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Dr. Hugo A. Banda Gamboahbanda@ieee.org
Departamento de Informática y Ciencias de ComputaciónESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
Quito, 29 de Noviembre de 2007
Contenido
Introducción
Convergencia NBIC
Conclusión
Referencias
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Definiciones Básicas La nano ciencia involucra la investigación para descubrir
nuevos comportamientos y propiedades de materiales con dimensiones a escala nanométrica (1 a 100 nm).
La nano tecnología comprende las formas en las cuales los descubrimientos hechos a nivel nanométrico, son puestos a trabajar.
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La nano escala Los materiales presentan propiedades diferentes a escala
nano:
Mejor conducción del calor o de la electricidad.
Más fuertes.
Diferentes propiedades magnéticas.
Mejoran las propiedades de reflexión de la luz.
Cambio de colores a medida que cambian de tamaño.
Mayor superficie disponible para interacción con otros materiales.
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Materiales a Escala Nano en Nuestro Entorno Los científicos tratan de imitar los secretos de la
naturaleza para construir a escala nano y crear procesos y máquinas.
Los investigadores han logrado copiar la nano estructura de la hojas de loto para crear superficies repelentes de agua, que se utilizan para la fabricación de ropa a prueba de manchas, así como otras telas y materiales.
Nuestros cuerpos y los de otros animales usan materiales a escala nano, tales como proteínas y otras moléculas para controlar muchos sistemas y procesos internos.
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Materiales a Escala Nano en Nuestro Entorno
Vivimos rodeados de materiales a escala nano. Están en el humo, en la ceniza volcánica y en cualquier producto resultante de un proceso de combustión.
Muchos materiales empezaron a ser utilizados por el ser humano alrededor del siglo X. Con oro a escala nano se decoraba piezas de vidrio y de cerámica.
Pero tomó diez siglos más, antes de que se pudieran desarrollar microscopios de alto poder y equipo de precisión para permitir la visualización y la manipulación de materiales a escala nano.
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Nano Tecnología en Acción En los últimos 20 años, los científicos han logrado
dominar las técnicas para trabajar con nano materiales y lograr propiedades nunca antes visualizadas:
Vendas anti bacteriales para cubrir heridas, usan plata a escala nano.
Un polvo seco a escala nano puede neutralizar toxinas gaseosas o líquidas.
Baterías son fabricadas con nano materiales para proveer de más energía, más rápido, con menos pérdidas.
Fabricantes de cosméticos y de productos alimenticios están empleando ingredientes a escala para mejorar su efectividad.
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Nano Tecnología en Acción Pantallas solares recubiertas con dióxido de titanio u
oxido de zinc a escala nano son transparentes pero reflejan la luz ultravioleta .
Recubrimientos con materiales a escala nano agregan propiedades anti reflejo y resistencia al rayado a gafas, ventanas y espejos para vehículos.
En nano medicina, se están desarrollando nuevas formas para diagnosticar y tratar enfermedades. Estructuras especiales de nano partículas de oro han demostrado su capacidad para destruir calóricamente células no deseadas en nuestro organismo, como las células cancerígenas.
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Nano Tecnología en Acción Los dendrímeros son un tipo de nano estructura capaz de
detectar células enfermas, dosificar medicina, informar acerca de resultados de una terapia, etc.
Membranas hechas con nano tubos de carbón o de dióxido de titanio están siendo utilizadas para purificar, desalinizar el agua y neutralizar bacterias como la e-coli.
Materiales hechos a base de nano tubos de carbón han demostrado ser más fuertes con mucho menos peso por unidad de volumen que materiales tradicionales.
Baterías solares y transistores con nano materiales convierten y hacen uso eficiente de la energía.
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Impactos de la Nano Tecnología
Todas las tecnologías tienen impactos en nuestras vidas y junto con los beneficios pueden haber riesgos.
De acuerdo con los expertos, el riesgo involucra dos factores: peligro y exposición. Si no hay exposición aún los materiales peligrosos no implican peligro.
Muchos fondos también se destinan a la comprensión de los nano materiales y a la identificación de formas seguras de manipulación de los mismos.
Investigación se realiza a nivel gubernamental y privado para determinar la existencia de impactos no deseados por uso, reciclaje o desecho de nano materiales.
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Conocimiento NBICGrado de Conocimiento NBIC en la
Comunidad Científica Ecuatoriana
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Bueno
Poco
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Convergencia NBIC [1]
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Convergencia nano-bio-cogno-socio-tecno
Sistema Codificación Procesamiento Replicación
Nano Materia (Natural)
Átomos y Moléculas
De Universo a Átomos
Galaxia, sistemaplanetario
Bio Vida (Natural)
ADN De células a ecosistemas
Evolución
Cogno Pensamiento (Natural / Humano)
Cerebro Redes Neuronales
Evolución -Cultura
Socio Cultura (Humano)
Gente Organizaciones Evolución -Cultura
Tecno Tecnología (Humano)
Artefactos y Bits
Computadores Diseño -Fábricas
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Motivación y Difusión Estrategia nacional hacia la convergencia NBIC
Tecnologías convergentes y competitividad
Visión prospectiva de las tecnologías convergentes
Zonas de convergencia NBIC
Biomedicina en el futuro
Balance entre oportunidades e inversiones en NBIC
El impacto de NBIC en los negocios y en las economías del futuro
Coherencias y divergencias en las mega tendencias de la ciencia y la ingeniería
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Expansión del Conocimiento Humano y la Comunicación
Mejoramiento del desempeño humano (oportunidades y retos)
Mejoramiento del conocimiento y la comunicación humana mediante la ingeniería de sistemas de sensores
Nanotecnología en la arquitectura de las futuras redes de comunicación
Tecnologías convergentes en el conocimiento espacial
Tecnologías convergentes y el lenguaje visual
Mejora del desempeño humano cuando el computador no es una herramienta sino un compañero.
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Mejora de la Capacidad Física y Salud Humanas La nano-biotecnología y la extensión de la esperanza de
vida.
La conexión nano-bio y su implicación en el desempeño humano.
Terapia genética
Implicaciones del bio-informática.
Readecuación y sustitución sensorial.
Interacción cerebral.
Evolución cognitiva y desempeño humano.
La convergencia NBIC en las enfermedades, deficiencias e incapacidades.
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Mejora del Desempeño Humano:Marco Referencial Interno - Externo
Posición Relativa Áreas de Mejoramiento
Externa(Fuera del cuerpo, en el entorno)
Nuevos Productos.- Materiales, dispositivos y sistemas, agricultura, alimentos
Nuevos Agentes.- Cambios sociales, organizaciones, personas, robots, animales.
Nuevos Lugares.- Reales, virtuales, mixtos.
Nuevos Intermediarios.- Herramientas y artefactos
Externa(Fuera del cuerpo, colectiva)
Interacción y creatividad grupal mejoradaUnificación del aprendizaje científico y la educación
Externa(Fuera del cuerpo, personal)
Intermediarios.- Herramientas móviles, artefactos y prendas de vestir
Interna(Dentro del cuerpo, temporal)
Ingeribles.- Alimentos, medicinas.
Interna(Dentro del cuerpo, permanentes)
Órganos.- Implantes, sensores y efectores
Habilidades.- Aprendizaje, nuevos usos de lo viejo.
Genes.- Nuevas especies, desarrollo genético y celular
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Ampliación de la Productividad Grupal y Social
Tecnologías convergentes en el conocimiento, interacción y comunicación social.
Aplicaciones de la Ciencia Cognitiva para mejorar el desempeño humano.
Ingeniería de la Mente para mejorar la productividad humana.
Las tecnología convergentes y las ciencias ambientales
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Seguridad Nacional NBIC en la política y estrategias del Ministerio de Defensa
Nacional.
Investigación del impacto de las NBIC en la seguridad nacional.
La mejora del desempeño humano y la estrategia de seguridad nacional
NBIC en la defensa nacional: Detección, protección de amenazas químicas, biológicas, radiológicas y explosivas.
Impactos futuros de NBIC en la lucha contra el narcotráfico y el terrorismo.
Educación y entrenamiento militar avanzado.
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Unificación de Ciencia y Educación
Combinación de NBIC y sociedad
Amplitud, profundidad y sectores académicos en NBIC
Sistemas complejos y principios de unificación.
Las tecnologías convergentes y la visión de la materia.
Tecnologías convergentes y educación para el mejoramiento del desempeño humano.
Beneficios y riesgos potenciales de la convergencia NBIC.
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“La ciencia, el arte y las demás ramas de la cultura sirven en la medida que
ayuden a resolver problemas de la humanidad, a adecentar sus vidas, a
construir el azaroso orbe de la dignidad humana.
La inteligencia es nuestro gran recurso, nuestro gran riesgo y nuestra
gran esperanza”
José Antonio Marina. El Vuelo de la Inteligencia. Debolsillo, España, 2002.
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Conclusión
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1. Roco M. C. and Bainbridge W. S. Converging Technologies for Improving Human Performance. National Science Foundation, Arlington, Virginia, USA, Jun 2002.
2. Nordmann A. Converging Technologies – Shaping the Future of European Societies. European Communities, Report 2004.
Referencias
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Hugo A. Banda Gamboa
hbanda@ieee.org