El Watch Ultra de Apple, con su pantalla digital de 2000 nits y capacidades de GPS, está muy lejos de sus antepasados automáticos de la era de la Guerra Revolucionaria. ¿Qué tipo de maravillosas tecnologías montadas en el cuerpo podríamos ver dentro de cien años? En su nuevo libro, La guía del escéptico hacia el futuro, El Dr. Steven Novella (con la ayuda de sus hermanos, Bob y Jay Novella) examina la historia de los dispositivos portátiles y las tecnologías que les permiten extrapolar hacia dónde podrían conducir los nuevos avances en circuitos flexibles, conectividad inalámbrica y generación de energía termoeléctrica.
Editorial Gran Central
Extraído del libro La guía del futuro para los escépticos: lo que la ciencia y la ciencia ficción de ayer nos dicen sobre el mundo del mañana por el Dr. Steven Novella, con Bob Novella y Jay Novella. Copyright © 2022 por SGU Productions, Inc. Reimpreso con permiso de Grand Central Publishing. Reservados todos los derechos.
Tecnología que permite dispositivos portátiles
Como su nombre lo indica, la tecnología portátil es simplemente tecnología diseñada para ser usada, por lo que avanzará a medida que avance la tecnología en general. Por ejemplo, a medida que avanzaba la tecnología de cronometraje, también lo hizo el reloj de pulsera, lo que dio lugar a los relojes inteligentes de hoy. Hay ciertos avances que se prestan particularmente a la tecnología portátil. Uno de esos desarrollos es la miniaturización.
La capacidad de hacer que la tecnología sea más pequeña es una tendencia general que beneficia a los dispositivos ponibles al ampliar la cantidad de tecnologías que son lo suficientemente pequeñas como para llevarlas cómoda y cómodamente. A estas alturas, todos estamos familiarizados con la increíble miniaturización en la industria electrónica, y especialmente en la tecnología de chips de computadora. Los chips del tamaño de un sello postal ahora son más poderosos que las computadoras que habrían llenado habitaciones enteras en décadas anteriores.
Como lo demuestran las cámaras de alta calidad en un teléfono inteligente típico, la tecnología óptica ya se ha miniaturizado significativamente. Todavía hay investigaciones en curso sobre ópticas más pequeñas, utilizando metamateriales para producir teleobjetivos y lentes de zoom sin la necesidad de vidrios voluminosos.
«Nanotecnología» es ahora una palabra de moda colectiva para las máquinas que se construyen a escala microscópica (aunque técnicamente es mucho más pequeña aún) y, por supuesto, la nanotecnología tendrá implicaciones increíbles para los dispositivos portátiles.
También estamos en los albores de la electrónica flexible, también llamada «circuitos flexibles» y más colectivamente «tecnología flexible». Esto implica imprimir circuitos en un sustrato de plástico flexible, lo que permite una tecnología más suave que se mueve a medida que nos movemos. La tecnología flexible se puede incorporar más fácilmente a la ropa, incluso tejida en su tela. La llegada de materiales bidimensionales, como los nanotubos de carbono, que pueden formar la base de la electrónica y los circuitos, también son muy flexibles. Los circuitos orgánicos son otra tecnología más que permite que los circuitos estén hechos de material flexible, en lugar de simplemente imprimirse en material flexible.
Los circuitos también se pueden imprimir directamente sobre la piel, como un tatuaje, utilizando tintas conductoras que pueden actuar como sensores. Una empresa, Tech Tats, ya ofrece uno de esos tatuajes con fines de control médico. La tinta se imprime en las capas superiores de la piel, por lo que no son permanentes. Pueden monitorear cosas como la frecuencia cardíaca y comunicar esta información de forma inalámbrica a un teléfono inteligente.
Los dispositivos electrónicos portátiles tienen que ser alimentados. Ya existen pequeñas pilas para relojes, pero tienen una energía finita. Afortunadamente, se está desarrollando una gran cantidad de tecnologías que pueden recolectar pequeñas cantidades de energía del medio ambiente para alimentar dispositivos portátiles (además de dispositivos implantables y otros dispositivos electrónicos pequeños). Quizás el primer ejemplo de esto fue el reloj de cuerda automática, cuya primera evidencia proviene de 1776. El relojero suizo Abraham-Louis Perrelet desarrolló un reloj de bolsillo con un péndulo que le daría cuerda al reloj con el movimiento de caminar normal. Según se informa, tomó alrededor de quince minutos de caminata para estar completamente enrollado.
También hay formas de generar energía eléctrica que no son solo energía mecánica. En el medio ambiente existen cuatro tipos de energía ambiental: mecánica, térmica, radiante (p. ej., la luz del sol) y química. La tecnología piezoeléctrica, por ejemplo, convierte la tensión mecánica aplicada en corriente eléctrica. La fuerza mecánica puede provenir del impacto de su pie contra el suelo, o simplemente del movimiento de sus extremidades o incluso de la respiración. El cuarzo y el hueso son materiales piezoeléctricos, pero también se pueden fabricar como titanato de bario y titanato de circonato de plomo. Los dispositivos electrostáticos y electromagnéticos recolectan energía mecánica en forma de vibraciones.
Existen generadores termoeléctricos que pueden producir electricidad a partir de diferencias de temperatura. Como los humanos somos mamíferos de sangre caliente, se puede crear una cantidad significativa de electricidad a partir del calor residual que arrojamos constantemente. También hay generadores termoeléctricos que están hechos de material flexible, combinando tecnología flexible con recolección de energía. Esta tecnología se encuentra principalmente en la fase de prototipo en este momento. Por ejemplo, en 2021, los ingenieros publicaron el desarrollo de un generador termoeléctrico flexible hecho de un compuesto de aerogel y silicona con conductores de metal líquido incrustados, lo que resultó en un generador flexible que podría usarse en la muñeca y podría generar suficiente electricidad para alimentar un dispositivo pequeño.
La energía radiante ambiental en forma de luz solar se puede convertir en electricidad a través del efecto fotoeléctrico. Esta es la base de los paneles solares, pero también se pueden incorporar paneles solares pequeños y flexibles en dispositivos portátiles.
Todas estas tecnologías de recolección de energía también pueden funcionar como tecnología de detección: pueden detectar calor, luz, vibración o tensión mecánica y producir una señal en respuesta. Por lo tanto, los pequeños sensores autoalimentados pueden ser omnipresentes en nuestra tecnología.
El futuro de la tecnología portátil
La tecnología ya existe, o está en la cúspide, para tener sensores y dispositivos electrónicos pequeños, flexibles, autoalimentados y duraderos, incorporados con tecnología inalámbrica y tecnología digital miniaturizada avanzada. Por lo tanto, podemos convertir herramientas y dispositivos existentes en versiones portátiles, o utilizarlos para explorar nuevas opciones de tecnología portátil. También podemos incorporar cada vez más la tecnología digital en nuestra ropa, joyas y equipos portátiles. Esto significa que la tecnología portátil probablemente cambiará cada vez más de objetos pasivos a tecnología activa integrada en el resto de nuestras vidas digitales.
Aquí hay algunas aplicaciones obvias, aunque es difícil predecir lo que la gente encontrará útil, molesto o simplemente inútil. Los teléfonos inteligentes ya se han convertido en relojes inteligentes, o pueden emparejarse para una mayor funcionalidad. Google Glass es uno de los primeros intentos de incorporar tecnología informática en anteojos portátiles, y sabemos cómo ha sido recibido.
Si extrapolamos esta tecnología, una manifestación es que la ropa y el equipo que ya usamos se pueden convertir en dispositivos electrónicos que ya usamos, o se pueden mejorar con nuevas funciones que reemplazan o respaldan los dispositivos existentes.
Podemos, por ejemplo, seguir usando un teléfono inteligente como centro de nuestros dispositivos electrónicos portátiles. Quizás ese teléfono inteligente se conecte no solo a auriculares inalámbricos como ahora, sino también a un monitor inalámbrico integrado en anteojos o sensores que monitorean los signos vitales de salud o la actividad diaria. Potencialmente, el teléfono podría comunicarse con cualquier dispositivo del planeta, por lo que podría comunicarse automáticamente con el consultorio de su médico con respecto a cualquier cambio preocupante, o comunicarse con los servicios de emergencia si corresponde.
Las cámaras portátiles también podrían monitorear y grabar el entorno, no solo con fines de documentación, sino también para dirigir a las personas a los lugares o servicios deseados, o contactar a la policía si se está produciendo un crimen o un desastre.
A medida que nuestros electrodomésticos se vuelvan cada vez más parte de la “internet de las cosas”, nosotros también seremos parte de esa internet a través de lo que usamos, o lo que está impreso o implantado debajo de nuestra piel. Podríamos, en un sentido muy real, convertirnos en parte de nuestro hogar, oficina, lugar de trabajo o automóvil, como un todo tecnológico integrado.
Principalmente hemos estado considerando la vida cotidiana, pero también habrá tecnología portátil para ocupaciones y situaciones especiales. Una versión extrema de esto son los exotrajes para aplicaciones industriales o militares. Piense en Iron Man, aunque ese nivel de tecnología actualmente es fantasía. No existe una fuente de energía portátil que pueda igualar el reactor de arco de Iron Man, y no parece haber ningún lugar para almacenar las enormes cantidades de propulsor necesarias para volar como lo hace.
Las versiones más realistas de los exotrajes industriales ya son una realidad y solo mejorarán. Una mejor analogía de ciencia ficción podría ser el exo-traje cargador usado por Ripley en extraterrestres. Los exotrajes metálicos motorizados para trabajadores de la construcción han estado en desarrollo durante décadas. El primer ejemplo es el Hardiman, desarrollado por General Electric entre 1965 y 1971. Ese proyecto esencialmente fracasó y el Hardiman nunca se usó, pero desde entonces el desarrollo ha continuado. Las aplicaciones han sido en su mayoría médicas, como ayudar a las personas con parálisis a caminar. Los usos industriales aún son mínimos y aún no incluyen trajes de cuerpo entero. Sin embargo, en teoría, estos trajes pueden mejorar en gran medida la fuerza de los trabajadores, lo que les permite transportar cargas pesadas. También podrían incorporar herramientas que normalmente usarían, como remachadoras y soldadoras.
Las aplicaciones militares para exotrajes motorizados probablemente incluirían armaduras, ayudas visuales como gafas infrarrojas o de visión nocturna, armas y sistemas de orientación, y comunicaciones. Dichos exotrajes podrían convertir a un solo soldado no solo en infantería mejorada, sino también en un tanque, artillería, comunicaciones, médico y mula para suministros.
El desarrollo militar también podría impulsar la tecnología para protocolos médicos de emergencia integrados. Un traje podría aplicar presión automáticamente a una herida para reducir el sangrado. Ya existen pantalones de presión que previenen el shock ayudando a mantener la presión arterial. Una tecnología más ambiciosa podría inyectar automáticamente drogas para contrarrestar la guerra química, aumentar la presión arterial, reducir el dolor o prevenir infecciones. Estos podrían ser controlados por la IA a bordo o de forma remota por un médico del campo de batalla que esté monitoreando a los soldados bajo su vigilancia y tomando medidas de forma remota a través de sus trajes.
Una vez que este tipo de tecnología madure, puede filtrarse a aplicaciones civiles. Alguien con alergias potencialmente mortales podría llevar epinefrina para inyectarse, o podría usar un autoinyector que las dosificará según sea necesario, o ser activado de forma remota por un médico de emergencia.
Todo lo discutido hasta ahora es una extrapolación de la tecnología existente, y estas aplicaciones más maduras son factibles dentro de unos cincuenta años. ¿Qué pasa con el futuro lejano? Aquí es probablemente donde entra en juego la nanotecnología. Imagínese usar un nanotraje que se ajusta como una segunda piel pero que está hecho de material programable y reconfigurable. Puede formar cualquier objeto físico mundano que pueda necesitar, a pedido. Esencialmente, el traje sería cada herramienta que se haya fabricado.
También puede cambiar su moda a pedido. Pase de informal por la mañana a informal de negocios para una reunión y luego formal para una cena sin tener que cambiarse de ropa. Más allá de la mera moda, esto podría ser un cosplay programable: ¿quieres ser un pirata o un hombre lobo? Más prácticamente, una nanopiel de este tipo podría estar bien ventilada cuando hace calor y luego hincharse para un buen aislamiento cuando hace frío. De hecho, podría ajustar automáticamente la temperatura de su piel para una máxima comodidad.
Dicho material puede ser suave y cómodo, pero se amontona y se vuelve duro cuando encuentra fuerza, funcionando esencialmente como una armadura altamente efectiva. Si está lesionado, podría detener el sangrado, mantener la presión e incluso realizar compresiones torácicas si es necesario. De hecho, una vez que se adopte ampliamente una segunda piel de este tipo, la vida sin ella puede volverse rápidamente inimaginable y aterradora.
La tecnología portátil puede convertirse en lo último en tecnología pequeña o portátil debido a la conveniencia y eficacia de poder llevarla con nosotros. Como se muestra, muchas de las tecnologías que estamos discutiendo podrían converger en tecnología portátil, lo cual es un buen recordatorio de que cuando tratamos de imaginar el futuro, no podemos simplemente extrapolar una tecnología, sino que debemos considerar cómo interactuarán todas las tecnologías. Es posible que estemos fabricando nuestros dispositivos portátiles con materiales 2D, impulsados por inteligencia artificial y tecnología robótica, con una interfaz cerebro-máquina que usamos para la realidad virtual. También es posible que estemos creando prendas personalizadas con fabricación aditiva, utilizando nuestra impresora 3D doméstica.
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