¿Qué podemos esperar de unas motas de polvo inteligentes?

En el cielo aparece un misterioso símbolo que se va modificando ante millones de personas, tal vez como una señal del fin del mundo. Una expedición científica llega en barco a la Antártida, y una periodista de la CNN baja a tierra para grabar parte de su reportaje. Entonces aparece una enorme esfera luminosa en el cielo, que envuelve el barco en un resplandor blanco y se desvanece tan misteriosamente como ha aparecido. A lo largo y ancho del planeta se produce una gran controversia al respecto: ¿Es una señal de Dios? ¿O se trata, por el contrario, de algo siniestro? Esto podría ser la breve sinopsis de la novela de Raymond Khoury, La Señal. En esta novela, ante la pregunta que en un momento determinado se le hace a su creador sobre cómo se ha producido dicha señal, podemos leer lo siguiente: “Se trataba de «polvo inteligente», unos minúsculos dispositivos electrónicos diseñados para registrar y transmitir información acerca de lo que los rodeaba mientras flotaban literalmente en el aire. El concepto en sí fue imaginado por primera vez a finales de los años noventa por varios ingenieros eléctricos y licenciados informáticos que trabajaban en el campus de la Universidad de Berkeley, California, y que también fueron quienes acuñaron el término. La idea era simple: unas diminutas motas de silicio, equipadas con complejos sensores incorporados, procesadores informáticos y comunicadores inalámbricos, lo bastante pequeñas para ser prácticamente invisibles y lo bastante ligeras para permanecer suspendidas en el aire durante varias horas seguidas, recogiendo y transmitiendo datos en tiempo real y sin ser detectadas. El estamento militar se interesó de inmediato. La idea de poder esparcir unos sensores del tamaño de una mota de polvo sobre un campo de batalla para captar y vigilar los movimientos de las tropas resultaba sumamente atractiva. Y también la posibilidad de dispersarlos por las redes del metro con el fin de detectar amenazas químicas o biológicas, o sobre una multitud de manifestantes para poder seguir sus desplazamientos a distancia. La DARPA había participado en la financiación inicial, ya que, aunque el concepto también contaba con un abanico de posibles usos en el ámbito civil y el de la medicina, sus posibilidades para labores de vigilancia si bien eran más viles, resultaban más seductoras todavía. Pero la financiación no siempre conduce al éxito. El concepto era sólido. Los avances en nanotecnología estaban acercando cada vez más el sueño a la realidad. En teoría, era posible fabricar las motas; en la práctica, aún no existían. Por lo menos abiertamente. El problema no estribaba en fabricar sensores que fueran lo bastante pequeños, sino en construir los procesadores que analizaran los datos, los transmisores que se comunicaran con la base y la fuente de alimentación que hiciera funcionar algo tan minúsculo“.

Imaginémonos un diminuto enjambre de sensores moviéndose por el interior de nuestro cuerpo para chequear nuestro estado de salud, o recorriendo los campos de cultivo en busca de algún tipo de parásitos y plagas, o disperso por el hormigón de un puente para detectar potenciales fracturas, o recopilando información en el campo de batalla. El límite lo pone la imaginación. Se trata de los smart dust, o polvo inteligente, que son sensores microscópicos que podrían captar casi todo, como la humedad, la temperatura, las señales químicas, algún posible movimiento, las ondas cerebrales, etc…, en todas partes y que posiblemente cambien nuestra relación con el mundo. Como la mayoría de los inventos en el ámbito de la tecnología, se trata de un concepto de origen militar del que podría beneficiarse toda la sociedad, si se utiliza correctamente, cosa que habría que poner en duda. La idea surgió a principios de la década de 1990 a partir de los trabajos de DARPA, la Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa de Estados Unidos. Este polvo inteligente, también conocido como “motas inteligentes”, se compondría de minúsculos sensores que podrían llegar hasta la escala del micrómetro, millonésima parte de un metro, o todavía más pequeños. En realidad cada una de estas “motas inteligentes” sería un microcomputador de bajo coste que controlaría los sensores y se conectaría por radio para transmitir la información recopilada a cortas distancias. Al juntarse las motas, formarían redes muy eficaces para microchips para edificios, personas, etc… Pero, desgraciadamente, esta tecnología miniaturizada también podría suponer una grave amenaza para la privacidad y la libertad de los seres humanos.

En la década de 1990, un investigador llamado Kris Pister imaginó un terrible futuro en el que se rociaría la Tierra con un sinnúmero de pequeños sensores, no más grandes que un grano de arroz. Kristofer Pister (Kris Pister) es profesor de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en la Universidad de California, Berkeley, así como fundador y director de tecnología de Dust Networks. Es conocido por su trabajo académico en sistemas microelectromecánicos (MEMS) y en simuladores, así como por su trabajo en Polvo Inteligente. Tal como ya hemos indicado, lossmart dust son sistemas de muchos pequeños subsistemas microelectromecánicos (MEMS), como sensores, robots u otros dispositivos, que pueden detectar, por ejemplo, la luz, la temperatura, las vibraciones, el magnetismo o productos químicos. Por lo general operan en una red informática en forma inalámbrica y se distribuyen en un área determinada para realizar determinadas tareas, por lo general a través de una identificación por radiofrecuencia . Sin una antena de un tamaño mucho mayor, el rango de pequeños dispositivos inteligentes de comunicación de polvo se mide en unos pocos milímetros y pueden ser vulnerables a la desactivación y destrucción electromagnéticas por exposición a microondas. Este concepto desmart dust surgió en un taller en 1992 y a una serie de estudios promocionados por DARPA ISAT a mediados de la década de 1990, todo ello debido a las posibles aplicaciones militares de dicha tecnología. Este proyecto fue fuertemente influenciado por las investigaciones en La Universidad de California, Los Ángeles (UCLA) y la Universidad de Michigan durante ese período, así como por algunos autores de ciencia ficción, tales como Stanislaw Lem, autor de Ciberíada ySolaris, Neal Stephenson y Vernor Vinge. La primera presentación pública del concepto con ese nombre fue en 1996, en la reunión de la American Vacuum Society, en Anaheim. Una propuesta de investigación del smart dust fue presentada en 1997 a la agencia DARPA, a partir de un estudio de Kristofer Pister, Joe Kahn y Bernhard Boser, todos de la Universidad de California, Berkeley. La propuesta, que era construir nodos de sensores inalámbricos de un volumen de un milímetro cúbico, fue seleccionada para ser financiada en 1998. El proyecto condujo a producir una mota inteligente, más pequeña que un grano de arroz. El concepto fue ampliado posteriormente por Kris Pister en 2001. Investigaciones más recientes analizaron varias técnicas para llevar el polvo inteligente en redes de sensores hasta el nivel micrométrico, utilizando nanotecnología.

Presa (Prey) es una novela de ciencia ficción escrita por Michael Crichton, escritor estadounidense, célebre por sus trabajos en los géneros de la ciencia ficción e intriga. Presaestaría enmarcada dentro del género tecno-thriller y fue publicada en 2002. Al igual que en otras de sus obras anteriores, como Parque Jurásico, presenta una historia en la cual los avances tecnológicos implican una serie de decisiones éticas que provocan que su desenlace se tuerza. En esta novela la parte tecnológica se basa en la nanotecnología. En la novela se trata sobre avances relativamente nuevos en la comunidad científico-informática, tales como la inteligencia artificial, la complejidad, los algoritmos genéticos y la computación. La novela cuenta la historia de Jack, un programador de software experto en inteligencia artificial, despedido de su antigua empresa, MediaTronics, por intentar destapar un escándalo interno. Mientras, su mujer trabaja como vicepresidenta de Xymos, una empresa dedicada a la nanorobótica, que se encuentra desarrollando un sistema revolucionario de diagnóstico médico basado en nanotecnología. La trama tienen lugar en el desierto de Nevada. En la primera parte de la novela se presentan una serie de sucesos extraños durante los cuales Jack recibe la noticia de que MediaTronics está colaborando con Xymos y le ofrecen volver a trabajar para ayudarles a solucionar algunos problemas del software. Tras los acontecimientos, su mujer Julia sufre un accidente de tráfico en extrañas circunstancias que hacen que Jack acepte la oferta y se dirija los laboratorios de Xymos en Nevada para investigar más a fondo, convencido de que están relacionados con los últimos sucesos. Una vez en la planta de fabricación, se descubre queXymos trabaja para el Departamento de Defensa en la creación de un enjambre de nanobots que actúa en conjunto como una cámara para el reconocimiento y el espionaje. Dicho enjambre está creado utilizando bacterias E. Coli modificadas genéticamente, las cuales crean ensambladores gamma a partir de minerales, los cuales en última instancia, fabrican los nanobots. Ello sería un tipo de variante de la idea del polvo inteligente. Le comunican entonces a Jack que uno de los enjambres pudo escapar del recinto y se encuentra libre en el desierto, evolucionando y reproduciéndose, mostrando conductas predatorias ante otras especies del entorno.

Aunque autosuficientes, inicialmente estos enjambres muestran una inteligencia limitada y dependen de la luz solar, pero mostrando una rápida evolución, consiguen desarrollar su inteligencia, sus capacidades de mimetismo y llegan a poder funcionar incluso en ausencia de energía solar. Según evolucionan estos enjambres, van mejorando sus capacidades de imitación de los seres humanos, llegando a crear réplicas de los mismos, con un comportamiento inteligente e, incluso en algunos casos, una simbiosis para poder controlar a los seres originales. La novela Presa trata la amenaza de nanobots inteligentes que escapan al control humano y se convierten en entes autónomos, autorreplicantes y peligrosos. Se trata vagamente el concepto de plaga gris, ampliamente explorado en el campo de la ciencia ficción. La plaga gris (grey goo, donde goo se refiere a una sustancia informe y viscosa) se refiere a un hipotético fin del mundo que involucraría la nanotecnología molecular. Según esta hipótesis, un conjunto de robots se autorreplicarían sin control, consumiendo toda la materia viva en la Tierra, materia que emplearían para crear y mantener más robots. A un escenario de este tipo se le conoce comoecofagia. El término usualmente se usa dentro del contexto de la ciencia ficción. En el peor de los casos, toda la materia en el universo podría convertirse en una masa inmensa de nanomáquinas en proceso de replicación y sin un orden concreto, matando a todos los habitantes del universo. El desastre es propuesto como resultado de una mutación accidental en una nanomáquina que se autorreplica, cuando era usada con otros propósitos, o posiblemente de un arma de destrucción hecha deliberadamente. Muchos aspectos de la historia, como la naturaleza nebulosa de las nanopartículas, su evolución, e incluso su escondite se inspiran en la novela de Stanislav Lem de 1964, El invencible. La amenaza principal de las nanopartículas tomando forma humana es similar a la amenaza de insectos tomando forma humana en la obra de Frank Herbert de 1966, El cerebro verde. Parece evidente que algunas decisiones apresuradas pueden conducir al desastre cuando las compañías tienen el control sobre tecnología peligrosa. Crichton establece que el libro va sobre lo que ocurriría si no hubiera importantes controles en biotecnología antes de que esta se desarrolle hasta el punto de suponer una amenaza para la supervivencia de la vida en la Tierra.

Estas nanopartículas, o “polvo inteligente”, lo supervisaría todo, actuando como terminaciones nerviosas electrónicas por todo el planeta. Equipado con poder de computación, equipos de detección, radio inalámbrica y una batería de larga duración, el polvo inteligente haría observaciones y se transmitirían datos en tiempo real sobre las personas en las ciudades y en el entorno natural. Actualmente el “polvo inteligente”, una supuesta teoría de Pister, está empezando a convertirse en realidad. Según Pister: “Es emocionante. Ha tardado mucho tiempo en llegar. Acuñé la frase hace 14 años. El polvo inteligente ha tomado un tiempo, pero finalmente está aquí”. Tal vez está aquí, pero no exactamente como Pister lo imaginaba. La compañía de ordenadores e impresoras Hewlett-Packard (HP) anunció recientemente que está trabajando en un proyecto que denomina el “Sistema Nervioso Central de la Tierra”. En los próximos años, la compañía planea desplegar un billón de sensores en todo el planeta. Los dispositivos inalámbricos comprobarán si los ecosistemas son saludables, detectarán terremotos con mayor rapidez, podrán predecir los patrones de tráfico y vigilar el uso de la energía. La idea es que los accidentes se puedan prevenir y la energía se pueda ahorrar a partir de información en tiempo real. Asimismo la compañía ha hecho planes con la petrolera Shell para instalar millones de monitores del tamaño de una caja de cerillas  para ayudar en la exploración de petróleo mediante la medición de las vibraciones y el movimiento de las rocas,. Los sensores, que ya se han desarrollado, cubren una franja de seis millas cuadradas. Según HP este será el mayor despliegue de “polvo inteligente” hasta la fecha. Pero todavía hay mucha confusión en el sector tecnológico acerca de lo que puede considerarse polvo inteligente. Para empezar, los sensores utilizados y desarrollados por HP son mucho más grandes que las  motas de polvo, ya que son del tamaño de una  caja de fósforos. Entonces, ¿qué diferencia hay entre el polvo inteligente y un sensor actual de una estación meteorológica o un monitor de tráfico? El tamaño es un factor clave. Los sensores del polvo inteligente debe ser relativamente pequeños y portátiles. Pero la tecnología no ha avanzado lo suficiente para la fabricación de los sensores en la escala nanométrica necesaria.

En el libro “Surely, you´re joking, Mr. Feynman(¿Está usted de broma, Sr. Feynman?), leído en la lección inaugural del curso 1974, en el California Technology Institute, se dice: “En la Edad Media circulaban todo tipo de ideas descabelladas, como la de que el cuerno de rinoceronte aumentaba la potencia sexual. Posteriormente, se descubrió un método que permitía discriminar entre ideas válidas y las que no lo eran: consistía en probarlas una a una para ver si funcionaban y en el caso de no funcionar se descartaban. Este método se fue organizando y convirtiéndose, por supuesto, en la ciencia. Y funcionó tan bien, que ahora nos encontramos en una época científica, y de hecho, no entendemos como pudieron existir los brujos, pues nada de lo que propusieron funcionó realmente. Pero incluso hoy me encuentro con gente que tarde o temprano acaba por llevar la conversación hacia los OVNIs, la astrología, alguna forma de misticismo, la expansión de la conciencia, nuevos tipos de conocimiento o de percepción extra-sensorial, y cosas parecidas. Y yo he llegado a la conclusión de que éste no es un mundo científico”. No todo es como parece. En el mundo de lo muy pequeño, cuando algunos materiales son menores que 10 millonésimas de metro (100 nanómetros), entramos en otro mundo y sus propiedades pueden cambiar sustancialmente. Materiales magnéticos dejan de serlo, algunos materiales opacos se convierten en transparentes, aisladores eléctricos empiezan a conducir electricidad, etc… Existe un fenómeno espectacular llamado “efecto túnel“, que nos dice que un electrón puede pasar a través de una muralla “impenetrable” si ésta mide menos que un nanómetro. No es que el electrón pase por encima o por entre medio de los átomos de la muralla. Lo sorprendente es que desaparece en un lado y aparece en el otro. A esta escala, las leyes de la Mecánica Cuántica rigen el comportamiento de la materia y no dejan de sorprendernos continuamente. La nanociencia es algo parecido a la magia, aunque es físicamente real. Sus aplicaciones ya están presentes en diversas áreas, como en el almacenamiento de información o en la farmacología de última generación. Y como todo gran avance tecnológico, la pregunta es: ¿será para beneficiar o destruir a la Humanidad?

La Nanociencia es un área emergente de la ciencia que se ocupa del estudio de los materiales de muy pequeñas dimensiones. El significado de la “nano” es una dimensión: 10 elevado a -9. Esto es: 1 nanometro = 0,000000001 metros. Es decir, un nanometro es la mil millonésima parte de un metro, o millonésima parte de un milímetro. También: 1 milímetro = 1.000.000 nanometros. Una definición de nanociencia es aquella que se ocupa del estudio de los objetos cuyo tamaño es desde cientos a décimas de nanometros.  Hay varias razones por las que la Nanociencia se ha convertido en un importante campo científico con entidad propia. Una es la disponibilidad de nuevos instrumentos capaces de “ver” y “tocar” a esta escala dimensional. A principios de los ochenta fue inventado en Suiza (IBM-Zurich) uno de los microscopios capaces de “ver” átomos. Unos pocos años más tarde el Atomic Force Microscope fue inventado, incrementando las capacidades y tipos de materiales que podían ser investigados. Trabajar a nano escala significa investigar con partículas del tamaño de una millonésima parte de un milímetro; es decir, en una escala similar a la que resultaría de la comparación del planeta tierra con una pelota de tenis. Por eso, hablar de nanotecnología es un cambio en la manera de pensar y en la forma científica de ver el mundo. Richard Feynman ya vislumbró en 1959 las enormes posibilidades que la investigación a pequeña escala podría ofrecer a la humanidad. Ahora físicos, biólogos, químicos y científicos procedentes de numerosas disciplinas se han puesto manos a la obra para investigar sobre lo pequeño y dotar al mundo de grandes hallazgos. Muchas son las parcelas sobre las que lo nano tiene y tendrá mucho que decir. Y es que la investigación a esta escala repercute directamente sobre nuestra cotidianidad, con avances que se harán cada día más visibles a la hora de afrontar una enfermedad, elegir un coche, viajar en avión, reducir las emisiones de CO2 con alternativas energéticas más eficientes o contar con edificios de mayor resistencia y nuevas propiedades de materiales, como la reparación automática.

Un sensor de polvo inteligente puede medir la temperatura, pero tendría baterías y se comunicaría de manera inalámbrica con Internet y con otros sensores. Según Deborah Estrin, profesora de ciencias de la computación en la Universidad de California, en Los Ángeles, el gran número de sensores en la red es lo que realmente hace que un proyecto de “polvo inteligente” sea diferente a otros esfuerzos para registrar los datos en el mundo. Los investigadores de polvo inteligente hablan de trillones de sensores. Algunos investigadores dicen que la realidad ha variado hasta el momento a partir del concepto de “polvo inteligente”, por lo que proponen terminologías como “Redes de sensores inalámbricas” o “mallas”. Deborah Estrin afirma que es importante  deshacerse de la idea de que los sensores de polvo inteligente serían desechables. Los sensores tienen que ser diseñados con fines específicos y extenderse sobre la Tierra intencionalmente, no dispersos por el viento como se pretendió inicialmente. Pero a pesar de estas diferencias, los investigadores creen que el polvo inteligente beneficiará  a la humanidad. Y hay una serie de proyectos en el mundo real que, de una forma u otra, tratan de utilizar sensores inalámbricos para comprobar la vitalidad de la Tierra. Los sensores inalámbricos en la actualidad monitorean granjas, fábricas, centros de datos y puentes para mejorar la eficiencia y la comprensión de cómo funcionan estos sistemas. En todos estos casos las redes de sensores se utilizan para un fin específico. Por ejemplo, una compañía llamada Streetline ha instalado sensores en 12.000 plazas de aparcamiento y carreteras de San Francisco. Los sensores están equipados con detectores de metales para detectar si un objeto metálico grande está sobre el terreno. Esos datos estarán pronto disponibles para las personas que pueden utilizarlo para saber dónde aparcar, dijo Tod Dykstra, director general de Streetline. Otros sensores están equipados para medir la vibración en las fábricas y refinerías de petróleo a fin de detectar problemas en las máquinas y las ineficiencias antes de que causen problemas. Otros más podrían recoger datos sobre la temperatura, el ambiente químico o el sonido. Asimismo, pequeñas cámaras o radares también puede ser integrados en la red de recolección de datos para detectar la presencia de personas o vehículos.

El poder de estas redes es que con el tiempo pueden estar conectados, según afirmó David Culler, profesor de ciencias de la computación en la Universidad de Berkeley. Culler dice que el desarrollo de estas redes de sensores inalámbricos es equivalente, en su importancia, a la creación de Internet. Lo que se creó con la idea de “polvo inteligente” es equivalente a un nuevo Internet. Pero Culler considera que todavía estamos al comienzo. Pero incluso cuando estos sensores se desplieguen teóricamente para beneficio de la ciencia o de la gente, algunas personas todavía tendrán una sensación de estar viviendo un real Gran Hermano, en que se tendría la incómoda sensación de estar bajo constante vigilancia, especialmente a partir de la idea de poner miles de millones de sensores observadores en todo el mundo. Lee Tien, abogado de la Fundación Frontera Electrónica, un defensor de la privacidad, afirma que: “Es una invasión de la privacidad enorme, porque estamos hablando de sensores muy pequeños  que pueden ser indetectables. Ellos están ahí en tal número que usted realmente no puede hacer nada acerca de ellos en términos de evitarlos. Eso no significa que los investigadores deben dejar de trabajar en el polvo inteligente, pero deberían ser conscientes de la vida privada conforme vayan progresando“. Pero algunos investigadores dicen que la utilización del polvo inteligente de vigilar el mundo beneficiará a las personas y al medio ambiente. Según Hartwell,  investigador de HP, la única manera de que las personas pueden combatir los problemas enormes como el cambio climático y la pérdida de biodiversidad es tener más información acerca de lo que está pasando.

La idea de polvo inteligente espolvoreado fue concebida mediante la utilización de sensores diminutos, aproximadamente del mismo tamaño que granos de arroz, que podrían ser esparcidos por todo el mundo y puedan recopilar datos sobre las ciudades, el medio ambiente natural e incluso sobre personas en todo el mundo. Si bien esto no era nada más que una teoría en sus momento, ahora se está acercando a la realidad, y las implicaciones son potencialmente siniestras. Como ya está sucediendo con otras tecnologías avanzadas, el investigador principal actual de esta tecnología terriblemente invasiva es China. Esto ha suscitado preocupación en los Estados Unidos ya que importan una enorme cantidad de bienes del país asiático. Es muy posible que los chinos puedan colocar polvo inteligente espolvoreado en la enorme cantidad de productos alimenticios que importan, en sus productos electrónicos o en las diversas mercancías baratas que envían a los Estados Unidos. Como principales proveedores mundiales de vacunas, los chinos podrían incluso tener la capacidad de colocar estos sensores dentro de los cuerpos de los ciudadanos de otros países. Dado que los chinos han colocado chips defectuosos en computadoras y sistemas de defensa utilizados por el gobierno de Estados Unidos, no es inverosímil creer que el gobierno chino podría estar más allá de esta forma avanzada de sabotaje. Incluso se ha sugerido que este tipo de tecnología podría ser utilizado con el pleno apoyo del gobierno de los Estados Unidos, que ya tienen un historial de recopilación secreta de datos sobre sus ciudadanos, incluso cuando sus métodos son completamente contrarios a las leyes del propio país.

Teniendo en cuenta que el polvo inteligente espolvoreado implica el uso de microchips o nanochips, también hay temores de que la tecnología pueda ser utilizada para recopilar secretamente datos sobre las personas sin su previo conocimiento y consentimiento. En los últimos años, la tecnología de microchips se ha vuelto cada vez más avanzada, y algunos investigadores han sido capaces de controlar el comportamiento de los animales utilizando microchips. Pero, ¿qué pasaría si gente con intenciones malignas tuviese acceso a esta tecnología? Un ejemplo de uso positivo sería si se dispersasen cientos de estos sensores para supervisar temperatura, humedad o para informar de desastres tales como terremotos. También podrían ser utilizados para seguir los movimientos de los pacientes de un hospital. Pero los militares pueden utilizar sensores a distancia para controlar los movimientos enemigos, detectar gases venenosos o radiactividad. La facilidad y poco coste de fabricación de estos dispositivos han despertado preocupaciones sobre su utilización para la invasión de la vida privada. Es fácil imaginar como una pequeña mota de polvo inteligente puede ser usada de manera ilegal. Las grandes corporaciones, los gobiernos y personas maliciosas pueden usar las motas para monitorear a otras personas sin que estas lo sepan. Entonces el polvo inteligente se puede convertir en una útil arma de espionaje. Este tema se volverá cada vez más preocupante a medida que las motas de polvo se vuelvan cada vez más pequeñas y baratas. Para el monitoreo espacial el polvo inteligente también está siendo tenido en cuenta. La idea principal es la de empaquetar varias motas de polvo y enviarlas en una sonda a la atmósfera del planeta y esparcirlas ahí donde luego serán arrastradas por el viento. La forma y la composición de las motas dependerán de la aplicación que se les quiera dar. Por ejemplo, para que respondan a los vientos solares y a la radiación.

Pero la privacidad de las personas corre un gran riesgo. El polvo inteligente también puede ser utilizado para espionaje, ya que se podría captar voz, sonidos y hasta imágenes. Cualquiera podría estar siendo observado y no se daría cuenta. La meta del proyecto de polvo inteligente es que lleguen a ser tan pequeños como un grano de arena y que tengan energía suficiente para funcionar varios años soportando una comunicación inalámbrica y todas las operaciones necesarias. Asimismo, que sean muy baratos y que lleguen a formar parte de nuestras vidas. Pero también hay varios proyectos de investigación para lograr que las motas de polvo inteligente puedan organizarse ellas mismas con movilidad propia. Para la movilidad de las motas se están pensando en pequeñas alitas ultralivianas de silicona, que serán manejadas por el sistema operativo de las motas. Pequeñas celdas solares de silicona también se están integrando en el diseño del polvo inteligente. La tecnología de polvo inteligente nos ayudará a solucionar problemas de manera remota, a la distancia que sea necesaria, y en el lugar que necesitemos. Claramente es una tecnología innovadora con numerosas aplicaciones muy útiles, como lo son el monitoreo de condiciones de interés, aplicaciones a los negocios, aplicaciones de confort, etc. Todas estas aplicaciones ayudarán al ahorro de los recursos que tenemos, que siempre son limitados, y ayudarán a un mejor racionamiento y control de parámetros que afectan a nuestra vida. Pero hay un preocupante documento de la NASA que hace referencia al Smart Dust (Polvo Inteligente) como arma. Dicho polvo inteligente explica que es un mecanismo analógico pasado a biológico, un polvo mecanizado que se distribuye por medio de aerosoles y que es inhalado en los pulmones. Una vez dentro, el polvo ejecuta diferentes misiones patológicas, la más terrorífica de las cuales sería la de que podría ser explotado por comando a distancia, desde el interior del mismo cuerpo. El documento se refiere a dicho polvo como una nueva clase de arma legal. Las motas de polvo recopilarían datos, realizarían cómputos y se comunicarían por radio con otros, en distancias de aproximadamente 300 metros.

A lo largo del tiempo el desarrollo del Polvo Inteligente ha evolucionado y actualmente se están realizando diseños para establecer una interfaz entre cerebros humanos y computadoras, lo que abre un nuevo campo de posibilidades que, según su uso, podrían ser positivas o terroríficas. La aplicación del Polvo Inteligente al cerebro se llama “Neural Dust” y tiene el objetivo de “controlar el cerebro desde el interior”. Sus inventores especularon con la idea de que una red de nanopartículas inyectada en el cerebro podría medir la actividad eléctrica de las neuronas, y podrían utilizar ultrasonidos para producir una transferencia bidireccional de datos. Este concepto, teóricamente, posibilitaría la lectura automática, así como la posibilidad de alterar la información cerebral. En resumen, permitiría el control mental completo por parte de terceros, lo que abre perspectivas terribles. Podemos pensar que la idea de que alguien introduzca una nube de nanopartículas o nanorobots en nuestro cerebro para controlar nuestra mente puede parecer propio de la ciencia ficción. Pero lo más preocupante es que estas tecnologías ya están en fase de prueba e incluso se consiguió aplicar la técnica en un escarabajo. Actualmente una nueva investigación publicado por la Universidad Internacional de Florida indica que las pruebas ya se están realizando en ratones, lo que nos aproxima al ser humano. Y las conclusiones a las que se ha llegado son de lo más inquietantes. En un informe de esta universidad de Florida se habla de ello como si casi fuese un cuento de hadas, pero destacando solo los beneficios potenciales de esta tecnología. Pero a pesar de los hipotéticos beneficios que pueda ofrecer esta tecnología, no debemos olvidar que puede tener terribles aplicaciones militares o de control mental sobre la población. Y no hay que ser ingenuos, si la tecnología está disponible, los gobiernos, las agencias de inteligencia y los ejércitos las utilizaran. Agencias como DARPA (Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa del Pentágono) están empeñadas en desarrollar tecnologías de control mental, para el que el Neural Dust puede ser una de las armas definitivas. Pero en su comunicado de prensa la Universidad de Florida nos ofrece solo un mensaje positivo sobre dicha tecnología: “Un profesor de la Universidad Internacional de Florida y su equipo, han publicado la noticia de un avance científico que podría conducir al tratamiento no invasivo del Parkinson y otras enfermedades neurodegenerativas. Los investigadores manipularon de forma remota las ondas eléctricas que existen de forma natural en el cerebro de ratones, una hazaña que tiene implicaciones de largo alcance para la medicina“.

Parece que los futuros sensores militares podrían ser diminutas partículas de polvo inteligente, ya que las nuevas tecnologías, como la nanotecnología, permiten sensores militares extremadamente pequeños y omnipresentes. En la novela de ciencia ficción The Unknown, del escritor norteamericano Christopher Anvil, publicada en 1972, tres pilotos espaciales utilizan pequeñas computadoras utilizadas para el espionaje y no más grandes que una mota de polvo. “Entran como motas de polvo“, dice un piloto espacial. “Pero no tienes control sobre dónde se desplazan. Una corriente de aire, o una carga estática, puede estropear completamente tus arreglos“. Sin embargo, en 1972 los “espías electrónicos” del tamaño de una mota de polvo parecían tecnologías lejanas. Pero actualmente está más próximo de lo que se cree.Como ya hemos dicho, el término “polvo inteligente” se refiere a diminutos paquetes electrónicos de energía, sensores, computación y electrónica de comunicaciones que son baratos y lo suficientemente abundantes como para dispersarlos como polvo. Estas pequeñas máquinas pueden detectar su entorno, realizar el procesamiento de datos básico y comunicarse entre sí para servir a fines médicos, industriales o militares. Cuando Pister acuñó el término a fines de la década de 1990, esta tecnología atrajo fondos de DARPA, el equipo de investigación avanzada del Pentágono. Es lógico este interés de los militares por el polvo inteligente. Durante la Guerra de Vietnam, los militares desplegaron una gran cantidad de sensores remotos para detectar y rastrear a las tropas norvietnamitas. Sensores lanzados desde el aire, capaces de detectar movimiento, sonido, metal e incluso olor, guiaron la masiva campaña aérea de los Estados Unidos contra las líneas de suministro norvietnamitas. Pero estos sensores eran muy grandes en comparación con lo que actualmente es posible. En los últimos años la tecnología de redes de sensores en miniatura progresó lo suficiente como para llevar al mercado dispositivos comerciales especializados. Utilizados para monitorear paquetes, maquinaria y entornos de construcción, estas unidades todavía eran más del tamaño de una caja de cigarrillos que de polvo. En 2001, Pister y sus colegas realizaron una demostración para DARPA en la base de Marine Corps en Twentynine Palms. Un pequeño dron dejó caer seis motas del tamaño de un frasco de pastillas cerca de una carretera. Después de sincronizarse entre sí, detectaron la presencia, el rumbo y la velocidad de un Humvee, vehículo militar multi-propósito, y un camión de transporte pesado. Cuando el dron pasó por encima, las motas transmitieron sus datos al dron, que luego transmitió la información a una estación base. Por otro lado, un equipo de la Universidad de Michigan exhibió su Michigan Micro Mote, una computadora inalámbrica de energía solar que no es mucho más grande que un grano de sal. Hace unos años, Hitachi mostró chips experimentales de radiofrecuencia del tamaño de escamas de caspa.

Todavía existen limitaciones técnicas para poder aplicar la ingeniería a dispositivos tan pequeños, tales como la de proporcionar suficiente energía y la de cómo transmitir señales de comunicaciones. Pero se está en el camino de resolver todas estas limitaciones. Por ejemplo, ya es posible construir antenas de grafeno de solo unos pocos átomos de espesor. Sabemos que las células solares también requieren suficiente espacio para captar energía solar y que no siempre la luz del sol está disponible. Pero pequeñas motas de polvo necesitan muy poca potencia. La utilización de software inteligente también puede ampliar las vida operativa de estas motas de polvo. Por ejemplo, podemos encender una mota durante milisegundos, y transmitir sus datos del sensor antes de apagarse automáticamente. Esto ahorrará mucha energía. Actualmente ya se habla de pequeños motores que funcionan aprovechando las vibraciones de todo lo que se mueve o agita, tales como latidos del corazón o maquinaria en funcionamiento. Pueden convertirse las vibraciones mecánicas en potencia. También la energía nuclear puede desempeñar un papel en la activación del polvo inteligente. Durante la década de 1970 el plutonio impulsó una gran cantidad de marcapasos. El polvo inteligente requiere motas baratas y abundantes capaces de resistir los desafíos ambientales. Por muy ingenioso que sea su diseño, deben ser baratos. Y vemos que las tendencias en la microelectrónica llevan a estos bajos costes. Pero el polvo es contaminante y, a veces, tóxico.  Además el polvo inteligente no puede ser tan omnipresente como el polvo real. Es por eso que DARPA está pensando en cómo hacer que el polvo inteligente deje de funcionar solo cuando ya no sea necesario. Esto significa restringir la duración de las baterías que los hagan funcionar. Pero en las aplicaciones militares existe la posibilidad de que un equipo enemigo pueda controlar estos diminutos sensores mediante la guerra electrónica. Una malla de sensores de polvo inteligente ampliamente difundida que dependa de las ondas de radio para comunicarse será tan vulnerable a las contramedidas electrónicas como cualquier otra tecnología basada en radio. Pero parece que el polvo inteligente sería capaz de superar esos obstáculos mediante el uso de un comportamiento parecido al de un enjambre, como hemos visto en Presa, la novela de ciencia ficción de Michael Crichton. Miles de motas, cada una generando un poco de luz láser, podrían transmitir información a los drones aéreos, funcionando como un gran sistema distribuido. O podrían conectarse a una gran antena de radio de baja frecuencia para transmitir sus señales. En última instancia, podría ser el software detrás del polvo inteligente lo que se convierta en lo más inteligente. Los algoritmos de seguridad, redes y procesamiento capaces de unir las motas son la clave de esta tecnología futurista, al igual que nuestros teléfonos inteligentes no serían útiles sin el software y las redes celulares detrás de ellos.

 

Fuentes:

  • Khoury Raymond – La Señal
  • Dan Rowinski – Polvo Inteligente – Seguimiento de Todo, en Todas Partes
  • Alberto Iglesias Fraga – Smart dust: estas motas de polvo ya son más listas que tú
  • Michael Crichton – Presa
  • Brett Warneke, Matt Last, Brian Liebowitz, Kristofer S.J. Pister – Smart Dust: Communicating with a Cubic-Millimeter
  • Michael J. Sailor – Smart dust: nanostructured devices in a grain of sand
  • Pranab Sarkar, Alex Hoo, Lilian Yan, Elena Leinweber, Manojit Sarkar, Xie Di – Smart Dust: The future of data sensing
  • Mohammad Ilyas, Imad Mahgoub – Smart Dust: Sensor Network Applications, Architecture and Design
  • Alasdair Allan – The inevitability of smart dust

¿Qué podemos esperar de unas motas de polvo inteligentes?

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