Biónica

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La biónica es la aplicación de soluciones biológicas a la técnica de los sistemas de arquitectura, diseño, ingeniería y tecnología moderna. Etimológicamente, la palabra viene del griego "bios"; que significa vida y el sufijo "´-ico" que significa "relativo a".

Asimismo, existe la ingeniería biónica que abarca varias disciplinas con el objetivo de concatenar (hacer trabajar juntos) sistemas biológicos y electrónicos, por ejemplo para crear prótesis activadas por los robots controlados por una señal biológica o también crear modelos artificiales de cosas que solo existen en la naturaleza, por ejemplo la visión artificial y la inteligencia artificial también llamada cibernética.

Se podría decir, la biónica es aquella rama de la cibernética que trata de simular el comportamiento de los seres vivos haciéndolos mejores en casi todas las ramas por medio de instrumentos mecánicos.

Los seres vivos son máquinas complejas, dotadas de una gran variedad de instrumentos de medición, de análisis, de recepción de estímulos y de reacción y respuesta, esto es gracias a los cinco sentidos que hemos desarrollado.Crear máquinas que se comporten como cerebros humanos, capacitadas para observar un comportamiento inteligente y aprender de él, es parte del campo de la investigación de la robótica y la inteligencia artificial (IA). Dentro de ese comportamiento inteligente se encuentran tanto las actividades relacionadas con el raciocinio, es decir, estrategia y planeamiento, como con la percepción y reconocimiento de imágenes, colores, sonidos, etc.

Campos de aplicación de la Biónica[editar]

Las aplicaciones son inmensas y no solo limitadas a ampliar nuestras capacidades sensoriales. A continuación se listan algunos campos de aplicación de la Biónica:

Medicina[editar]

Biónica aplicada a prótesis humanas.

Audiovisual[editar]

Gracias a la biónica, se ha podido llevar a cabo sistemas de adquisición, reproducción y compresión dentro del campo audiovisual, teniendo en cuenta las limitaciones de los sistemas auditivo y visual humanos.

Un claro ejemplo dentro del mundo de la adquisición son los micrófonos, los amplificadores, los altavoces que han sido diseñados de acuerdo con los rangos audibles por los humanos, es decir, de 20 Hz en 20KHz.

Como sistema de compresión de audio encontramos el MP3, que permite almacenar sonido a una calidad similar a la de un CD y con un índice de compresión muy elevado, del orden de 1:11. El sistema de codificación que utiliza el MP3 es un algoritmo de compresión con pérdida, es decir, el sonido original y lo que obtenemos no son idénticos. Eso se debe a que el MP3 aprovecha las deficiencias del oído humana y elimina toda aquella información que no es capaz de percibir.

Otro sistema de compresión, en este caso de imagen, es el JPEG en lo que la compresión se lleva a cabo, en gran parte, en el cromatismo ya que el sistema visual humano es mucho más sensible a la luminosidad que a los colores.

En el caso de los elementos de reproducción podemos mencionar el caso de las pantallas planas que se producen actualmente. Casi como todas las televisiones de tubo de color del pasado, poseen una proporción 1:1:1 de los tres elementos de color de rojo, verde y azul. Sin embargo, como los subpíxeles azules no ayudan casi nada en el ojo a la hora de resolver imágenes, la mayoría de estos píxeles se desprecian. Hay que decir que este sistema ha sido mejorado con los años haciendo las pantallas más eficientes.

Diseño de productos[editar]

Durante el último decenio, el oficio de diseñador ha aumentado considerablemente. Si nos fijamos en el caso de Leonardo Da Vinci, parece evidente que la biónica tendría que aportar al diseñador de hoy día este método de creatividad, de verificación de la validez de nuevas construcciones, una diversificación de las formas destinadas a unas funciones precisas. La relación forma-función es, sin lugar a dudas, el aspecto de la biónica que toca más particularmente el diseñador; y nos queremos referir al hecho que otros aspectos como los principios psicoquímicos del funcionamiento de algunos órganos sensoriales no los toca tan de cerca. Al contrario, una multitud de trabajos de biología tratan del doble aspecto de la relación forma-función: es el dominio de la morfología funcional. A causa de sus soluciones, a menudo inesperadas, la naturaleza esconde riquezas que los diseñadores estarían bien tentados de asimilar a sus diseños.

Deportes de Alto Rendimiento[editar]

Utilizando el concepto de Biónica al deporte ha sido posible crear simuladores y analizadores computarizados de las técnicas de los deportistas de alto rendimiento que permiten desde monitorizar sus signos vitales hasta llevar al análisis computacional y estadístico el movimiento de su cuerpo lo que le permite evaluar las zonas de oportunidad de mejora en sus técnicas para enfocar de manera correcta su entrenamiento.


Avance de la Biónica a través de la Historia[editar]

En 1960 Jack E. Steele decía que una vez descubierto el funcionamiento real de los sistemas Vivos, se podía materializar en los aparatos, Lo que podría dar a entender que Leonardo Da Vinci fue el primer Ingeniero Bionico, ya que estudio los principios de funcionamiento de los seres vivos para aplicarlos en el diseño de maquinas.

En el año 2000 Antes de Cristo Se registra la primera prótesis en una momia egipcia, la cual tenia un Cartucho sujeto al brazo.

En el año 218-208 A.C Durante la Segunda Guerra Púnica, El general romano Marcus Sergius fabrico la primera de hierro con la cual portaba su espada.

En el año 300 A.C Se fabrico La primera pierna artificial mas antigua construida de Madera y Bronce.

En el año 1400 Se construyo la mano de Alt-Ruppin construida en Hierro y consiste en un pulgar rígido y dos dedos flexibles.

En el año 1510-1590 El medico cirujano Francés Ambroise Paré desarrollo el primer brazo artificial Móvil a nivel de codo llamado Le Petit Lorraine, los dedos podían abrirse o cerrarse, también tenia una palanca por la cual el brazo podía realizar la flexión a nivel del codo.

En el Siglo XIX Se comienza a implementar el cuero, Polímeros y Madera para la Fabricación de prótesis, También se utilizaban los resortes que ayudan al desarrollo de mecanismos para elementos de transmisión de Fuerza.

En el Siglo XX El medico Francés Gripoulleau realizo varios accesorios como anillos, ganchos y diversos elementos metálicos que realizan trabajo de fuerza y precisión esto con el fin de que los amputados regresen a su vida laboral.

Desarrollo por países[editar]

La Biónica ha tenido un gran desarrollo en países como Alemania que cuenta con cursos titulados de ese mismo modo en distintas escuelas, Japón que tiene un gran desarrollo en Bio robots , Estados Unidos y Reino Unido.

En Latinoamérica y España se cuenta también con desarrollos de este tipo. Tenemos que en México se fundó la carrera de Ingeniería Biónica en la UPIITA (Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas) del IPN (Instituto Politécnico Nacional) en 1996 la cual ha rendido frutos en la creación de artefactos biónicos. Tal como se dio con el ingeniero Luis Armando Bravo Castillo, graduado del IPN, al realizar su prótesis de brazo. La cual funciona por medio de señales eléctricas que emite la piel después de realizar contracciones musculares. Así el paciente crea un código que le permite poder mover su brazo.

Posteriormente, dado el éxito obtenido en el IPN, la UPAEP (Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla) también implantó esta licenciatura unos años después. El ingeniero Alejandro Sosas Robles asesorado por el Dr. Alejandro Pedroza Meléndez diseñaron y fabricaron una prótesis transtibial. La cual está hecha con una interfaz de un electrodo aislado con fibra de carbono con un diseño totalmente nuevo y una forma diferente para captar la señal.

Véase también[editar]

Enlaces externos[editar]

Referencias[editar]