Laboratorio infantil; la ciencia se inspira en los juguetes

12/03/2015 - 12:00 am
Además de favorecer la recreación, algunos juguetes infantiles han inspirado a la ciencia. Foto: EFE
Además de favorecer la recreación, algunos juguetes infantiles han inspirado a la ciencia. Foto: EFE

Ciudad de México, 12 de marzo (SinEmbargo).- La siguiente generación de robots de la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio (NASA, por sus siglas en inglés) no tienen mucho parecido con los actuales rovers, autómatas con cuatro patas o humanoides con las que generaciones de personas alimentadas por la ciencia ficción han soñado durante décadas. No, el siguiente explorador de la agencia espacial estadounidense puede tener más relación con el cuarto de juegos de un niño que con cualquier otra cosa.

Es así que un robot de apariencia abstracta, similar a la de una figura geométrica podría estar explorando otros mundos en los años próximos expandiéndose, contrayéndose y dando tumbos a lo largo de nuevos terrenos. De momento es llamado Super Ball Bot y tiene sus orígenes en un simple juguete para bebés.

De acuerdo con la revista Wired, dos ingenieros del Programa de Conceptos Avanzados (INAC en inglés) de la NASA pusieron su atención en juguete hecho de alambres y varillas y notaron que absorbía el impacto cuando golpeaba el suelo. A pesar de que inicialmente lo compararon broma con un robot de aterrizaje, Vyat SunSpiral y Adrian Agogino pronto se dieron cuenta de que había un principio intrigante en el juego, un concepto conocido como tensegridad, un principio estructural basado en el empleo de componentes aislados comprimidos que se encuentran dentro de una red tensada continua, de tal modo que los miembros no se tocan entre sí y están unidos únicamente por medio de componentes traccionados que son los que delimitan espacialmente dicho sistema.

Inspirado por esta cualidad que en la naturaleza puede apreciarse en estructuras celulares y telarañas, SunSpiral y Agogino desarrollaron un robot que es fácil de manipular y que puede meterse en lugares estrechos. A diferencia de otros robots exploradores espaciales, el Super Ball Bot es ligero. Por otra parte, mientras que sus detractores pueden llegar a señalar su falta de rigidez, el robot lo compensa con flexibilidad.

“Estamos acostumbrados a la construcción de sistemas rígidos y conectados de forma lineal”, dice SunSpiral. “Y no tenemos tantas herramientas computacionales para desarrollar sistemas de tensegridad. [Super Bola Bot] rompe tantas reglas de la ingeniería convencional”.

Los ingenieros presentarán su concepto en la Conferencia Internacional de Robótica y Automatización del Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (IEEE, por sus siglas en inglés) esta primavera. Sin embargo, el robot de la NASA no es el primer ejemplo de que la ciencia ha recibido inspiración de juguetes infantiles. Aquí unos ejemplos más:

1. FUERA DEL HORNO

Manualidades retro como los Shrinky Dinks usan principios que son útiles a algunos investigadores. Foto: vintagenewscast.com
Manualidades retro como los Shrinky Dinks usan principios que son útiles a algunos investigadores. Foto: vintagenewscast.com

Michelle Khine, profesora asociada en el Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de California en Irvine, desarrolló una técnica para hacer chips de microfluidos directamente de plástico Shrinky Dink (Juguetes y actividades para niños que consisten en grandes láminas flexibles que, cuando se calientan en un horno, se encogen en pequeñas placas duras sin alterar su color o forma). Ahora Shrink Nanotechnologies crea productos como dispositivos de investigación de células madre y células solares utilizando un polímero que se reduce un 95 por ciento y lo hace de forma más consistente que el juguete que sirvió como inspiración.

2. PANTALLA MÁGICA

La clásica "pantalla mágica" ha sido considerada incluso por investigadores para sus estudios. Foto: Bryan Lee Madden, CBS News
La clásica “pantalla mágica” ha sido considerada incluso por investigadores para sus estudios. Foto: Bryan Lee Madden, CBS News

Sin duda, un clásico de clásicos en lo que a juguetes infantiles se refiere es el Etch A Sketch. Para dibujar líneas, el lápiz raspa el polvo de aluminio que se encuentra en la parte inferior de la pantalla de vidrio. El profesor de física de la Universidad de Pittsburgh, Jeremy Levy, se preguntó si el enfoque del juguete podía servir para dibujar y borrar nanocables. Y lo logró, usando un microscopio de fuerza atómica y dos capas de aislantes, creando así un transistor nanoescala.

“El laboratorio es, básicamente, una sala de juegos glorificada”, dice Levy. “Cuando hacemos experimentos, es una forma muy avanzada de juego … estamos explorando nuevas cosas.”

3. CURA INFLABLE

Las ingeniosas creaciones de un globero inspiraron a un doctor que buscaba una aplicación eficaz de fármacos. Foto: Shutterstock
Las ingeniosas creaciones de un globero inspiraron a un doctor que buscaba una aplicación eficaz de fármacos. Foto: Shutterstock

El médico Shiladitya Sengupta encontró en los globos la inspiración para solucionar el problema de transportar medicamentos de quimioterapia dentro de un tumor después de bloquear el suministro de sangre.
Su epifanía llegó después de ver a un comerciante que vendía globos inflados dentro de globos más grandes. Sengupta se dio cuenta de la estructura de “globo dentro de globo” podría ayudarlo a afrontar el desafío de la administración de fármacos. Tuvo la visión de un “globo” más grande que reventaba y liberaba medicamentos que cerraran los vasos sanguíneos del tumor, entonces un globo más pequeño liberaría los medicamentos de quimioterapia, publicó la revista Scientific American.

4. LEGO MULTIUSOS

Las figuras de Lego resultaron tener más usos de los que muchos pensaban. Foto: Will Kirk, Johns Hopkins
Las figuras de Lego resultaron tener más usos de los que muchos pensaban. Foto: Will Kirk, Johns Hopkins

La microfluídica implica la manipulación de fluidos (a veces en picolitros o billonésimas de litro) a través de pequeños canales. A menudo se refiere a este estudio como un “laboratorio en un chip”. sin embargo, los dispositivos de microfluidos tienen una gama de aplicaciones entre las que se incluye el diagnóstico médico y la administración de fármacos. De modo que para poner a prueba los mecanismos subyacentes, Joelle Frechette y German Drazer, profesores del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, construyeron una estructura a gran escala que ayuda a imitar el comportamiento de las partículas microscópicas.

Frechette y Drazer giraron un tablero de Lego para ver cómo diferentes ángulos afectaban los resultados. De esta manera, el equipo colocó una placa grande de estas estructuras a la que unieron otras piezas cilíndricas de Lego y la colocaron verticalmente en una pecera llena de glicerol. Después dejaron caer bolas de varios tamaños en el tanque y observaban las trayectorias de las esferas alrededor de las clavijas, obteniendo así las estadísticas que necesitaban.

Si bien, es casi seguro que ningún niño que juegue regularmente con Legos podría encontrar divertido algo llamado “Directional Locking and the Role of Irreversible Interactions in Deterministic Hydrodynamics Separations in Microfluidic Devices“, lo cierto es que la principal herramienta de esta investigación realizada en 2009 por Frechette y Drazer, fue hecha con este popular juguete.

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