Equipos interdisciplinarios exploran las poderosas y silenciosas señales biológicas y la intersección entre la mente y la máquina.
La National Science Foundation (NSF) y la Office of Emerging Frontiers in Research and Innovation (EFRI), han anunciado 14 subvenciones para el año fiscal 2011, concediéndose casi 28 millones de dólares a 60 investigadores de 23 instituciones.
Durante los próximos cuatro años, estos equipos llevarán a cabo una investigación transformadora y fundamental en dos áreas nuevas: las tecnologías que se basan en la comprensión de la señalización biológica y en las máquinas que pueden interactuar y cooperar con los humanos.
Los resultados de esta investigación promete impactar la salud humana, el medio ambiente, la energía, la robótica y la fabricación.
Estas nuevas tecnologías de ingeniería se basan en la Multicellular and Inter-kingdom Signaling (MIKS): El primer equipo de EFRI investigará las señales químicas y mecánicas que permiten a los organismos vivos involucrarse y responder a su medio ambiente a nivel celular. Estas señales a menudo afectan al desarrollo celular y la conducta, y que pueden dar lugar a complejas interacciones entre poblaciones de una especie o entre especies de diferentes reinos biológicos. Por ejemplo, se han hallado señalizaciones biológicas que inician la formación de biopelículas y regulan las relaciones simbióticas entre las especies.
Con los recientes avances en microfabricación, biología sintética, detección óptica y espectroscopia, los investigadores EFRI van a crear nuevas tecnologías que puedan medir y caracterizar las interacciones moleculares y celulares que suceden con la señalización. Se construirán nuevos sistemas diseñados para entender los principios de señalización y aprender a utilizar dichas señales para lograr resultados concretos. En última instancia, los equipos tienen por objeto crear las tecnologías que aprovechen la potencia de las señales biológicas.
«Estos ocho proyectos examinarán diferentes tipos de señalización en una serie de organismos y medioambientes, desde los microbios que habitan en las entrañas de las termitas hasta las células embrionarias de la mosca de la fruta», explicaba Theresa Bueno, que lleva el programa oficial de EFRI para MIKS. «Los resultados de estas investigaciones podrían disponer nuevas fuentes de energía biológica y la mejor protección para la salud humana y el medio ambiente.»
La mente, las máquinas y el control motor (M3C): Este el tema del segundo equipo de EFRI, que perseguirá cómo interactúan las máquinas y colaboran sin problemas con los seres humanos. Las tecnologías actuales aprovechan sólo una pequeña fracción de los datos sensoriales disponibles para el cerebro. Los procesos de análisis y los algoritmos de control que rigen los actuales dispositivos de prótesis y los robots, requieren que los usuarios se adapten a sus limitaciones tecnológicas. De numerosas formas, las capacidades interactivas de las máquinas tienen un largo camino que recorrer antes de que puedan coincidir con las personas sanas.
Los equipos de EFRI estudiarán cómo el cerebro detecta el mundo físico y la ubicación del cuerpo en él, cómo se procesa esta información, y la rapidez y complejidad con que lo consigue, los movimientos de sensibilidad e improvisación del cuerpo. Los investigadores usarán su conocimiento de la actividad del cerebro para crear dispositivos que pueden conectarse directamente y de manera cooperativa con el cuerpo humano. El objetivo general es diseñar máquinas, ya sea prótesis, aparatos de rehabilitación o robots, que funcionen como una extensión intuitiva de la actividad humana natural.
«Estos seis campos podrían poner en marcha grandes avances en la robótica, la fabricación y la salud», señalaba Radhakisan Baheti, conductor del programa de EFRI para M3C. «Los ingenieros, informáticos, biólogos y médicos, llevarán a cabo una amplia colaboración para descubrir maneras de mejorar la calidad de vida de las personas con enfermedades o lesiones cerebrales y para la gente que utilizan prótesis.»
«Probarán algunos de los aspectos profundos de la interfaz de la biología e ingeniería», apuntó Sohi Rastegar, director de EFRI. «Si tienen éxito, los principios y teorías descubiertos en sus investigaciones podrían abrir muchas oportunidades tecnológicas.»
En 2011, se ha desarrollado una estrecha colaboración con la NSF Directorates for Biological Sciences, Ciencias Informáticas e Ingeniería y sociales, del comportamiento y ciencias económicas.
EFRI, establecida por la Dirección de Ingeniería de la NSF en 2007, toma un alto riesgo, la investigación interdisciplinaria tiene el potencial de transformar la ingeniería y otros campos. Estas subvenciones demuestran que el objetivo de EFRI es inspirar y permitir a los investigadores ampliar los límites del conocimiento.
El resúmen, tanto el de los ocho proyectos de Ingeniería de EFRI como el de los seis proyectos sobre la mente, las máquinas y de control de motores (M3C) se encuentran anunciados en la página web.
- Referencia: RedOrbit.com, 30 de septiembre 2011
- Fuente: National Science Foundation y Emerging Frontiers in Research and Innovation (EFRI)
- Imagen: Microbios de tres reinos viven simbióticamente en el intestino de las termitas, coordinando procesos químicos que están más allá de la capacidad de cualquier organismo. Crédito: Gary Alpert, la Universidad de Harvard.
- Traducido por Pedro Donaire
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