Diez hitos de ingeniería interesantes a tener en cuenta en 2021

El año pasado, la luz ultravioleta germicida encontró un lugar en el arsenal de armas utilizadas para combatir el coronavirus, con accesorios de aire colocados cerca de los techos de las habitaciones de los hospitales y cajas de esterilización utilizadas para limpiar el equipo de protección personal. Pero un despliegue más amplio se vio impedido por los peligros que plantea la luz UV-C, que daña el material genético de los virus y de los humanos por igual. Ahora, la empresa de iluminación Ushio, con sede en Tokio, cree tener la respuesta: lámparas que producen longitudes de onda de 222 nanómetros que aún matan los microbios pero no penetran los ojos ni la piel humanos. Los módulos de lámpara Care222 de Ushio comenzaron a producirse en masa a finales de 2020 y en 2021 se integrarán en productos de otras empresas, como accesorios de iluminación de Acuity Brands para oficinas, aulas, tiendas y otros espacios ocupados.

A principios de este año, los fotones viajarán entre la Universidad Stony Brook y el Laboratorio Nacional Brookhaven, ambos en Nueva York, en una ambiciosa demostración de comunicación cuántica. Este concepto de comunicación de próxima generación puede llegar a ofrecer una seguridad sin precedentes, ya que un truco de la mecánica cuántica hará evidente si alguien ha intervenido en una transmisión. En la demostración, se colocarán "búferes de memoria cuántica" de la startup Qunnect en cada ubicación, y los fotones dentro de esos búferes se entrelazarán entre sí en una red serpenteante de 70 kilómetros.

Los desarrolladores de energía eólica marina se encuentran rápidamente en aguas profundas frente a la costa de California; un posible sitio cerca de la bahía de Humboldt tiene una profundidad de entre 500 y 1.100 metros. Estas condiciones exigen una nueva generación de turbinas eólicas flotantes que estén atadas al fondo marino con fuertes cables. Ahora, esa tecnología ha sido demostrada en proyectos piloto frente a las costas de Escocia y Portugal, y las empresas de energía eólica están ansiosas por obtener acceso a tres sitios propuestos frente a la costa de California. Esperan que la Oficina de Gestión de Energía Oceánica de EE. UU. comience el proceso de subasta de arrendamientos para al menos algunos de esos sitios en 2021.

El Indianapolis Motor Speedway, el circuito de carreras de autos más famoso del mundo, albergará en octubre un evento sin precedentes: la primera carrera de alta velocidad de autos de carrera autónomos. Unos 30 equipos universitarios de todo el mundo se han inscrito para competir en el Indy Automobiles Challenge, en el que coches de carreras mejorados alcanzarán velocidades de hasta 320 kilómetros por hora (200 millas por hora). Para ganar el premio mayor de un millón de dólares, el velocista autónomo Dallara de un equipo debe ser el primero en completar 20 vueltas en 25 minutos o menos. Los sistemas de aprendizaje profundo que controlan los coches se probarán en condiciones que nunca antes habían experimentado; Tanto los sensores como las herramientas de navegación tendrán que hacer frente a una velocidad extrema, que no deja margen de error.

Los robots que participan en el Subterranean Challenge de DARPA ya han sido probados en tres recorridos diferentes; han tenido que navegar por túneles subterráneos, entornos urbanos y redes de cuevas (aunque la parte de las cuevas se cambió a un recorrido totalmente virtual debido a la pandemia). A finales de este año, equipos SubT de todo el mundo lo reunirán todo en el evento final, que combinará elementos de los tres subdominios en un único curso de desafío integrado. Los robots tendrán que demostrar su versatilidad y resistencia en un entorno lleno de obstáculos donde la comunicación con el mundo exterior es limitada. DARPA espera que las condiciones de la pandemia mejoren lo suficiente en 2021 como para hacer posible una competición física.

En febrero, al menos tres naves espaciales se encontrarán con el Planeta Rojo. No es una coincidencia: las órbitas de la Tierra y Marte han acercado relativamente los planetas este año, haciendo que el viaje entre ellos sea más rápido y más barato. La misión Tianwen-1 de China planea enviar un orbitador y un rover para buscar agua debajo de la superficie; el orbitador Hope de los Emiratos Árabes Unidos está destinado a estudiar el clima marciano; y una cápsula con forma de caparazón depositará el rover Perseverance de la NASA, cuyo objetivo es buscar signos de vida pasada, al mismo tiempo que prueba un pequeño helicóptero no tripulado llamado Ingenuity. No hay garantía de que las naves espaciales lleguen a sus destinos de manera segura, pero millones de terrícolas las apoyarán.

A finales de año, algunos teléfonos Android pueden incluir una nueva característica que pretende dar un golpe al problema cada vez mayor de las fotos y vídeos manipulados. La tecnología anti-deepfake proviene de una startup llamada Truepic, que está colaborando con Qualcomm en chips para teléfonos inteligentes que permitirán a las cámaras de los teléfonos capturar imágenes "verificadas". Los datos de píxeles sin procesar, la marca de tiempo y los datos de ubicación se enviarán canales seguros a procesadores de hardware aislados, donde se unirán con un sello criptográfico. Las fotos y los vídeos producidos de esta manera llevarán consigo pruebas de su autenticidad. "Las falsificaciones nunca van a desaparecer", dice Sherif Hanna, vicepresidente de Truepic presidente de I+D. "En lugar de intentar demostrar lo que es falso, intentamos proteger lo que es real".

En un mundo remodelado por la pandemia de COVID-19, en el que la mayor parte del trabajo de oficina, las conferencias y el entretenimiento se han vuelto virtuales, los centros de datos en la nube están sometidos a más estrés que nunca. Para garantizar que las personas tengan todo el ancho de banda que necesitan cuando lo necesiten, los proveedores de servicios utilizan cada vez más redes de centros de datos más pequeños dentro de áreas metropolitanas en lugar del tradicional centro de datos masivo en un solo campus. Este enfoque ofrece mayor resiliencia y disponibilidad para los usuarios finales, pero requiere enviar torrentes de datos entre instalaciones. Esa necesidad se cubrirá en 2021 con la nueva fibra óptica 400ZR, que puede enviar 400 gigabits por segundo a través de interconexiones de centros de datos de entre 80 y 100 kilómetros. Verizon completó una prueba en septiembre pasado y los expertos creen que veremos un despliegue generalizado hacia finales de este año.

Si bien Samsung no lo confirma, los analistas de electrónica de consumo dicen que el gigante tecnológico surcoreano comenzará la producción en masa de un nuevo tipo de televisor a finales de 2021. Samsung puso fin a la producción de televisores con pantalla de cristal líquido (LCD) en 2020 y ha estado invirtiendo en gran medida en paneles de pantalla de diodos orgánicos emisores de luz (OLED) mejorados con tecnología de puntos cuánticos (QD). Los televisores OLED incluyen capas de compuestos orgánicos que emiten luz en respuesta a una corriente eléctrica y actualmente reciben las mejores calificaciones por su calidad de imagen. En el enfoque QD-OLED de Samsung, el televisor utilizará OLED para crear luz azul, y una capa QD convertirá parte de esa luz azul en la luz roja y verde necesaria para crear imágenes. Se espera que esta tecnología híbrida cree pantallas más brillantes, con mayor contraste y más duraderas que los mejores modelos actuales.

Es difícil conseguir datos verdaderamente de alta calidad sobre la actividad cerebral; Hoy en día, los investigadores y médicos suelen depender de máquinas grandes y costosas como escáneres de resonancia magnética y tomografía computarizada o de implantes invasivos. A principios de 2021, la startup Kernel lanzará un dispositivo portátil llamado Kernel Flow que podría cambiar las reglas del juego. El asequible dispositivo de bajo consumo utiliza un tipo de espectroscopia de infrarrojo cercano para medir los cambios en el flujo sanguíneo dentro del cerebro. Dentro de cada auricular, 52 láseres disparan pulsos precisos y 312 detectores captan la luz reflejada. Kernel distribuirá su primer lote de 50 dispositivos a "socios selectos" en el primer trimestre del año, pero el fundador de la compañía, Bryan Johnson, espera que algún día la tecnología portátil sea omnipresente. En un evento reciente, describió cómo los consumidores podrían eventualmente usar Kernel Fluir en sus propios hogares.

Todas las ilustraciones: Greg Mably