Francis en ¡Eureka!: Robots biomiméticos de Boston Dynamics

Dibujo20130331 boston dynamics

El audio de mi sección ¡Eureka! en La Rosa de los Vientos, Onda Cero, ya está disponible. Si te apetece escucharlo, sigue este enlace. Como siempre, una transcripción libre del audio.

Los militares necesitan robots capaces de moverse en un campo de batalla por un terreno con todo tipo de accidentes (arena, rocas, fango, nieve, etc). Los proyectos DARPA son los mayores impulsores de la robótica móvil¿Cómo se logra desarrollar este tipo de robots todo terreno? Los robots todo terreno son un gran reto para los ingenieros. Para diseñar estos robots se suele imitar el comportamiento de animales, es decir, se usa la  biomimética. La selección natural durante cientos de millones de años ha permitido que muchos animales evolucionen hasta adquirir sistemas de locomoción realmente sorprendentes y muy eficientes en consumo energético. Muchos ingenieros especialistas en robótica se inspiran o tratan de imitar estos sistemas de locomoción en sus proyectos. Siempre, el primer paso es estudiar la biomecánica del movimiento del animal, desvelar sus secretos para poderlos incorporar al diseño del robot. Hoy vamos a hablar de los robots biomiméticos de la compañía Boston Dynamics, fundada por el ingeniero Marc Raibert del Instituto Técnico de Georgia (el Georgia Tech) situado en Atlanta (EEUU), que recientemente ha sido noticia por la publicación en la prestigiosa revista Science de su último robot.

Lograr que un robot camine por la arena del desierto no es fácil. Muchos oyentes recordarán lo que le pasó a Spirit, el rover marciano de la NASA, que quedó atrapado en la arena de Marte en mayo de 2009. Spirit tenía seis ruedas todo terreno pero no pudo escapar. El nuevo robot de la compañía Boston Dynamics hubiera podido escapar de la arena por que no utiliza ruedas sino patas. Se llama RHex y es un hexápodo. Cada una de sus seis patas imita el movimiento de las patas del lagarto de cola de cebra (Callisaurus draconoides), un lagarto que se mueve a gran velocidad sobre la arena del desierto sin hundirse. El movimiento de las patas de este lagarto es parecido a las brazadas de un nadador en el agua de una piscina, casi es como si el lagarto “nadara sobre la arena”. Los investigadores han estudiado en detalle las fuerzas que ejercen las patas sobre los granos de arena y las han utilizado para diseñar la forma y el algoritmo de control de cada pata del robot. RHex es un pequeño robot de 13 centímetros y 150 gramos, pero es capaz de moverse a 2,5 kilómetros por hora sobre arena. Si el rover Spirit hubiera tenido un diseño similar hubiera podido escapar de la trampa de arena marciana sin problemas.

Más información en “El ‘sprint’ de los lagartos inspira un robot para conquistar mundos arenosos,” esmateria.com, 22 Mar 2013, que incluye el siguiente vídeo.

Sigue leyendo

Un robot biomimético que corre sobre la arena imitando al lagarto de cola de cebra

Un robot articulado con patas capaz de moverse por medios granulares o que no sean rígidos, como arena, gravilla, escombros, lodo, nieve, hierba u hojarasca, puede ser diseñado utilizando la biomimética. El lagarto de cola de cebra (Callisaurus draconoides) se mueve a gran velocidad sobre la arena del desierto y ha inspirado el robot RHex (mostrado en el vídeo de youtube). Cada pata de RHex se ha diseñado para imitar la interacción con la arena de las patas de este lagarto, lo que ha requerido el desarrollo de un modelo matemático específico para este animal. Los autores del artículo llaman terramecánica al campo de la ingeniería que estudia la locomoción robótica en medios granulares. Chen Li, Tingnan Zhang, Daniel I. Goldman, “A Terradynamics of Legged Locomotion on Granular Media,” Science 339: 1408-1412, 22 Mar 2013. Más información divulgativa en Melany L. Hunt, “Robotic Walking in the Real World,” Science 339: 1389-1390, 22 Mar 2013.

Dibujo20130321 Terradynamics of Legged Locomotion on Granular Media

Otro vídeo de Boston Dynamics, que muestra a RHex en acción en un entorno real.

Aplicaciones de los nanotubos de carbono

Dibujo20130201 emergent CNT applications rely on ordering of CNTs at hierarchical scales

La gran limitación de los nanotubos de carbono (CNT) en aplicaciones prácticas es la gran dificultad que tiene fabricar dispositivos en los que estén colocados de forma controlada y bien alineada. Hoy en día se fabrican varias miles de toneladas de CNT al año, pero su utilidad se reduce a aplicaciones donde se puedan colocar de forma aleatoria y en grandes cantidades (baterías recargables, piezas de automóviles y artículos deportivos para cascos de barco y filtros de agua). Nos resumen el estado de las aplicaciones actuales y las que se esperan en un futuro cercano Michael F. L. De Volder, Sameh H. Tawfick, Ray H. Baughman, A. John Hart, “Carbon Nanotubes: Present and Future Commercial Applications,” Science 339: 535-539, 1 Feb 2013 [copia gratis en pdf vía UMich].

Sigue leyendo

Un cañón casero de bolas de ping pong supersónicas

Dibujo20130131 layout supersonic ping pong gun

Construir un cañón casero de pelotas de ping pong subsónicas es fácil (vídeo). Lograr que alcance velocidades supersónicas requiere una modificación muy simple, basta añadir una tobera convergente-divergente entre el depósito de presión y el tubo donde se inserta la bota de ping pong. Con las medidas indicadas en la figura de arriba se ha logrado alcanzar una velocidad de lanzamiento de 406 m/s (unos 1460 km/h), lo supone un número de Mach de 1,23 (si la velocidad del sonido se toma como 330 m/s); esta velocidad se midió utilizando una cámara de alta velocidad (16.000 fps con un tiempo de exposición de 1/128.000 s). Obviamente, el uso de este cañón de bolas de ping pong debe limitarse a un ambiente controlado, pues al aire libre podría ser peligroso. Más detalles para los lectores que se animen a realizar su propio cañón en Mark French, Craig Zehrung, Jim Stratton, “A Supersonic Ping Pong Gun,” arXiv:1301.5188, 22 Jan 2013.

Dibujo20130131 supersonic ping pong gun

PS (10 feb. 2013): Este vídeo de la Univ. Purdue nos explican el funcionamiento del cañón, cómo una pelota de ping pong atraviesa una raqueta de ping pong, y en el siguiente vídeo, cómo una pelota de ping pong atraviesa cinco latas de refresco en serie. ¡Qué los disfrutéis!

Armas basadas en microondas de alta potencia… la promesa nunca cumplida

El secreto refuerza el aire de fantasía que rodea el desarrollo de armas de microondas de alta potencia, pero tras 50 años de investigación los militares del Pentágono, EEUU, aún no han logrado un arma útil. En octubre de 2007, en Quantico, Virginia, hubo una demostración de un prototipo de arma no letal para controlar multitudes que emitía un haz de microondas a 95 GHz (una radiación que penetra menos de un milímetro en la piel); se suponía que provocaría una sensación incómoda de calor sin causar ningún daño permanente. Pero el tiempo meteorológico no acompañó (el día fue frío y lluvioso) y los voluntarios que sufrieron en sus propias carnes el arma de microondas en lugar de huir se sintieron reconfortados con el calorcito que recibieron. En marzo de 2012 se volvió a repetir la demostración, con mayor éxito, lo que no quita que muchos críticos se pregunten para qué invierte el Pentágono en una tecnología armamentista inútil. Por supuesto, hay quien se beneficia de estas inversiones. Ingenieros de la Universidad Técnica de Texas, Lubbock, EEUU, han desarrollado un dispositivo de 2 metros de largo y 16 centímetros de diámetro capaz de emitir pulsos de microondas de alta potencia (gracias a la financiación del proyecto CHAMP, por High-power Microwave Advanced Missile Project). La idea es instalarlo en un misil de crucero, pero todavía no han logrado este último paso. El problema es sencillo, cuando se pone en marcha el “arma” se carga toda la electrónica del misil. Meterse un gol en propia portería no parece muy útil. Pero la duda corroe la mente de los militares; países como Rusia, China e incluso Irán afirman que están trabajando en esta tecnología, así que los estadounidenses tienen que invertir en ella aunque parezca pura fantasía y los investigadores hábiles recabando dinero se aprovechan de estos miedos colectivos. Nos lo cuenta Sharon Weinberger, “Microwave weapons: Wasted energy,” Nature 489: 198–200, 13 September 2012. El artículo técnico de los ingenieros de Texas es M. A. Elsayed et al., “An explosively driven high-power microwave pulsed power system,” Review of Scientific Instruments 83: 024705 (2012). También conviene consultar Surender Kumar Sharma et al., “Note: Compact helical pulse forming line for the generation of longer duration rectangular pulse,”  Review of Scientific Instruments 83: 066103 (2012).

Cómo medir la eficiencia energética de tu propio coche

Pere Roura (Universitat de Girona) y Daniel Oliu nos cuentan en “How energy efficient is your car?,” AJP 80: 588-593, July 2012, cómo medir de forma práctica la eficiencia energética de tu propio coche. Como ejemplo utilizan su Volkswagen Lupo 3L, un coche diseñado para ser muy eficiente con un motor diésel de tres cilindros, un peso de 830 kg y un consumo récord de solo 3 litros a los 100 km. Según su estudio solo el 28% de la energía del combustible se transfiere a las ruedas, lo que sin lugar a dudas es todo un récord en eficiencia para un vehículo comercial. Sin embargo, también nos recuerda que el 72% de la energía del combustible se pierde por aerodinámica, fricción, pérdidas mecánicas y térmicas. En los vehículos de gasolina, la eficiencia suele ser mucho menor. Para un vehículo típico se estima que solo el 12-13% de la energía del combustible se transmite a las ruedas, según el estudio de Joseph A. Carpenter, Jr. (Department of Energy, USA) et al., “Road Transportation Vehicles,” MRS Bull. 33: 439–444, 2008 [copia gratis], del que he extraído la figura de abajo.

 

Roura y Oliu nos proponen experimentos sencillos que los estudiantes de grado en ingeniería industrial, mecánica y otras titulaciones similares pueden ejecutar solo con conocimiento básicos de mecánica (resistencia del aire y a la rodadura) y termodinámica (ciclos térmicos). No traduciré todo su artículo, solo presentaré un breve resumen con las figuras clave, para que veáis cómo se realizan los experimentos y cómo se obtienen los resultados. Animo a los interesados en más detalles que consulten el artículo en la revista (American Journal of Physics), si tienen acceso, o que le pidan por correo electrónico una copia a Pepe Roura (que seguro que estará encantado por el interés despertado por su artículo).

Lo primero, calibrar el indicador de consumo de combustible del propio coche, comparando el consumo real (en litros por cada 100 km) y la lectura del sensor en una distancia grande, por ejemplo, 850 km. En el caso del Volkswagen Lupo 3L, la pantalla subestima el consumo real por un factor de 0,93.

El primer experimento tiene por objeto medir la eficiencia térmica del motor, comparando el consumo de combustible del coche a velocidad constante en varios tramos de carretera, tanto de pendiente ascendente como descendente. La diferencia entre el consumo de combustible por unidad de distancia cuando se va pendiente arriba (cu) y cuando se va pendiente abajo (cd) es igual a cu − cd = 2 m g h /(η QF d), donde m g h es el cambio en energía potencial del coche y el pasajero, d es la longitud de carretera recorrida, QF es la densidad de energía del combustible (3,56 × 107 Julios por litro para el diésel) y η es la eficiencia térmica del motor.

Este figura muestra el resultado obtenido para el consumo medio y para la eficiencia térmica del motor, cuyo valor está alrededor del 40% (dentro de las incertidumbres experimentales no depende significativamente de la velocidad). Este valor es bastante razonable para un motor diésel y no se puede esperar una eficiencia del motor superior al 40% salvo en los motores de camiones pesados o cuando se usan en sistemas de generación de energía eléctrica. Por supuesto, en este valor de la eficiencia no se han tenido en cuenta las pérdidas mecánicas del motor.

Estimar la resistencia del aire (FR) y la resistencia a la rodadura (FD) se puede realizar midiendo el tiempo (Δt) necesario para incrementar la velocidad del vehículo en una cantidad fija, pongamos Δv = 10 km/h; este tiempo depende de si el vehículo va cuesta arriba Δt+ o cuesta abajo Δt-. Los autores del artículo deducen la fórmula F = FR + FD = (1/Δt+ 1/Δt-) m Δv/2; la figura de arriba muestra que F sigue una trayectoria parabólica con la velocidad F = A + B v2, donde A = 110 N, y B =  0,33 N s2/m2. Como resultado, el coeficiente de fricción de los neumáticos con el asfalto αR, donde FR = αR N, se estima en αR = 0,011, un valor bajo, ya que según otros estudios el valor normal para los neumáticos está entre 0,010 y 0,015.

El coeficiente aerodinámico αD se define a partir de la fórmula  FD = αD ρ S v2/2, donde la densidad del aire ρ = 1,22 kg/m3 (a 500 m sobre el nivel del mar), el área de la sección transversal del coche es S (unos 1,56 m2 para el coche estudiado) y su velocidad media es v. El valor calculado es αD = 0,35, que está en la banda alta de los valores típicos para un coche que están entre 0,3 y 0,35, indicando que el Volkswagen Lupo 3L no es muy aerodinámico.

El consumo de combustible a menos de 2000 rpm es mayor rodando a 80 km/h que a 50 km/h, mientras que a 2700 rpm, este orden se invierte. En esta figura se muestra el efecto en el consumo de la marcha utilizada (cuarta, tercera y segunda) a estas dos velocidades 50 kmh y 80 km/h. La línea continua corresponde al trabajo mecánico (“work”) realizado por el motor, calculado multiplicando el consumo medio de combustible (c) y la eficiencia térmica del motor (η). A 50 km/h, la figura indica que el 60% de la energía del combustible se pierde en forma de calor dentro del motor y sólo el 40% realiza trabajo mecánico (línea gruesa). A 80 km/h el consumo de combustible crece debido al incremento en la resistencia del aire (la resistencia a la rodadura casi no cambia). Por ello, en términos generales, el consumo de combustible es superior a 80 km/h que a 50 km/h. Sin embargo, este orden se invierte por encima de unas 2000 rpm debido al incremento las pérdidas por fricción en el propio motor (que crecen con las revoluciones).

La eficiencia energética global del motor (ηB), llamada en inglés “brake efficiency,” se define como el cociente entre el trabajo útil desarrollado por el motor y la energía del combustible, es decir, ηB = Wu/(QF c), donde Wu es el trabajo útil por unidad de distancia, c es el combustible que se consume a lo largo de cierta distancia y QF es la densidad de energía del combustible. Como muestra la figura de arriba, esta eficiencia energética global no es constante y mejora conforme crece la marcha utilizada. Por ello se suele recomendar conducir a una marcha alta cuando se viaja a mayor velocidad.

Resumiendo todos los resultados se obtiene la figura que abre esta entrada. En un viaje típico, de cada 100 litros de combustible (diésel), solo 40 litros se convierten en trabajo, pero gran parte de este trabajo se consume en la fricción, con lo que solo unos 28 litros se transfieren a las ruedas. Este valor es más alto que el valor típico para un motor de gasolina, que está entre 12 y 13 litros.

Lo interesante de este estudio (aproximado) no son los resultados sino el método. Sencillo y fácil de repetir, cualquiera puede ponerlo en práctica con su propio vehículo, algo especialmente recomendado a los estudiantes de ingeniería. Por supuesto, si algún valiente se atreve que nos cuente sus resultados en los comentarios.

Se publica en Nature el diseño de AWARE-40, una cámara fotográfica con 28 gigapíxeles

Parece extraño que se publique el diseño de una nueva cámara fotográfica en la prestigiosa revista Nature, más aún cuando todavía no ha sido fabricada. En el artículo solo hay imágenes obtenidas con su versión básica, AWARE-2, que solo alcanza un gigapíxel de resolución y tres fotogramas por minuto. La verdad, cada día me sorprenden más los artículos que se publican en la revista más prestigiosa del mundo. Al grano, el número máximo de píxeles de una cámara fotográfica depende del ángulo sólido subtendido por el área del sensor que corresponde a cada píxel, que depende de la apertura de la lente, estando limitado por la difracción y otras aberraciones ópticas. Una cámara con 10 megapíxeles de calidad requiere una apertura del orden de 1 mm; una con un gigapíxel exige alcanzar un centímetro, lo que provoca enormes pérdidas de calidad en la imagen (aberraciones ópticas). La cámara AWARE-2 utiliza una abertura de 16 mm, más pequeña de lo esperado porque está basada en una matriz de microcámaras, similar al ojo de una mosca, cada una de ellas con una resolución de unos megapíxeles. El campo de visión de AWARE-2 es de 120º por 50º y cada pixel subtiene unos  38 microrradianes. Esta cámara ha sido financiada por un proyecto DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency). No puedo decir mucho más, salvo que el artículo técnico es D. J. Brady et al., “Multiscale gigapixel photography,” Nature 486: 386–389 (21 June 2012) [información suplementaria], y que leer Nature cada día me sorprende más.

Según la información suplementaria del artículo técnico, todas las cámaras fotográficas que a día de hoy alcanzan una resolución de un gigapíxel aparecen en esta tabla (el número de píxeles aparece en la cuarta columna como FoV/iFoV). Los autores del artículo destacan el potencial científico de su cámara AWARE-2, aunque siendo financiada por DARPA cualquier persona, incluso los que no son malpensados, tendrá en mente otro tipo de aplicaciones. Como podéis imaginar, yo no acompañaré esta entrada con una imagen de un gigapíxel para que ilustrar la calidad de la cámara. Aún así, para que tengáis una idea, abajo incluyo un mosaico de 0,96 gigapíxeles y unos extractos (más aquí); otro ejemplo más, e incluso uno astronómico,

 

La verdad es que no sé qué mas contaros, pues para mí lo más sorprendente de este artículo en Nature es que yo no veo la ciencia por ningún lado (solo veo técnica). Será que soy un poco ignorante. Abajo os dejo el mosaico con 98 microcámaras para lograr un campo de visión de 120 × 50 grados.

ZeroN, levitación magnética y control activo mediante una cámara de vídeo

Me ha gustado este vídeo del MIT MediaLab resultado del proyecto ZeroN. Me ha recordado algo que me propuso hace unos años para que le dirigiera como proyecto fin de carrera un alumno de ingeniería industrial en mi universidad. Le recomendé que se acercara a los compañeros del área de Ingeniería de Sistemas y Automática que son los especialistas en control en estos lares. No sé cómo acabó la cosa, pero creo que todo se quedó en la idea (al menos no me invitaron como miembro del tribunal de su proyecto fin de carrera).

Levitar con un solenoide un pequeño imán (dentro de una esfera en este caso) es fácil. Desarrollar un algoritmo de control que cambie la altura cambiando la corriente eléctrica que pasa por el solenoide también lo es (muchos cursos de control incluyen este sistema como práctica de laboratorio para todos los alumnos). Instalar un motor que mueva el solenoide y desarrollar un algoritmo de control PID para este motor también es trivial. Tampoco parece difícil determinar la posición de la esfera utilizando una cámara de vídeo (una webcam bastará) y utilizar esta posición como señal de entrada para un controlador realimentado del motor y de la corriente por el solenoide. Proyectar imágenes sobre la bola tampoco parece difícil, aunque dificultará mucho el algoritmo basado en imágenes que determina la posición de la bola. Pero, aunque cada parte por separado sea sencilla, combinarlas todas y lograr efectos tan sorprendentes como los mostrados en el vídeo (jugar al ping pong o mover la bola con la mano y que todo funcione como si no hubiera pasado nada) requieren un ajuste fino y preciso de todos los componentes. Una labor de chinos muy al estilo del MIT MediaLab.

Cualquier alumno de ingeniería industrial podría repetir este sistema como proyecto fin de carrera sin muchas dificultades. ¿Alguien se atreve? El que lo haga que cuelgue el vídeo en youtube. Por cierto, será de gran ayuda, para la descripción global del sistema y cómo se interconectan todas las partes, estudiar el artículo técnico de Jinha Lee, Rehmi Post, Hiroshi Ishii, “ZeroN: Mid-Air Tangible Interaction Enabled by Computer Controlled Magnetic Levitation,” Proceedings of the 24th annual ACM UIST ’11 [página web de ZeroN].

Por cierto, me he enterado de la existencia de ZeroN gracias a la entrada de Carlos Chordá, “ZeroN 1, gravedad 0,” La ciencia es bella, 11 mayo 2012 (donde he dejado un comentario). Muchos otros también se han hecho eco, como Lisandro Pardo, “ZeroN: Interfaz de levitación magnética,” NeoTeo, 10 mayo 2012.

Un acelerómetro en chip mil veces más preciso que el de la Wii

El acelerómetro de la Wii tiene una resolución de unos 0,01-0,02 g y permite desarrollar gran número de experimentos curiosos en un laboratorio de física. Alexander G. Kraus (Caltech, EEUU) y sus colegas han desarrollado un nuevo acelerómetro en chip con una resolución de 10 μg (unas mil veces menor que la Wii); más aún, creen que su diseño es escalable y que podrán reducirla a unos 0,15 μg. El principio básico de todo acelerómetro es medir el movimiento de una masa conectada por muelles a un marco rígido; los más sensibles (en cuanto a resolución) son los que utilizan tecnologías ópticas, pero estos son difíciles de implementar en chip. El nuevo acelerómetro optomecánico ultrasensible utiliza una cavidad óptica plana que se puede integrar fácilmente en chip. Sus características técnicas son excelentes: una resolución de 10 μg /√Hz, un ancho de banda mayor de 20 kHz, un rango dinámico de unos 50 dB y una buena linealidad en la respuesta. Lo más interesante del nuevo diseño es que promete ser escalable, según los autores, lo que permitirá mejorar su resolución en casi dos órdenes de magnitud. El artículo técnico es Alexander G. Krause, Martin Winger, Tim D. Blasius, Qiang Lin, Oskar Painter, “A microchip optomechanical accelerometer,” ArXiv:1203.5730.

El español Tomás Palacios y el transistor de grafeno de nuevo en la revista Nature

“En julio de 2008, Tomás Palacios estaba sentado en un aeropuerto de Boston, Massachusetts, esperando un vuelo retrasado y pensando en su última serie de transistores de grafeno. No estaban funcionando como deberían hacerlo. Palacios pensó cuatro años antes que el grafeno podría ser clave para superar los límites físicos de los transistores basados en silicio. Sin embargo, el camino está plagado de obstáculos: no parece factible diseñar transistores de grafeno capaces de funcionar en conmutación on/off y ejecutar operaciones lógicas digitales. No solo Palacios, muchos otros investigadores han estado lidiando con el grafeno durante años y no han logrado que se comporte como un material adecuado en este campo. Muchos están decepcionados. Palacios afirma que “es muy difícil luchar contra la Naturaleza.” Nos lo cuenta Katherine Bourzac, “Electronics: Back to analogue,” Nature 483: S34–S36, 15 March 2012. Ya sabéis que me encandila cada vez que en Nature habla o se habla de Tomás Palacios. Permíteme una traducción libre de los párrafos que destacan el trabajo de Palacios.

“Palacios tenía que matar una hora en el aeropuerto y se puso a reflexionar sobre sus resultados.” Un transistor se caracteriza por su curva de transferencia que presenta la corriente a través del dispositivo frente al voltaje aplicado. “Se dio cuenta de que el comportamiento eléctrico de un único transistor de grafeno se parece a un circuito formado por múltiples transistores de silicio. Llamó a uno de sus estudiantes y le pidió que comparara un transistor de grafeno contra cierto circuito de silicio. Cuando finalmente regresó a su laboratorio en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en Cambridge, vio que el transistor de grafeno había superado en prestaciones a un grupo de transistores de silicio. Tomás Palacios y su grupo acababan de inventar una nueva rama de investigación.”

“En los últimos años,” dice Palacios, “la gente se ha orientado a aplicaciones del grafeno en las que el silicio no puede competir.” El grafeno es elástico, flexible, transparente y fuerte, propiedades que el silicio no tiene. “La razón por la que el grafeno no puede batir al silicio en aplicaciones electrónicas digitales y analógicas es que posee otras propiedades que lo hacen atractivo,” dice el ingeniero eléctrico Deji Akinwande, que estudia nanomateriales basados en el carbono en la Universidad de Texas en Austin. “El grafeno es ideal para aplicaciones en computación ubicua y para dispositivos electrónicos portátiles transparentes que no se rompen cuando se golpean contra el suelo, no se mojan y son amigables para el entorno.”

Según Palacios “las primeras aplicaciones prácticas del grafeno serán aplicaciones en las que el grafeno es el único material no tenga competidor y sea el único material que pueda usarse.” Como Palacios descubrió un día de 2008 en un aeropuerto, el grafeno permite desarrollar dispositivos altamente eficientes: un único transistor de grafeno se comporta como un dispositivo con muchos transistores de silicio, lo que reduce la potencia eléctrica consumida y ahorra espacio físico.” Palacios ha logrado fabricar un conversor de señales digitales en mensajes Bluetooth utilizando un solo transistor de grafeno, lo que puede tener futuras aplicaciones en teléfonos móviles y sistemas de sensores inalámbricas” (por ejemplo para sistemas de electrodos que se acoplan a la cabeza). “La clave del logro de Palacios es el uso de una propiedad del grafeno llamada ambipolaridad.” El silicio dopado permite propagar electrones (cargas negativas, en los llamados materiales tipo n) o huecos (cargas positivas, en los llamados tipo p). El grafeno es ambipolar porque puede propagar de forma simultánea ambos tipos de cargas.

La ambipolaridad del grafeno fue considerada un problema hace años, pero ahora es una de sus virtudes más destacadas. “El gran impacto futuro del grafeno en la electrónica será guiado por aplicaciones en las que la única opción posible sea utilizar grafeno.” El silicio ya tiene su sitio y en él es el rey; el grafeno tendrá que encontrar el suyo propio para reinar a gusto.

Obviamente, este entrada no es biotecnología, pero en una edición anterior hablé de Tomás Palacios para el carnaval y me gusta volver hacerlo (y no será la última). Por ello, esta entrada participa en la VIII Edición del Carnaval de la Tecnología organizado en esta ocasión por J.M. Mulet en su blog “Los productos naturales ¡vaya timo!,”  quien nos propone como tema estrella la biotecnología. “Las normas de participación las podéis encontrar en el blog del propio carnaval. Podéis comunicarle las entradas como comentario en su post o a su cuenta de twitter (@jmmulet).”