Vuelven a crear el 'ordenador' más pequeño del mundo

El dispositivo de 0.3 mm de largo, más pequeño que un grano de arroz, podrá tener aplicaciones en investigación y medicina.

Existe la tendencia en tecnología a diseñar dispositivos cada vez más cómodos y accesibles. En poco se parecen los smartphone modernos, herramientas multiusos, a los esperpentos con antena de los 90. Mayor potencia, mejor diseño, menor tamaño. IBM fue un paso más allá y presentó este marzo el ordenador más pequeño del mundo (con medidas de 2x2x4mm); pero un nuevo aspirante ha venido para arrebatarle el título.

La nueva creacion de IBM junto a un grano de arroz

La Universidad de Michigan ha desarrollado un dispositivo una décima parte más pequeño que el de su rival IBM, de tan solo 0.3mm de largo y menor tamaño que un grano de arroz. Este nuevo dispositivo ha generado un debate entre las instituciones y la comunidad tecnológica sobre cuáles son los requisitos mínimos que deben existir para que un dispositivo se considere un ‘ordenador’.

Lo que ocurre con las recientes creaciones de IBM es que, en cuando su potencia cae, pierden todos sus datos y programación, a diferencia de los anteriores modelos en miniatura como el Michigan Micro Mote.

David Blaauw, quien lideró el desarrollo del nuevo sistema, afirma que “es cuestión de opinión si tienen los requisitos de funcionalidad mínimos” para considerarse ordenadores o no.

Desarrollo y propiedades

Además de la RAM y células fotovoltaicas, el dispositivo posee procesadores y transmisores y receptores inalámbricos. Al no poder tener una antena de radio convencional, los datos se reciben y transmiten a través de luz visible proporcionada por una estación base que proporciona potencia para la programación y recibe los datos generados. La luz de la estación base y el LED de transmisión del dispositivo inducen corrientes en los circuitos y alimentan el dispositivo, de embalaje transparente, a baja potencia.

Algunos de los problemas a los que tuvo que enfrentarse el equipo de Blaauw fueron inventar nuevas formas de diseñar el circuito de forma que fuese de baja potencia pero tolerase la luz y alcanzase los niveles de precisión deseados. El cambio de diodos, que pueden actuar como células solares, por condensadores conmutados fue una de las soluciones utilizadas durante el desarrollo.

¿Para qué podría utilizarse?

El dispositivo fue diseñado como un sensor de temperatura de alta precisión que convierte la temperatura en intervalos de tiempo definidos con pulsos eléctricos. Estos se medirían en un chip frente a un intervalo constante de la estación base y se convertirían de nuevo en temperaturas. El diseño de la Universidad de Michigan es capaz de medir temperaturas en regiones tan minúsculas como un grupo de células con un error de 0.1 grados Celsius. Con ellos se buscaba que el dispositivo tuviese aplicaciones directas en oncología.

De acuerdo con la propuesta del Profesor Gary Luker, ingeniero biomédico y colaborador en el proyecto, este ordenador podría ser utilizado para confirmar si las células tumorales poseen temperaturas más altas que los tejidos normales, como apuntan algunos estudios. De confirmarse, la diferencia de temperatura podría utilizarse para evaluar el éxito o fracaso del tratamiento. Además, un ordenador milimétrico podría tener aplicaciones en la diagnosis de glaucoma a través de la presión del ojo, estudios sobre cáncer, monitoreo de yacimientos de petróleo y de procesos bioquímicos o sistemas de vigilancia audiovisual.

Ajenos ya a lo que puedan aportar a otros campos, la comunidad científica tendrá que decidir si estos nuevos dispositivos cumplen los requisitos mínimos para ser considerados ‘ordenadores’ o el título de computadora más pequeña volverá a un modelo previo.

FUENTE: MUY INTERESANTE

Atrapan múltiples longitudes de ondas de luz en un solo chip

Científicos norteamericanos han conseguido atrapar múltiples longitudes de ondas de luz en un solo chip, abriendo así nuevas posibilidades a las comunicaciones ópticas. Por el momento, han logrado atrapar las ondas de luz que van desde el rojo al verde, pero el objetivo de estos investigadores es atrapar una longitud de onda más amplia, que abarque del rojo al azul. Quieren atrapar el arco iris entero, según explican. La luz viaja en general muy rápidamente, pero las estructuras que crean la banda ancha pueden reducirla de forma significativa, añaden. "Es como si se pudiera sostener la luz en una mano".

Uno de los retos que la comunidad científica aún no ha logrado superar es detener la luz por completo. Por ello, son muchos los investigadores que estudian los mecanismos que permitan captar ondas de luz y reducir su velocidad o incluso pararla totalmente.

Uno de estos investigadores es el joven ingeniero eléctrico Qiaoqiang Gan, de la Universidad de Buffalo de Nueva York, que trabaja desde hace años en esta línea con el objetivo de reducir las ondas de luz y conseguir así grandes avances en el campo de las comunicaciones ópticas, tal y como recoge este comunicado emitido por dicha universidad.

Junto con Gan, un equipo formado por los ingenieros eléctricos y químicos, Filibert Bertoli, Yongkang Gao, Yujie Ding, Kyle Wagner y Dmitri Vezenov, todos ellos de la Universidad de Lehigh, tratan de demostrar que todas las longitudes de ondas de luz se pueden ralentizar empleando un tipo de materiales que ellos mismos han desarrollado.

Estructuras capaces de frenar la luz

Según el comunicado emitido por la Universidad de Buffalo, la mayoría de los planteamientos anteriores habían señalado que la luz sólo se puede frenar sobre una gama estrecha de longitudes de ondas de luz. Pero Gan y su equipo han dado un paso adelante en este sentido, y mediante el desarrollo de una estructura metálica con ranuras en forma de rejilla han sido capaces de parar o detener las ondas de luz en un rango de longitud de onda muy amplia. De esta forma, han abierto la puerta a la posibilidad de controlar las ondas de luz en un chip.

Este logro, del que se hace eco Eurekalert, había sido previsto antes únicamente por estudios teóricos sobre metamateriales. Los resultados obtenidos resultan prometedores para la mejora del almacenaje de datos, del procesamiento de datos ópticos, de células solares y de sensores biométricos, entre otras tecnologías.

Por el momento, los científicos han logrado atrapar las ondas de luz que van desde el rojo al verde. “Ahora estamos concentrados en atrapar una longitud de onda más amplia, que abarque del rojo al azul. Queremos atrapar el arco iris entero”, avanza Gan.

El arco iris es un fenómeno óptico que presenta, en forma de arco de bandas concéntricas, los siete colores elementales, y que está causado por la refracción o reflexión de la luz solar en el agua pulverizada, generalmente perceptible en la lluvia.

Estos colores a los que se refiere la definición anterior son el rojo, el naranja, el amarillo, el verde, el azul, el añil y el violeta, y son producto de la descomposición de frecuencias de la luz.

Capaces de frenar la luz

Las estructuras desarrolladas por Gan y sus colaboradores en su estudio son capaces de atrapar múltiples longitudes de onda de la luz en un solo chip, mientras que los métodos convencionales sólo pueden atrapar una sola longitud de onda en una longitud de onda estrecha.

"La luz viaja en general muy rápidamente, pero las estructuras que crean la banda ancha pueden reducirla de forma significativa", dice Gan. "Es como si se pudiera sostener la luz en una mano."

En un artículo publicado por la revista PNAS, Gan explica que el objetivo final de sus investigaciones es lograr un gran avance en las comunicaciones ópticas de multiplexado, que es la transmisión de información (en cualquier forma) de más de una fuente a través de un mismo medio. Si estas comunicaciones se pueden producir en múltiples longitudes de onda, y los datos ópticos llegan a ser domesticados en longitudes de onda diferentes, se aumentaría el procesamiento y la capacidad de transmisión.

"Por el momento, el procesamiento de datos con las señales ópticas se ve limitado por la rapidez con que la señal puede ser interpretada", dice Gan. "Si la señal pudiera ser más lenta, se podría procesar más información sin necesidad de sobrecargar el sistema", asegura el investigador.

Chips plasmónicos

Esta ralentización se consigue con estructuras nanoplasmónicas, un tipo de material que actúa como freno ante las ondas de luz.

Gan y sus colegas crearon estas estructuras nanoplasmónicas haciendo surcos a tamaño nanométrico y a diferentes profundidades en superficies metálicas, lo que altera las propiedades de los materiales ópticos, explican los investigadores en PNAS.

Estos chips plasmónicos proporcionan la conexión crítica entre la nanoelectrónica y la fotónica, permitiendo a su vez que estos diferentes tipos de dispositivos se integren.

Las propiedades ópticas de las estructuras nanoplasmónicas permiten, según Gan y su equipo, que diferentes longitudes de onda de la luz puedan ser atrapadas en diferentes posiciones, permitiendo potencialmente el almacenamiento de datos ópticos y mejorando la óptica no lineal.

Además, también encontraron que debido a que las estructuras nanoplasmónicas desarrolladas pueden atrapar resonancias de la luz muy lentas, pueden hacerlo a temperatura ambiente, en lugar de a las temperaturas ultra frías que se requieren en las tecnologías convencionales.

Posibles aplicaciones en biomedicina

Reconocido en 2008 por el Ministerio de Educación del Gobierno chino con el premio a estudiantes sobresalientes auto-financiados en el extranjero y con varias patentes y múltiples artículos científicos publicados en diversas revistas científicas, los intereses de investigación de Gan incluyen la nanofotónica, la plasmónica y la biofotónica.

Durante los últimos tres años, el investigador ha pasado gran parte de su tiempo tratando de controlar el movimiento de ondas de luz mediante el uso de plasmones en superficie de películas de metal nanoestructurada, publica la Universidad de Lehigh.

Qiaoqiang Gan está explorando asimismo las aplicaciones de su trabajo tanto en el ámbito de las comunicaciones como en otros campos de la ciencia. Tanto es así, que está estudiando nuevas estructuras nanoplasmónicas que podrían ser de utilidad para investigar células biológicas y biomoléculas, cuyas aplicaciones se centran en el campo de los biosensores y la biomedicina.

Fuente: tendenciasd21