video de la incipiente y
que envió por correo electrónico a su asesor y sus colegas a las 3 am.
"Estaba
tan emocionado, que no podía dormir", recuerda Chirarattananon, co-autor
principal de un artículo publicado esa semana en Science.
 |
La
demostración del primer vuelo controlado de un robot insecto es la culminación
de más de una década de trabajo, dirigido por investigadores de la Escuela de
Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) y el Instituto Wyss de Ingeniería
Inspirada Biológicamente en Harvard.
"Esto
es lo que he estado tratando de hacer literalmente por los últimos 12
años", dice Robert J. Wood, profesor de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de
la SEAS, y el investigador principal de la National Science Foundation.
"Es realmente sólo por los últimos avances de este laboratorio de
fabricación, materiales y diseño que nosotros también hemos sido capaces de
probar esto. Y que funcionó espectacularmente bien. "
Quiero
crear algo que el mundo nunca haya visto antes. Se trata de la emoción de
empujar los límites de lo que pensamos que podemos hacer, los límites del
ingenio humano ".
Inspirado
por la biología de la mosca, con la anatomía submilimétrica y dos alas
finísimas casi invisibles aleteando a casi 120 veces por segundo, el pequeño
dispositivo no sólo representa la vanguardia absoluta de los sistemas de
microfabricación y control, sino que es una aspiración que ha impulsado la
innovación en estos campos por docenas de investigadores en Harvard durante
años.
"Tuvimos
que desarrollar soluciones desde cero, para todo", explica Wood. "Nos
gustaría tener un componente de trabajo, pero cuando pasamos a la siguiente,
cinco nuevos problemas surgían. Era un blanco móvil ".Los grandes robots
pueden ejecutarse en los motores electromagnéticos, pero en esta pequeña escala
tiene que llegar a una alternativa, y no había ni una", dice el co-autor
principal Kevin Y. Ma, un estudiante graduado de SEAS.
Las
solapas robot diminutas, sus alas, se mueven con actuadores piezoeléctricos -
tiras de cerámica que se expanden y contraen cuando se aplica un campo eléctrico.
Bisagras delgadas de plástico incrustados en el bastidor de carrocería de fibra
de carbono sirven como uniones, y un sistema de control delicadamente
equilibrado manda los movimientos de rotación en el robot aleteo-ala, cada ala controlada de forma independiente en
tiempo real.
A
escalas pequeñas, los pequeños cambios en el flujo de aire pueden tener un
efecto descomunal en la dinámica de vuelo, y el sistema de control tiene que
reaccionar mucho más rápido que al permanecer estable.
Los
insectos robóticos también se aprovechan de una técnica de fabricación
emergente ingeniosa que fue desarrollado por el equipo de Wood en 2011. Hojas
de diversos materiales de corte por láser se superponen y emparedadas juntas en
una placa delgada y plana que se dobla como el libro de un niño en la
estructura electromecánica completa.
El
proceso es rápido, paso a paso sustituye a lo que solía ser un arte manual
laborioso y permite que al equipo utilizar materiales más robustos en nuevas
combinaciones, al mismo tiempo que mejora la precisión global de cada
dispositivo.
"Ahora
podemos crear rápidamente prototipos fiables, lo que nos permite ser más
agresivo en la forma en que probamos", dice Ma, quien agregó que el equipo
ha pasado por 20 prototipos en tan sólo los últimos seis meses.
Las
aplicaciones del proyecto Robobee podrían incluir el control distribuido
ambiental, las operaciones de búsqueda y rescate o la ayuda en la polinización
de cultivos, pero los materiales, técnicas de fabricación y componentes que
surgen en el camino pueden llegar a ser aún más importante. Por ejemplo, el
proceso de fabricación emergente podría permitir una nueva clase de
dispositivos médicos complejos.
"El
aprovechamiento de la biología para resolver problemas del mundo real es lo que
hace el Instituto Wyss ", dice el Director Fundador de Wyss Don Ingber.
"Este trabajo es un hermoso ejemplo de cómo reunir a los científicos e
ingenieros de diversas disciplinas para llevar a cabo la investigación
inspirada en la naturaleza
23 abr 2013
Bacterias producen Diesel
 |
| Bacteria E.coli utilizada para la producción de Diésel (Exeter) |
Como en la ciencia ficción, un equipo de la Universidad de
Exeter, con el apoyo de la empresa energética Shell, ha desarrollado un método
para hacer que las bacterias produzcan diesel a granel.
Aunque la tecnología todavía se enfrenta a muchos desafíos
significativos de comercialización, el diesel, producida por cepas especiales
de bacterias E coli, es casi idéntico al combustible diesel convencional.
Esto significa que no es necesario para ser mezclado con
productos derivados del petróleo como se requiere a menudo por biodiesel
derivado de los aceites vegetales. También significa que el gasóleo se puede
utilizar con suministros de corriente en la infraestructura existente, porque
los motores de tuberías y tanques no necesitan ser modificados. Los
biocombustibles de estas características se denominan 'drop-in'.
El profesor John Love de Biociencias de la Universidad de
Exeter, dijo: "La producción de biocombustible comercial que se puede
utilizar sin necesidad de modificar los vehículos ha sido el objetivo de este
proyecto desde el principio. La Sustitución del diesel convencional con un
biocombustible de carbono neutral en volúmenes comerciales sería un gran paso
hacia el cumplimiento de nuestro objetivo de una reducción del 80% en las
emisiones de gases de efecto invernadero para 2050. La demanda mundial de
energía va en aumento y un combustible que es independiente tanto en
fluctuaciones de los precios mundiales del petróleo y la inestabilidad política
es una perspectiva cada vez más atractiva ".
La bacteria E. coli se dirige naturalmente a azúcares en
grasa para construir sus membranas celulares. Las moléculas de aceite
combustible sintético se pueden crear mediante el aprovechamiento de este
proceso de producción de aceite natural. La fabricación a gran escala
utilizando E. coli como el catalizador que ya es un lugar común en la industria
farmacéutica y, aunque el biodiesel se produce actualmente en pequeñas
cantidades en el laboratorio, el trabajo continuará para ver si esto puede ser
una ruta comercial viable para hacer combustibles.
Rob Lee de Shell Proyectos y Tecnología, dijo: "Estamos
orgullosos del trabajo que está realizando Exeter en el uso de biotecnologías
avanzadas para crear las moléculas específicas de hidrocarburos que sabemos que
tendrá una gran demanda en el futuro. Aunque la tecnología todavía se enfrenta
a varios obstáculos en lo que respecta a la comercialización, mediante la
exploración de este nuevo método de creación de biocombustibles, junto con otras
tecnologías inteligentes, esperamos que nos podrían ayudar a afrontar los retos
de limitar el aumento de las emisiones de dióxido de carbono al mismo tiempo
que responde a la exigencia mundial cada vez mayor de combustible para el
transporte ".
Esta tarea fue auspiciada con una donación de Shell Research
Ltd y Biotecnología y el Consejo de Investigación de Ciencias Biológicas.
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