Científicos australianos de la Universidad de Nueva Gales del Sur, presentaron la tecnología del reloj atómico más preciso construido hasta esta fecha, usando como referencia principal para la medición del tiempo el ion positivo del Torio-229.
La tecnología de este reloj atómico supera decenas de veces la precisión de todos los relojes atómicos construidos antes de éste y teóricamente tendrá un margen de error de una décima de segundo cada 14,000 millones de años.
“Un reloj atómico utiliza como péndulo el electrón que gira alrededor del núcleo atómico. No obstante, hemos logrado demostrar que con la ayuda de un láser, los electrones se pueden dirigir alrededor del núcleo de tal manera que el neutrón sirva como péndulo”, explicó Victor Flambaum uno de los autores del estudio que será publicado en la revista Physical Review Letters.
Según Victor Flambaum, precisamente esta nueva tecnología es la que le proporcionará al reloj una precisión extraordinaria. Debido a que los neutrones son menos expuestos a factores externos que los electrones.
Según los científicos, el reloj construido con esta nueva tecnología, tendrá una precisión de hasta 19 dígitos después del punto decimal, lo que le permitirá lograr una extraordinaria exactitud en experimentos y estudios.
Nuevos métodos y software desarrollado en MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) pueden predecir caminos óptimos para vehículos submarinos automátizados.
David L. Chandler, MIT News Office. Original (en inglés)
A veces el camino más rápido del punto A al punto B no es una línea recta: por ejemplo, si estás bajo el agua y lidiando con corrientes fuertes y cambiantes. Pero encontrando la mejor ruta en dichas situaciones es un problema monumentalmente complejo – especialmente si tratas de hacerlo no solo por un vehículo submarino, sino para un enjambre de ellos moviéndose todos hacia destinos separados.
Pero eso es exactamente lo que el equipo de ingenieros en el MIT encontraron como hacerlo, con resultados para ser presentados en Mayo en la Conferencia Internacional de Robótica y Automatización del IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). El equipo, liderado por Pierre Lermusiaux, Profesor Asociado Doherty en Utilización Oceánica, desarrolló un procedimiento matemático que puede optimizar la planeación de caminos para vehículos submarinos automatizados (AUVs – Automated Underwater Vehicles), aún en regiones con complejas líneas costeras y fuertes corrientes cambiantes. El sistema puede proveer caminos optimizados para el tiempo más corto de viaje o para el más mínimo uso de energía, o maximizar la recolección de datos que es considerada más importante.
Colecciones de AUVs propulsados y AUVs deslizados (también llamados gliders) son utilizados comúnmente estos días para mapeo e investigación oceanográfica, para reconocimiento militar y protección de puertos, o para mantenimiento de pozos petroleros profundos y respuestas de emergencia. Hasta ahora, flotas de hasta 20 AUVs han sido desplegadas, pero en los próximos años flotas mucho más largas podrían entrar en servicio, dice Lermusiaux, volviendo la tarea computacional de planear caminos óptimos mucho más compleja.
Él agrega que los intentos previos de encontrar caminos óptimos para vehículos submarinos eran o imprecisos e incapaces de lidiar con corrientes cambiantes y topografía compleja, o requerían mucho poder computacional que no podría ser aplicado a controlar enjambres de vehículos robóticos en tiempo real.
Mientras que los investigadores han estudiado dichos sistemas por muchos años, “lo que faltaba era la metodología y el algoritmo”, dijo – las matemáticas que permitieran a una computadora resolver dichos acertijos de planeación de caminos rigurosamente pero lo suficientemente rápidos para ser útiles en despliegues en el mundo real. “Por que los entornos oceánicos son tan complejos” dijo, “lo que faltaba era la integración de predicción oceánica, estimación oceánica, control y optimización” para planear caminos para múltiples vehículos en una situación que cambia constantemente. Eso es lo que el grupo “Sistemas de Simulación, Estimación y Asimilación Multidisciplinaria” (MSEAS – Multidisciplinary Simulation, Estimation, and Assimilation Systems) del MIT, liderado por Lermusiaux, ha desarrollado.
Las simulaciones del equipo han probado exitosamente el nuevo algoritmo en modelos de entornos muy complejos – incluyendo un área de las Filipinas entre miles de islas con complejas líneas costeras, aguas poco profundas y múltiples corrientes cambiantes. Simularon una flota virtual de 1,000 AUVs, desplegados de uno o más barcos y buscando diferentes objetivos. Aumentando la complicación, el sistema que diseñaron puede incluso tomar en consideración zonas “prohibidas” que el vehículo debe evitar y obstáculos fijos que pueden afectar tanto el vehículo submarino y el flujo de la corriente, e incluso obstáculos en movimiento, como barcos pasando.
Tomando ventaja del “paseo gratis” ofrecido por las corrientes, el vehículo usualmente sigue caminos sorprendentemente indirectos, serpenteando alrededor en bucles y espirales que a veces parecen un camino aleatorio. Eso es por que puede ser mucho más rápido andar a la deriva con una corriente y luego girar que tratar de cruzar linealmente, peleando con el flujo de la corriente todo el tiempo. En otros casos, el AUVs puede encontrar un camino más rápido o más eficiente energéticamente al elevarse sobre, o sumergirse debajo de, chorros, corrientes, remolinos y otras características oceánicas. Incertidumbres en las predicciones oceánicas – y como afectan a los caminos óptimos – también puede ser considerado.
Adicionalmente a encontrar caminos que son más rápidos o más eficientes, el sistema permite que enjambres de vehículos recolectores de datos, recolecten los datos más útiles en el menor tiempo posible, dice Lermusiaux. Estos acercamientos optimizadores de datos podrían ser útiles para monitorear la pesca o para estudios biológicos o ambientales.
Mientras la metodología y los algoritmos fueron desarrollados para entornos submarinos, Lermusiaux explica que sistemas computacionales similares podrían ser usados para guiar vehículos automatizados a través de cualquier tipo de obstáculos y flujos – como vehículos aéreos lidiando con vientos y montañas. Dichos sistemas podrían incluso ayudar potencialmente a robots médicos miniatura a navegar a través de el sistema circulatorio, dijo.
El algoritmo permite control y ajustes en tiempo real – como para rastrear una columna de contaminación a su fuente, o para determinar como se está dispersando. El sistema también puede incorporar funciones de evasión de obstáculos para proteger a los AUVs.
El equipo incluyó a los estudiantes graduados de ingeniería Tapovan Lolla y Mattheus Ueckermann, Konuralp Yigit, y a los científicos investigadores Patrick Haley y Wayne Leslie. El trabajo fue patrocinado por la Oficina de Investigación Naval y por el Programa Colegial de Becas Marinas del MIT.
Glen Gawarkiewicz, un científico en la Institución Oceanográfica Woods Hole quien no estuvo involucrado en esta investigación, dice, “Este trabajo es significativo. Trae rigor al problema difícil de diseñar patrones de muestra para vehículos autónomos. Conforme las capacidades y el número de vehículos autónomos se incrementa, esta metodología será una importante herramienta en la oceanografía y otros campos”.
Una transferencia de médula ósea podría terminar con la necesidad de inmunosupresores toda la vida tras un trasplante. El rechazo en los trasplantes, algo conocido en inglés como GvHD (Graft-versus-host disease – enfermedad de injerto-contra-anfitrión) es una complicación comúnmente mortal de los trasplantes de médula osea que ocurre cuando las células inmunes de un donador atacan a la persona que recibió el trasplante de tejido.
Por vez primera, investigadores han logrado reemplazar completamente las células madre derivadas de la médula ósea con las de donadores no relacionados sin causar GvHD1. Y gracias a esto, quienes reciban este trasplante también podrían aceptar riñones del mismo donador sin la necesidad de drogas que supriman al sistema inmunológico.
El equipo investigador, liderado por Suzanne Ildstad, director del Instituto para Terapeutica Celular de la Universidad de Luisville en Kentucky, encontró una manera de evitar GvHD utilizando un régimen que involucró quimioterapia, radiación y células madre sanguíneas manipuladas para eliminar aquellas que causan GvHD mientras retenía las células de la médula ósea especializadas que ellos llaman “células facilitadoras”.
Mucho del método utilizado es ahora un secreto, Ildstad busca una manera de comercializar el descubrimiento a través de una compañía que fundó llamada Regenerex, basada en Louisville.
Investigadores de la Universidad de Sheffield han revolucionado el microscopio electrónico al desarrollar un nuevo método que podría crear las imágenes en más alta resolución nunca antes vistas.
Por más de 70 años, el microscopio electrónico de transmisión (TEM – transmission electron microscopy), que “mira a través” de un objeto para ver las características atómicas dentro de él, ha sido restringido por los lentes relativamente pobres que son usados para formar la imagen.
El nuevo método, llamado pticografía (nota del traductor: el término en inglés es ptychography pero no existe la palabra en español), se deshace de los lentes y en su lugar forma la imagen reconstruyendo las ondas-electrones dispersas después de que han pasado a través de la muestra usando computadoras.
La técnica es aplicable a microscopios usando cualquier tipo de onda y tiene otras ventajas clave sobre métodos convencionales. Por ejemplo, cuando se usa con luz visible, la nueva tecnología permite a científicos ver a células vivientes muy claramente sin la necesidad de mancharlas, un proceso que usualmente mata las células.
Un viaje al gimnasio podría significar no solo la pérdida de algunos kilos – sino también modificaciones químicas al ADN en la forma de grupos metilos. La presencia o la falta de grupos metilos en ciertas posiciones del ADN puede afectar la expresión de genes.
Investigadores en el Instituto Carolina de Estocolmo, Suecia, observaron el estado de la metilación de los genes en pequeñas biopsias tomadas de músculos del muslo en jóvenes adultos saludables, antes y después de una sesión en una bicicleta de ejercicio. Encontraron que, para algunos genes involucrados en el metabolismo de la energía, el ejercicio desmetilaba las regiones promotoras (tramos de ADN que facilitan la transcripción de genes particulares), y mientras más intenso era el ejercicio, mayor era la desmetilación. Los genes no relacionados con el metabolismo seguían metilados.
El hallazgo llega como una sorpresa para muchos investigadores, ya que se creía que una vez que la célula se vuelve adulta, la metilación de ADN se estabilizaba. El estudio muestra que el ejercicio agudo cambia el estado de la metilación en células musculares. Además, una desmetilación similar podía verse cuando a cultivos de células musculares les fueron dadas dosis de cafeína masivas (probablemente letales).
Google presentó Google play, un servicio que unifica Música, Películas, Libros y Aplicaciones/Juegos para Android en un solo lugar accesible desde un navegador web o desde cualquier dispositivo móvil con Android. Google Play está enteramente basado en la nube, y tiene el propósito de que todos los medios estén siempre disponibles para las personas sin que tengan que preocuparse por perderlos.
Con Google play se podría:
Guardar hasta 20,000 canciones gratis y comprar millones de canciones nuevas
Descargar más de 450,000 aplicaciones para Android
Navegar por la más grande selección de eBooks
Rentar miles de películas, incluyendo lanzamientos en alta definición
Sin embargo, todos estos servicios solo se encuentran disponibles en los Estados Unidos. En Canadá y el Reino unido, películas, libros y aplicaciones están disponibles (no música). En Australia, libros y aplicaciones. En Japón películas y aplicaciones. En el resto del mundo solo las aplicaciones para Android se encuentran disponibles.
Investigadores de la Escuela de Medicina en la Universidad de Pennsylvania reportan un acercamiento a la terapia para cáncer basada en células T. Esta es la primera vez que se propone un método para hacer una célula T adaptable y diseñada para atacar tipos específicos de tumor, dependiendo de que proteínas anormales, llamadas antígenos, son expresadas por las células cancerosas de pacientes individuales.
Muchos tumores muestran proteínas superficiales que son raras o están ausentes en las superficies de células sanas, y estas proteínas son responsables de activar caminos moleculares que provocan la replicación descontrolada de células. En la mayoría de los tipos de cáncer, no todos los pacientes tienen tumores que expresan el mismo antígeno exacto.
Las células son modificadas para expresar un antígeno diseñado, llamado receptor antígeno quimérico (CAR – Chimeric Antigen Receptor) ofrecen una estrategia atractiva para apuntar a antígenos y tratar el cáncer. Estas células T de los pacientes modificadas reconocen los antígenos de los tumores y matan a las células de los tumores cancerosos.
Un nuevo estudio examina maneras de prevenir la acumulación de impurezas en el reciclaje de aluminio.
David L. Chandler, MIT News Office. Original (en inglés)
El Aluminio ha sido por mucho tiempo el ejemplo del reciclaje. Alrededor de la mitad de todo el aluminio utilizado en los Estados Unidos ahora es reciclado, y este reciclaje tiene beneficios claros y dramáticos: Libra por libra, toma de nueve a 18 veces más energía producir aluminio de materiales en bruto que de material reciclado.
Por que ahorra tanta energía – y por lo tanto dinero – el reciclaje de aluminio continua expandiéndose. Pero un nuevo análisis del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) encuentra que esta expansión podría encontrarse con problemas a menos que se tomen medidas para reducir las impurezas que pueden acumularse conforme el aluminio es reciclado una y otra vez: todo desde la pintura y las etiquetas en las latas a otros metales que accidentalmente son mezclados. Dichas impurezas continuarán acumulándose, dicen los investigadores del MIT, pero pueden ser manejadas para mantener la acumulación a niveles aceptables y se toman algunos pasos extras mientras los bienes reciclados son organizados, o durante el proceso de fundido.
Los investigadores del MIT Randolph Kirchain y Elsa Olivetti, del Laboratorio de Sistemas Materiales, junto con Gabrielle Gaustad del Instituto de Tecnología Rochester, publicaron sus hallazgos en el diario Resources, Conservation and Recycling (Recursos, Conservación y Reciclaje).
Un productor mayor de aluminio solicitó este análisis para ayudarlo a decidir si instalar sistemas mejorados de separación para prepararse para impurezas que podrían volverse más serias con el paso del tiempo. “No podían justificar esto en su negocio basado en lo que está sucediendo hoy”, dijo Kirchain – pero los análisis de su equipo mostraron que tendría sentido instalar dichos sistemas en anticipación de cambios futuros.
Por ahora, el problema sigue siendo manejable, dice Kirchain, por que los diferentes usos requieren de diferentes grados de aluminio. Por ejemplo, bloques de motor de aluminio (una parte de los motores de autos), uno de los mayores mercados para el material reciclado, pueden hacerse de metal con niveles de impurezas relativamente altos sin sufrir ninguna pérdida en rendimiento o durabilidad. Pero aplicaciones más especializadas, como circuitos electrónicos o materiales aeroespaciales, requieren de pureza mucho más alta.
“Hay un gran rango de tolerancia a impurezas”, dice Olivetti. “La pregunta es, ¿Cómo será el balance de dichos mercados en el futuro comparado con los tipos de materiales que están saliendo a través del flujo de reciclaje?”.
El estudio encontró muchas técnicas disponibles para reducir las impurezas en el aluminio reciclado. En algunos casos, estas tecnologías son simplemente extensiones de aquellas ya en uso en la separación inicial de aluminio de menes (mineral del que se puede extraer un elemento) en bruto; otras son extensiones de procesos utilizados para separar diferentes materiales del flujo siendo reciclado. La mayoría de estos sistemas son difíciles de agregar a plantas ya existentes, encontró el estudio, así que tiene más sentido económico agregarlos conforme nuevas plantas sean construidas, incluso si aún no son necesitados.
“Continuamos recolectando más y más chatarra,” dice Kirchain, quien sugiere que “probablemente tendremos más y más problemas” con la acumulación de impurezas. Hasta ahora, los operadores de plantas fundidoras de aluminio han podido acomodar variaciones en la calidad. “Si el material que entra está más contaminado, tendrán que desviarlo hacia aplicaciones menos estrictas,” dijo. El material más limpio está reservado para las aplicaciones más especializadas, como las partes de aviones.
Kirchain dice que el análisis de su equipo, aunque dirigido específicamente al aluminio – también es un intento de desarrollar métodos para analizar el ciclo vital de otros materiales que se están volviendo partes significativas del flujo de reciclaje. E incluye análisis de factores sociales gobernando las decisiones de la gente sobre la eliminación de materiales, que puede afectar cuanto material contaminante termina en cierto flujo de desperdicios – o si algún material potencialmente útil termina en un vertedero de basura en vez de ser re-usado.
Para maximizar la utilidad del aluminio reciclado, así como el de otros materiales reciclados, hay una necesidad de más investigación sobre reducir contaminantes acumulados, dice Kirchain. “Esta es un área tecnológica en la que se ha invertido muy poco”. dijo. “La tecnología para lidiar con basura no es un campo emocionante, de alto perfil, pero hay valor real en invertir en esto”.
David Leon, un ingeniero en la división de tecnología de fundición de Alcoa Technology, quien no estuvo involucrado en este estudio, dice, “Desarrollando metodologías para incrementar el uso de chatarra que va disminuyendo en calidad es de mayor importancia para la industria. Igualmente importante es el desarrollo de herramientas para hacer las decisiones correctas con respecto a la implementación de estas tecnologías”.
El agua de lluvia puede proveer una alternativa al agua de suelo contaminada en naciones en desarrollo, pero se necesitan sistemas para mantenerla limpia.
David L. Chandler, MIT News Office. Original (en inglés)
En una remota aldea llamada Bisate en la nación desesperadamente pobre de Rwanda, una clínica enfrentó deficiencias crónicas de agua durante las dos temporadas de sequía anuales en la nación. A veces simplemente no había la suficiente agua disponible para que los pacientes seriamente deshidratados bebieran, o para que los trabajadores de la salud mantuvieran estándares básicos de saneamiento.
Recolectar el agua de lluvia durante los períodos lluviosos era la respuesta obvia, pero encontrar como hacerlo de manera segura y económica no era un problema trivial: ¿Qué tan grandes debían ser los tanques de recolección? ¿y cuánta agua podría ser utilizada para evitar contaminar la fuente con tierra, polvo y desechos animales que se acumulan en un techo durante una temporada de sequía?
Proveyendo respuestas a esas preguntas se convirtió en el foco de un proyecto de tesis de maestría para Kelly Doyle, un antiguo estudiante graduado de Ingeniería Civil y Ambiental, quien trabajo con Peter Shanahan. Los resultados de esa investigación acaban de ser publicados en el Journal of Water, Sanitation and Hygiene for Development (Diario de Agua, Saneaminto e Higiente para el Desarrollo).
“Ciertas áreas dependen casi enteramente de agua de lluvia” para agua limpia y potable, dice Shanahan. “Internacionalmente, es un tema emergente de interés” encontrar maneras de hacer los sistemas de recolección de agua de lluvia más seguros y más confiables.
El campo de investigación llevado a cabo por el equipo fue hecho en cooperación con el Fondo Internacional de Gorilas Dian Fossey, que estaba trabajando en restaurar la clínica de salud en Bisate. Los investigadores estudiaron tres sistemas de recolección ahí: uno en la clínica, uno en una escuela local y uno en la sede de la fundación. El Fondo Fossey quería proveer agua limpia a la aldea para proteger los gorilas de montaña que estaban enfermándose de parásitos e infecciones de gente que se metía en el bosque lluvioso a recolectar agua durante la temporada seca.
Durante esas temporadas secas, Shanahan dice, la aldea “no tenía suficiente agua para que la gente se lavara las manos, o para saneamiento básico o para hidratación”.
Además de encontrar tamaños y materiales óptimos para tanques de almacenamiento de agua de lluvia, Doyle realizó un análisis detallado de métodos para desviar el llamado “primer-flujo” de agua lejos del tanque. Los sistemas más sencillos y más confiables, según lo que encontró el equipo, consistieron en un desviador – una distancia adicional de tubería conectada al sistema de alcantarillado que se llenaría primero con cualquier lluvia fresca. Una vez que la tubería se llenaba, cualquier corriente adicional de agua pasaba por encima de ella y entraba en el tanque de recolección.
Entre lluvias, un tapón al final de la tubería desviadora podría ser abierta para drenar el agua junto con cualquier sedimento que cargara, preparando el sistema para la próxima lluvia. Las dimensiones del tubo desviador determinarían automáticamente cuanto de la lluvia de un cierto techo podría ser desviada cada vez.
Un estudio de la hidrología y geología locales mostraron que recolectar el agua de la lluvia era la única opción viable para mejorar el suministro de agua, dice Shanahan. Entonces por un período de dos años – ayudado por algo de trabajo previo realizado por investigadores de la Universidad Tufts – el equipo ayudó a la fundación a calcular el tamaño correcto para grandes tanques de almacenamiento plástico para un sistema de recolección de agua de lluvia, y entonces agregó un sistema para probar la cantidad de sedimentos y contaminación microbiana que podría ser separada por varios tamaños de tubos de desvío.
La simple configuración de tubería de desvío, que no requiere ninguna intervención además de vaciarla entre tormentas, resultó hacer una diferencia significativa: Los sedimentos en el agua se redujeron a la mitad, y la contaminación microbiana fue lo suficientemente reducida para pasar los estándares de la Organización Mundial de la Salud para beber agua. Menos del 2 por ciento de la cantidad total de agua recolectada fue perdida en el proceso.
Mientras que dichos tubos de desvío han sido usados previamente, dijo Shanahan, “el efecto en la demanda nunca se había visto de manera rigurosa”.
Richard Vogel, un profesor de ingeniería civil y ambiental en Tufts, dice, “Metodos rigurosos para el diseño y la operación de los sistemas recolectores de agua de lluvia pueden tener un tremendo impacto en el mundo en desarrollo, donde dichos sistemas comúnmente son la única fuente de agua”. Agrega, “Ciertamente referiré esta revista académica a todos mis estudiantes graduados que están trabajando en esta área”.
Los laboratorios NTT tuvieron éxito al construir un prototipo de lo que la compañía llama memoria óptica de acceso aleatorio, u o-RAM. El objetivo es eliminar un cuello de botella entre la fibra óptica y los circuitos electrónicos y crear una versión de la arquitectura DRAM que funcione a la velocidad de la luz para crear aplicaciones en centros de datos de alta velocidad.
Cuando se trata de transmitir datos a altas velocidades entre centros de datos, hacerlo por medio de fibra óptica es indiscutiblemente la mejor opción. Sin embargo, para rutear los datos de terminal en terminal, la información recibida por medio de la fibra óptica debe de convertirse en una señal electrónica, para entonces ser procesada por dispositivos electrónicos mucho más lentos (procesadores, memoria RAM), y una vez que la señal es procesada, ésta vuelve a convertirse en luz y se envía por medio de fibra óptica a la siguiente terminal. Esto es lo que genera el cuello de botella, el convertir y reconvertir los datos de luz a información electrónica y viceversa.
Los investigadores han estado trabajando en crear un dispositivo que pueda procesar la luz sin necesidad de convertirla a una señal electrónica, pero para que esto sea posible se requiere crear los diferentes componentes de una computadora, tanto transistores, como la memoria de acceso aleatorio (RAM). Este avance es por consecuencia significativo y podría en un futuro llevar a una menor latencia (tiempo en el que una señal llega del dispositivo de origen al dispositivo de destino) en las conexiones a Internet.
De acuerdo a la revista académica publicada en Nature Photonics, el prototipo puede almacenar hasta 4 bits y transferir datos a 40 Gbps, con un consumo de energía sumamente bajo (30 nW). Los investigadores estiman que una memoria o-RAM de 100kb para todos los ruteadores ópticos podría ser construida para el 2020. Una memoria de 1 Mb podría estar disponible para el 2025.
