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Ciencia y Tecnología

Exoesqueleto con inteligencia artificial para no depender de su usuario al caminar

Desde hace algún tiempo, ya hay exoesqueletos con módulos para piernas impulsados por motores, pero los usuarios deben controlarlos manualmente mediante aplicaciones de smartphone o joysticks.

Cristina Flores

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Momento de una prueba realizada con partes del nuevo sistema. (Foto: University Of Waterloo)

Ya hace cualquier tiempo, ya hay exoesqueletos con módulos para extremidades impulsados por motores, empero los usuarios tienen que controlarlos manualmente por medio de aplicaciones de teléfono inteligente o joysticks.

Aquello podría ser incómodo y exigente A partir de la perspectiva cognitivo, de la misma forma que argumenta Brokoslaw Laschowski, de la Universidad de Waterloo en Canadá. «Cada vez que deseas hacer una totalmente nueva actividad locomotora, tienes que parar, sacar el teléfono inteligente y elegir el modo esperado».

Para afrontar a dicha limitación, Laschowski y sus compañeros de trabajo equiparon a unos usuarios de exoesqueleto con cámaras portátiles y ahora permanecen optimizando un programa de ia (inteligencia artificial) para procesar las señales de vídeo con la intención de que el sistema de control del exoesqueleto logre reconocer con exactitud escaleras, puertas y otras propiedades del ámbito.

La meta del plan, denominado ExoNet, es lograr exoesqueletos y prótesis de pierna robotizados capaces de pensar y tomar elecciones por sí mismos.

En la siguiente etapa del plan ExoNet se trabajará en el envío automático de indicaciones a los motores para que los exoesqueletos robotizados logren subir escaleras, evadir obstáculos o hacer otras ocupaciones apropiadas basándose en la exploración del desplazamiento presente del cliente y del lote próximo, sin depender de forma inevitable del cliente.

«Nuestro enfoque de control por el momento no requeriría de forma insalvable el raciocinio humano», resalta Laschowski. «Al igual que los carros autónomos que se conducen solos, estamos diseñando exoesqueletos y extremidades protésicas con plena soberanía, capaces de caminar por sí mismos».

Los estudiosos además permanecen haciendo un trabajo para mejorar la eficiencia energética de los motores de los exoesqueletos y prótesis robóticas. La clave de su enfoque de diseño es valerse del desplazamiento humano para recargar automáticamente las baterías. (Fuente: NCYT de Amazings)

Ciencia y Tecnología

Hacia la era de las células solares orgánicas

Las células fotovoltaicas más populares en la actualidad, basadas en la tecnología del silicio, son rígidas, requieren una sofisticada y costosa infraestructura para fabricarlas y tienen elevados costes de eliminación cuando llegan al final de su vida útil.

Cristina Flores

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Parte de un sistema láser de pulsos ultracortos utilizado por los investigadores en el Departamento de Física del Politécnico de Milán en Italia para estudiar las células fotovoltaicas. (Imagen: Politecnico di Milano)

Las células fotovoltaicas más populares en la actualidad, basadas en la tecnología del silicio, son rígidas, requieren una sofisticada y costosa infraestructura para fabricarlas y tienen elevados costes de eliminación cuando llegan al final de su vida útil.

Una alternativa para sustituir al silicio en el futuro son las células solares «de plástico», en las que una mezcla de dos semiconductores orgánicos, un donante y un aceptor de electrones, absorbe la energía de la luz y la convierte en energía eléctrica. El uso de sustancias orgánicas aporta varias ventajas, como una tecnología más sencilla, menores costes de producción y de eliminación, flexibilidad mecánica y acceso a la diversidad química de los materiales orgánicos.

Sin embargo, los materiales orgánicos tienen una física más compleja que la de los materiales inorgánicos cristalinos (como el silicio), sobre todo en lo que respecta a los procesos de transferencia de carga en las interfaces donante-aceptor, que provocan pérdidas de eficiencia.

Tras cuatro años de trabajo, un equipo internacional que incluye a Franco V. A. Camargo y Giulio Cerullo, ambos del Instituto de Fotónica y Nanotecnología de Milán en Italia, han conseguido crear células solares con nuevos materiales en los que se minimizan las pérdidas relacionadas con las interfaces. Examinando a fondo estos materiales mediante pulsos láser ultracortos, han identificado las razones físicas de este excepcional rendimiento, gracias a lo cual han podido presentar un modelo general de optimización válido para otras combinaciones de materiales.

Las futuras células fotovoltaicas fabricadas con tecnología orgánica serán una fuente de energía más barata y con menor impacto medioambiental. Además, podrán incorporarse a diversos objetos cotidianos, como ventanas, coches o incluso ropa, gracias a su flexibilidad mecánica.

La principal fuente de energía de la Tierra es la luz solar, que proporciona diariamente unas 100 veces más energía de la que necesita la humanidad, lo que sitúa a las tecnologías fotovoltaicas entre las más prometedoras para el futuro.

Los detalles técnicos de los avances logrados por el equipo de Camargo y Cerullo aparecen, bajo el título de “Adjusting the energy of interfacial states in organic photovoltaics for maximum efficiency”, en la revista académica Nature Communications. (Fuente: NCYT de Amazings)

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