Un ‘ángulo mágico’ dota al grafeno de nuevas propiedades extraordinarias
Un ‘ángulo mágico’ dota al grafeno de nuevas propiedades extraordinarias
Investigadores del
Instituto de Ciencias Fotónicas han descubierto que la disposición del
grafeno en dos capas superpuestas y rotadas 1,1 grados ofrece muchos más
estados superconductores y correlacionados que los descritos hasta
ahora, además de toda una nueva gama de estados magnéticos y
topológicos. El estudio abre el camino hacia la física desconocida que
parece estar detrás de estos fenómenos.
Ilustración del grafeno bicapa rotado y la multitud de diferentes estados de la materia descubiertos. / ICFO / F. Vialla
Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) informaron el año pasado de un hallazgo sorprendente con el grafeno: simplemente girando dos capas de este material una encima de la otra con un ángulo de 1,1 grados (el llamado ángulo mágico) se comportaba como un superconductor en el que fluyen las corrientes eléctricas sin resistencia.
Un nuevo dispositivo permite observar gran cantidad de estados
superconductores, magnéticos y topológicos del grafeno girado con el
ángulo mágico de 1,1º
Además, esta configuración siempre estaba acompañada de enigmáticas fases aislantes correlacionadas, como lo que se observa en los también misteriosos superconductores de cuprato (un material cerámico) de alta temperatura.
Ahora, investigadores de Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) en Barcelona han logrado mejorar enormemente la calidad del dispositivo que lleva el grafeno con esta configuración, y al hacerlo, se han topado con algo aún más grande y totalmente inesperado.
Los autores, que publican su estudio en Nature, pudieron observar una gran cantidad de estados superconductores y correlacionados desconocidos, además de un conjunto inédito de estados magnéticos y topológicos, abriendo un camino hacia una física completamente nueva y más rica.
La superconductividad a temperatura ambiente es la clave para muchos objetivos tecnológicos,
como la transmisión eficiente de energía, trenes sin fricción o incluso
ordenadores cuánticos, entre otros. Cuando se descubrió hace más de 100
años, la superconductividad solo era plausible en materiales enfriados a
temperaturas cercanas al cero absoluto.
Esquema del grafeno bicapa rotado al ángulo mágico encapsulado por nitrito de boro hexagonal. / ICFO / X. Lu
Más tarde, a fines de los años 80, los científicos descubrieron superconductores de alta temperatura utilizando los cupratos.
A pesar de la dificultad de construir superconductores y la necesidad
de aplicar condiciones extremas (campos magnéticos muy fuertes) para
estudiar el material, este campo despegó como un santo grial entre los
científicos.
Desde el año pasado, la emoción de las investigaciones ha aumentado. Las dobles monocapas de carbono han cautivado a los científicos porque, a diferencia de los cupratos, su simplicidad estructural se ha convertido en una excelente plataforma para explorar la compleja física de la superconductividad.
En su experimento, los científicos del ICFO utilizaron la llamada técnica de ensamblaje de van der Waals de ‘pelar y apilar’ (tear and stack) para fabricar las dos monocapas de grafeno apiladas y rotadas con el ángulo mágico. Luego emplearon un proceso de limpieza mecánica para eliminar las impurezas y liberar la tensión local. Así pudieron obtener bicapas de grafeno rotadas extremadamente limpias y con menor desorden, resolviendo una multitud de frágiles efectos de interacción.
Los investigadores Xiaobo Lu (izquierda) y Dmitri Efetov (derecha) manipulando la configuración experimental. / ICFO
Al cambiar la densidad del portador de carga eléctrica dentro del dispositivo con un condensador cercano vieron que el material podía ajustarse para que se comportara como un aislante, como un superconductor, o incluso un imán orbital exótico con textura topológica en una fase nunca antes observada.
El dispositivo entró en un estado superconductor para densidades más bajas, un avance completamente nuevo
Lo que es aún más sorprendente es el hecho de que el dispositivo entró en un estado superconductor para densidades más bajas, un avance jamás publicado para cualquier superconductor y completamente nuevo en el campo.
Xiaobo
Lu, investigador del ICFO y primer autor del estudio, está entusiasmado
con los resultados: “Para nuestra sorpresa, observamos que el sistema parecía competir entre muchos estados nuevos”.
“Al ajustar la densidad del portador dentro de las dos bandas de moiré planas más bajas –explica–, el
sistema mostró alternativamente estados correlacionados y
superconductividad, junto con magnetismo exótico y topología de banda.
También notamos que estos estados eran muy sensibles a la calidad del
dispositivo, es decir, la precisión y la homogeneidad del ángulo de giro
entre dos hojas de capas de grafeno”.
Dispositivo con la estructura de grafeno bicapa rotada en la región
central negra en el cuadrado y colocado sobre la pieza que luego se
ajusta al setup experimental. / ICFO
Por último, los investigadores también pudieron aumentar la temperatura de transición superconductora a más de 3 kelvin, alcanzando valores récord el doble de altos que en los estudios previamente publicados para dispositivos de grafeno con ángulo mágico.
El grafeno se convierte así en una herramienta que permite el acceso a una nueva física compleja y excepcionalmente rica
Como comenta el profesor Dmitri Efetov del ICFO, “nunca esperamos ver tantos estados diferentes simplemente ajustando la puerta electrónica.
Ha sido totalmente inesperado. Por primera vez, podemos profundizar en
el mundo microscópico y manipular los sistemas para ver qué sucede,
además de comenzar a comprender y encontrar modelos que puedan
explicarlo”.
Según los autores, lo excepcional de este enfoque es
que el grafeno –un material que generalmente es pobre en fenómenos de
electrones que interactúan fuertemente– ha sido ahora la herramienta que permite el acceso a esta física compleja y excepcionalmente rica.
Hasta el momento, no existe una teoría que pueda explicar la superconductividad en el ángulo mágico del grafeno a nivel microscópico, sin embargo, con este nuevo descubrimiento, ha surgido una nueva oportunidad para revelar su origen.
Además
de Lu y Efetov, en este estudio han participado los investigadores del
ICFO Petr Stepanov, Mohammed Ali Aamir, Ipsita Das y Adrian Bachtold, en
colaboración con un grupo interdisciplinar de la Universidad de Texas
en Austin (EE UU), la Academia de Ciencias de China y el Instituto
Nacional de Ciencia de Materiales de Japón.
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La batería que puede cargar coches eléctricos en solo diez minutos
Un
grupo de ingenieros ha diseñado un modelo a pequeña escala que podría
solucionar los problemas de falta de autonomía de estos vehículos
El coche eléctrico es una opción cada vez más a tener en cuenta para muchos conductores (omada / Getty)
Redacción
Las personas con un coche eléctrico pronto podrán poner su vehículo a cargar
y, en diez minutos, continuar conduciendo con la batería completamente
llena. Así lo afirma un grupo de ingenieros que ha desarrollado una
nueva batería de ion de litio que, gracias a su carga a altas temperaturas, es capaz de hacerlo en diez minutos y permite una autonomía de 300 kilómetros.
El nuevo prototipo permitirá solucionar el miedo de los conductores
a quedarse sin batería en una situación en la que no se disponga de un
lugar o tiempo para recargarla. El trabajo se presenta hoy en la revista
Joule.
Ilustración de la batería de carga rápida diseñada por el grupo de Chao-Yang Wang
(Chao-Yang Wang)
Las baterías de litio se degradan rápidamente y no son tan
eficientes si se cargan por debajo de los diez grados centígrados ya que
los iones de litio pasan de su parte positiva a la negativa a picos y
no de forma suave. Cargar a más altas temperaturas puede aumentar su
eficiencia. Pero largos periodos de calor también degradan las baterías.
Chao-Yang Wang, ingeniero mecánico en la Universidad Estatal de
Pensilvania, y su equipo se dieron cuenta de que si conseguían cargar a
60 grados durante solo diez minutos para rápidamente bajar la
temperatura, los picos de litio no se formarían y la degradación debida
al calor tampoco ocurriría.
“Además de la carga rápida, este diseño permite limitar el tiempo de
exposición de la batería a elevadas cargas de temperatura aumentando su
ciclo de vida”, dijo Wang en un comunicado. Según el ingeniero, la vida
de la batería podría llegar a los 2.500 ciclos de carga, el equivalente
a más de 800.000 kilómetros de viaje.
A 60 grados
Las baterías de litio se
degradan rápidamente si se cargan por debajo de los diez grados, en
cambio cargar a más altas temperaturas puede aumentar su eficiencia
La clave para limitar el tiempo era conseguir que se
calentara muy rápido, de lo contrario la batería permanecería a altas
temperaturas durante muchos minutos. Para lograr tal cometido, el equipo
de ingenieros equipó a una batería de ion de litio con una estructura
de níquel capaz de calentarse en menos de 30 segundos.
El rápido enfriamiento de la batería podía realizarse usando el
sistema de refrigeración del coche, según explicó Wang. Los
investigadores observaron que una alta carga de temperatura reduce de
forma impresionante el frío necesario para mantener la batería a su
temperatura inicial.
“De cara al futuro es esencial asumir esta tendencia a cargar los
vehículos eléctricos en 10 minutos porque resuelve el problema de la
ansiedad de los conductores ante la falta de autonomía”, dijo Wang.
Los investigadores apuntaron que se trata de un diseño completamente
reproducible a escala porque está basado en electrodos industrialmente
disponibles.
La economía circular se impondrá no sólo por ser más justa y limpia, sino también por cómoda y útil.
James Close,dirige el programa de economía circular de la ciudad de Londres
Tengo 54 años y durante 5 he dirigido la lucha contra el cambio
climático en el Banco Mundial: avanzamos porque millones de personas nos
presionan. La economía circular se impondrá no sólo por ser más justa y
limpia, sino también por cómoda y útil. Colaboro con Palau Macaya-La
Caixa
“¿Cuántas cosas necesita usted poseer para poder usarlas?”
Basta con saber elegir
Compartiremos vehículos, viviendas y todo
cuanto hoy sólo podemos usar tras tener que comprarlo. Y lo haremos,
dice Close, porque será más barato, útil y cómodo compartirlo que
poseerlo. Utilizaremos energía renovable y limpia, porque, además será
la opción más segura y fácil. Una y otra vez, este precursor de la
economía circular insiste en responder a los por qué preferiremos
compartirlo todo con un “¡Utilidad! Lo haremos, porque será más fiable y
fácil y menos caro. Y, además, al diseñar la producción y el consumo en
economía circular será más limpio y sostenible”. Ni impuestos, ni
multas: para mejorar nuestras vidas bastará, asegura, con saber elegir
lo más cómodo. Pues, ojalá,
James.
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Qué es la economía circular?
Producir y consumir de forma que se malgasten menos recursos y se generen menos desechos.
¿Para qué?
Para salvar el planeta y frenar el
cambio climático, pero no sólo. Al optimizar nuestra economía y modo de
vida, mejoraremos, también, el modo en que nos relacionamos con el medio
ambiente y entre nosotros.
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¿Cómo?
Si repensamos el modo en que producimos,
compramos, poseemos y utilizamos casas, coches, motos, todo tipo de
bienes y servicios o alimentos también podemos lograr que nuestras
relaciones con la naturaleza sean más sostenibles y las que tenemos con
los demás humanos sean más justas.
Por ejemplo.
¿Sabe
cuánta comida se tira a la basura en su casa, en su edificio, en su
barrio? ¿Por qué malgastamos toneladas de combustible, abonos y millones
de euros y de horas de trabajo en ellos si podríamos producir y tirar
muchas menos? ¿Tiene usted coche?
Es mío, pero apenas lo uso.
¿Lo
ve? Contaminó para ser producido y hoy pierde valor cada día en un
parking o ocupa espacio en la calle: de eso le hablo. La tecnología nos
permite hoy que usted use un coche apropiado para ese uso el día que lo
necesite. O una moto o una bicicleta´o un patinete o un barco o el medio
de transporte que prefiera: ¿Cuántas cosas necesita usted poseer para
poder usarlas?
¿Y el placer de usar mi propio coche?
Es
un incentivo para algunos, desde luego, pero el uso compartido nos
acabará convenciendo de que es mejor compartir: no porque prohibamos o
multemos lo contrario o hagamos pagar muchos más impuestos, sino porque
compartir es más funcional, rentable, seguro y práctico.
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¿Tiene cifras?
En
Londres el 45% de las emisiones contaminantes provienen del uso de
vehículos privados, pero podríamos reducirlas enormemente con coches
eléctricos compartidos. Y la gente los preferirá porque son más
silenciosos, cómodos y funcionales.
También son más caros y no hay suficientes enchufes en carretera para recargarlos.
Tiempo al tiempo: lo importante es que usted sea consciente de que conseguiremos que sean más baratos y eficientes.
¿Por qué?
Porque
los políticos querrán ganarse nuestros votos y encargarán a los
tecnócratas que encuentren la manera rápida de optimizarlos.
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¿Qué contamina más después del coche?
La
producción de alimentos en el planeta genera el 25% de las emisiones
globales de CO2. Para servir el consumo mensual de carne de un
londinense hay que contaminar tanto como para volar de Londres a Nueva
York. Pero lo peor es que toneladas de esa carne acaban en la basura por
causas evitables si se planificara mejor.
¿Qué hacer para volar sin contaminar?
Hay tecnologías ya en desarrollo. ¿Conoce a Bernard Picard y su avión eléctrico?
Lo entrevisté aquí en La Contra .
Pues
dio la vuelta al mundo en ese avión de emisiones cero. Pero mientras lo
desarrollamos para todos tenemos que plantar árboles que compensen las
emisiones de los vuelos.Y ya hay billones invertidos en aviones limpios.
-
¿Por qué invertir en ellos?
Porque
además de ser más limpios, serán más eficientes y cómodos. Las
respuestas de la economía circular una y otra vez se resumen en una
razón: sus soluciones no son sólo las más sostenibles, sino las más
prácticas. Elegirá compartir un coche eléctrico, porque es más cómodo y
funcional. ¿Por qué usa un móvil?
A menudo me lo pregunto.
Porque
es más útil que el teléfono fijo. Por eso el coche sustituyó al caballo
y el ordenador a la máquina de escribir. Y por eso, iremos creando una
economía circular: no sólo por más justa y sostenible, también por más
útil y eficiente.
-
¿Cómo cree que lo conseguirán?
Inversión
pública y privada. La financiación pública de la investigación
tecnológica es la clave. Y cuando digo pública también hablo de
filántropos como Bill Gates. Está invirtiendo miles de millones en
energía solar. Igual que el Banco Mundial, para el que trabajé, invierte
en energía limpia, por ejemplo, en Zambia.
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¿Esas inversiones no llevarán décadas?
Esa
inversión pública crecerá más y a más por la misma razón por la que la
tecnología hará posible la economía circular: porque la gente, millones
de personas, lo piden.
¿Cómo lo sabe?
Millones de
personas, por ejemplo, exigen ya alternativas al plástico. Muchos
jóvenes. Los jóvenes son magníficos: saben que vivirán un siglo y no
quieren que el planeta viva menos que ellos. Nos empujarán.
-
¿Dónde está la solución limpia, justa y eficiente para la escasez de vivienda?
La
habrá porque el mercado se recalibrará si lo regulamos con acierto.
Ahora los propietarios están deslumbrados por el fenómeno de Airbnb,
pero aterrizarán.
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No veo a Boris Johnson en esa tesitura.
Queremos
que la economía circular sea de la gente y los tecnócratas la harán
posible; no sólo será de los partidos y los políticos. Dejemos que los
expertos hagan su trabajo. Y cuando lo hagan, la gente, cada uno de
nosotros, también sabrá decidir qué es lo que más le conviene, porque
será lo más limpio y útil.
Schweizer entwickeln Wasserstoff-Tankstelle für zu Hause
Die Brennstoffzelle gilt als
Traumantrieb für Autos der Zukunft. Emissionsfrei und ohne eingeschnürte
Reichweite. Mit einer neuen Technik könnten Haushalte den benötigten
Kraftstoff selbst herstellen und speichern.
Die Wasserstoff-Brennstoffzelle gilt neben Batterien als eine
Schlüsseltechnologie für schadstofffreie Mobilität. Doch bislang mangelt
es in Deutschland an Wasserstofftankstellen. Wissenschaftler der
Polytechnischen Hochschule Lausanne haben jetzt ein System von der Größe eines Kühlschranks
entwickelt, mit dem auch Privatpersonen ihren eigenen Wasserstoff
herstellen können. Das System benötigt lediglich Wasser und Strom für
die Spaltung von Wasser- und Sauerstoff. Die notwendige und
normalerweise stromfressende Komprimierung des Wasserstoffs erfolgt
durch Wärmezufuhr. Erste Prototypen werden derzeit in der Praxis
getestet.
Emanuel M. Schwermer/ Getty Images
Wasserstoff ist nicht nur interessant für den Verkehr, er könnte auch als Langzeitspeicher für Solar- und Windenergie dienen
Das Gerät, das emissionsfreier Mobilität zum Durchbruch verhelfen
soll, ist groß wie ein Kühlschrank und verwandelt die heimische Garage
in eine Öko-Zapfanlage. Die Mini-Tankstelle für Wasserstoff
wurde von Wissenschaftlern der Polytechnischen Hochschule im
schweizerischen Lausanne (EPFL) entwickelt und soll eines Tages
Hausbesitzern ermöglichen, das energiereiche Gas nicht nur zu speichern,
sondern gleich auch selbst zu produzieren.
Wasserstoff hat viele Voraussetzungen für ein Traumgemisch der Energiewende:
Gewonnen wird er in einem Elektrolyseur, der Wasser (H2O) unter Strom
setzt, sodass sich Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O) voneinander
trennen. In einem zweiten Schritt lässt sich der Wasserstoff zu
synthetischem Erdgas, Benzin, Diesel oder Kerosin verarbeiten und ist
damit vielseitig einsetzbar. Brennstoffzellen-Fahrzeuge fahren mit
reinem Wasserstoff völlig schadstofffrei und klimaneutral,
wenn er per Elektrolyse mit Wind- oder Solarstrom erzeugt wird. Bezogen
auf das Gewicht, enthält er fast drei Mal mehr Energie als Benzin,
Autos trägt eine Tankfüllung daher mehrere hundert Kilometer weit. Und Wind- und Solarstrom lässt sich in ihm fast unbegrenzt lange speichern, ohne dass Energie verloren geht.
Wenn da nur nicht seine extrem geringe Dichte wäre. Gasförmiger
Wasserstoff nimmt viel Raum ein - ein Kilogramm hat ein Volumen von etwa
zwölf Kubikmetern. Um ihn speichern, transportieren und tanken zu
können, muss er stark komprimiert oder verflüssigt werden. Das ist sehr
aufwendig und verbraucht eine Menge Strom.
Mit ihrer Neuentwicklung wollen die Forscher aus der Schweiz nun
ein Problem lösen, das derzeit auch die Elektromobilität ausbremst: Die
fehlende Ladeinfrastruktur. Derzeit gibt es deutschlandweit gerade
einmal rund 90 Wasserstoff-Tankstellen. Damit sich die Technologie
durchsetzt, sind nach Schätzungen des Beratungsunternehmens Ernst &
Young bundesweit jedoch mindestens 1000 Tankstellen nötig.
Schon wenige hundert private Keller-Tankstellen können da schnell einen
großen Unterschied machen. "Unser System hat die Größe eines
Kühlschranks", sagt Professor Andreas Züttel vom EPFL-Materiallabor für
erneuerbare Energien. "Privatpersonen können sich damit eine eigene,
kleine Tankstelle bauen."
Tankstelle von der Größe eines Kühlschranks
Herzstück des neu entwickelten Systems ist ein Metallhydrid, das die
Wasserstoffmoleküle wie ein Schwamm aufnimmt. "Wenn man Wärme zuführt,
erhöht sich der Gasdruck im Speicher. Damit komprimieren wir den
Wasserstoff", erklärt Züttel.
Auf diese Weise lässt sich genau das Druckniveau herstellen, das
für das Betanken der Fahrzeuge nötig ist. Dabei nimmt der Druck mit
steigender Temperatur - zugeführt durch einen Heizkessel - exponentiell
zu. Strom ist für das Speichern und Verdichten nicht notwendig. Ein
Elektrolyseur sorgt für steten Wasserstoff-Nachschub. Die Anlagen
benötigen lediglich Strom und Wasser. Den Strom für die Elektrolyse
können die Bewohner mit einer Photovoltaik-Anlage auf ihrem Dach
erzeugen.
Bis das System auf den Markt kommt, wird es aber noch ein wenig
dauern. Das Forscherteam hat zusammen mit Partnern Prototypen erstellt,
die jetzt in der Praxis getestet werden.
Langzeitspeicher für Wind- und Solarenergie
Der Wasserstoff-Speicher ist nicht nur interessant für den Verkehr,
meinen die EPFL-Experten. Er könnte auch als Langzeitspeicher für Solar- und Windenergie dienen.
So wollen die Schweizer Wissenschaftler ihren Speicher auch mit
Brennstoffzellen-Heizungen koppeln, wie sie etwa Viessmann oder die
Bosch-Tochter Buderus anbieten. Solche Anlagen gewinnen den nötigen
Wasserstoff heute aus Erdgas. Klimafreundlich ist das nicht.
Das ändert sich, wenn den Wasserstoff ein Elektrolyseur liefert,
der mit Strom aus einer Photovoltaik-Anlage auf dem Hausdach betrieben
wird. Hausbesitzer könnten mit der Sommersonne Wasserstoff auf Vorrat
produzieren und ihn dann so lange im Speicher lagern, bis die Tage
kälter werden.
"Im Gegensatz zu Batteriespeichern kommt es dabei im Laufe der Zeit
zu keinerlei Selbstentladung. Das System ist geschlossen, kein
Wasserstoff geht verloren", sagt EPFL-Forscher Züttel.
Zugleich vermeidet die Elektrolyse mögliche Engpässe in den Netzen, die entstehen, wenn bei viel Sonnenschein große Mengen an Solarstrom in die Leitungen strömen.
"Haushalte bringen nicht die Masse"
Michael Sterner, Professor für Energiespeicher und -systeme an der
Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH), ist von diesem
Konzept allerdings weniger überzeugt. "Um die Pariser Klimaziele zu
erreichen, brauchen wir eine Wasserstoffwirtschaft im industriellen
Maßstab, beispielsweise in Raffinerien oder in der Stahlindustrie. Haushalte sind da leider nur 'Liebhaberei' und bringen nicht die Masse", sagt der Wissenschaftler.
Zudem seien Elektrolyseure für den privaten Gebrauch enorm teuer.
"Das ist nur etwas für Menschen, die bereit sind, dafür mehrere
zehntausend Euro auf den Tisch zu legen", erklärt Sterner. Auch die
Kosten für die Speicher werden hoch sein, da sie, zumindest anfangs,
weitgehend per Hand hergestellt werden müssen.
Profesor de Direcciónde Operaciones, Innovación y ‘Data Sciences’ en Esade (URL)
Heisenberg fue un físico alemán que postuló el famoso
“principio de la incertidumbre”: jamás se puede saber con exactitud la
posición de una partícula, pues el simple hecho de observarla altera esa
posición. En la transformación digital pasa algo parecido: jamás
podremos transformarnos porque, una vez escogidas unas tecnologías y
finalizado el proceso, la realidad tecnológica será otra, y
necesitaremos una nueva transformación. El concepto de “transformación”
digital no es correcto. No se produce una transformación en tres meses,
ni hay pastillas de transformación instantánea. Hay organizaciones que,
por su idiosincrasia, cultura y activos, no se transformarán jamás.
Según McKinsey, menos del 30% de los proyectos de transformación digital
triunfan. La transformación es, en realidad, un proceso continuo de
coevolución tecnológica.
Es evidente que todo proceso de transformación requiere una
cultura del cambio. Pero una transformación tecnológica no es sólo un
cambio cultural. Según el mismo informe de McKinsey, las organizaciones
con mejores resultados en la transformación absorben y despliegan
tecnologías con mayor eficiencia. Entre ellas: big data ,
inteligencia artificial, robótica, internet de las cosas, realidad
aumentada o impresión 3D. Sí, esto va de tecnología. Hace justo 80 años,
en el otoño de 1939, la caballería polaca, con gran sentido
corporativo, abnegación y coraje, se lanzó contra los tanques alemanes.
Pero no tenían nada que hacer: los Panzer eran tecnológicamente
superiores a los caballos (en órdenes de magnitud), por más cultura
corporativa, disciplina y trabajo en equipo que tuvieran los jinetes
polacos. De hecho, la historia no es sólo el estudio del pasado. Es el
estudio del cambio tecnológico: de cómo sucesivas civilizaciones han
desarrollado tecnologías estratégicas que las hicieron prevalecer y
sustituir a otras. Desde la agricultura hasta la rueda, el arco y la
flecha, los galeones, la pólvora, la imprenta, la máquina de vapor, la
producción en masa o los semiconductores. Quien domine la tecnología
dominará el campo de juego. En un mundo digitalizado, quien sea
excelente en la gestión de la tecnología dispondrá de ventajas
competitivas únicas, podrá producir y distribuir con rendimientos informacionales crecientes
y a coste marginal nulo. Empresas con tecnologías disruptivas
sustituyen sistemáticamente a magníficas empresas que se han quedado
tecnológicamente obsoletas. Muchas transformaciones digitales han
fracasado porque jamás se ha llegado al epicentro crítico del problema:
la tecnología (o se ha dejado para el final como un mal menor). Es
cierto que los factores habilitadores son elementos soft (establecer
un relato adecuado, una comunicación trasversal, un sentido de
urgencia, unos incentivos al cambio, un espíritu de colaboración y unos
objetivos claros). Pero crear un contexto de cambio no es suficiente.
Hay que ejecutar el cambio, y hay que hacerlo con éxito.
El cambio
La historia no es sólo el
estudio del pasado;es el estudiodel cambio tecnológico y de cómo lo han
desarrollado las civilizaciones
shuoshu / Getty
(Getty)
El problema es que no existe una metodología válida y
contrastada para la llamada “transformación digital”. Esta recoge tres
principios estratégicos. El primero es el ya comentado de la
coevolución. Jack Welch dijo que “si el ritmo de cambio del entorno es
superior al de la empresa, el final está a la vista”. Y hoy, en plena
revolución digital, la tecnología se mueve en progresión geométrica. Así
que la transformación no es un esprint, sino una inacabable carrera de
fondo tras la ley de Moore donde constantemente se deben tomar
decisiones estratégicas de selección, absorción y escalado de nuevas
tecnologías en diferentes puntos del mapa de procesos organizativos.
Desde un proyecto piloto de digitalización de punto de venta, hasta la
incorporación de algoritmos predictivos de la demanda, la robotización
de las líneas de proceso o la estructuración de call centers mediante bots digitales.
El segundo proceso es el de la reinvención. Como los
organismos vivos, hay empresas viejas que no pueden transformarse en
entidades jóvenes. La naturaleza ha encontrado una solución: proyectarse
al futuro mediante la reproducción. De igual modo, emergen soluciones
de emprendimiento corporativo que constituyen una enmienda a la
totalidad: si no podemos generar un cambio interno radical, intentemos
desarrollar externamente aquellas start-up s que podrían
convulsionar el sector, partiendo de cero, con procesos y culturas
completamente nuevos. Como nuestros hijos. Si esta práctica de management hubiera
existido antes, quizá Ford hubiera creado Uber, Walmart sería la madre
de Amazon o Airbnb sería una división de Marriott.
Nuevo enfoque
La transformación
tecnológica es, en realidad, un proceso continuo de coevolución
tecnológica en el que las personas no serán sustituidas por la
inteligencia artificial
Por último, es precisa una conexión al ecosistema.
La transformación digital requiere una cadena de valor digital, una
selección estratégica de proveedores capaces de implantar soluciones.
Vemos un incesante flujo de alianzas estratégicas: Carrefour, Walmart,
KPMG o Volvo con Google. Toyota con Amazon. BMW o Unilever con Microsoft
e IBM. Probablemente, las grandes plataformas sean las que procesarán
nuestros datos con algoritmos de inteligencia artificial imbatibles. En
nuestras manos, las ventajas competitivas vendrán dadas por nuestra
estrategia de datos y la capacidad de crear una experiencia de cliente
superior.
Y, en todo ello, ¿dónde quedan las personas? En management sabemos
que todo es delegable, excepto la responsabilidad. La última palabra en
la toma de decisiones la tiene siempre aquel que asume la
responsabilidad de ellas. Y eso no podrá estar jamás en manos de las
máquinas. Por ello, como dijo un profesor del MIT, “la inteligencia
artificial no sustituirá a las personas. Pero aquellas que no sepan
utilizarla serán sustituidas por otras que sí la utilicen”. Se confirma
la teoría de la suma de inteligencias.
Unos investigadores del Instituto Allen de Inteligencia Artificial de Seattle (Washington, EE.UU.) han desarrollado en los últimos años una inteligencia artificial llamada Aristo que es capaz –con un poco de truqui–
de aprobar con sobresalientes (al menos el 90% de las veces) los
exámenes de ciencia para jóvenes de 13-14 años y también al 83% en los
equivalentes para 17-18 años.
Son preguntas del estilo:
P: ¿Qué forma de energía se produce cuando vibra una goma elástica? (A) Química (B) Luz (C) Eléctrica (D) Sonido.
Estos exámenes –han usado el denominado New York Regents Science Exam, una prueba estándar en el estado de Nueva York– son de tipo test (A-B-C-D). La inteligencia artificial estaba entrenada para entender los enunciados
y a partir de ahí elegir la respuesta más probable; la principal
diferencia era que este software no sirve para los problemas con
diagramas (lo cual es una limitación importante, pero supongo que todo
se andará).
Según cuentan en el trabajo –conviene leérselo completo para entender las sutilezas; Vox Mediatiene un buen resumen–
hay una gran diferencia entre esta prueba y un Test de Turing. Lo que
se busca aquí no es crear una inteligencia artificial de ámbito general
que se haga pasar por una persona, ni tampoco «memorizar libros de
texto». La idea es que Aristo entendiera el lenguaje natural mediante métodos como acceder a un gran corpus de información y la aplicación de modelos estadísticos.
Los traductores automáticos funcionan hoy en día en parte mediante estos sistemas. El resumen es que Aristo es muy bueno haciendo algo muy concreto –exámenes de ciencias– pero no es tan inteligente –ni de lejos– como un estudiante de secundaria. Wired lo explica diciendo que «aunque apruebe exámenes para jóvenes de 18 años no pasaría las pruebas de parvulario».
Incluso si la nota del 90% parece poco hay que tener en cuenta que en 2016 el mejor sistema tan solo puntuaba con un 59%. IBM también demostró hace años también una importante capacidad haciendo que su sistema Watson ganara jugando al Jeopardy
–tan complicado o incluso más que estos exámenes– e incluso ganando en
otros problemas más abiertos como los «debates dialécticos» con su Project Debater.
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https://www.microsiervos.com/archivo/ia/inteligencia-artificial-notas-sobresalientes-examenes-ciencias.html?fbclid=IwAR0vIy75WpTLGtO2p3zslkhJYAIBi77Ps-8_ByZYTYF0oPyJX5o159CgcUY
Google proclama la "supremacía cuántica" del computador más poderoso del mundo
Resolvió
un problema en 200 segundos, frente a los 10.000 años que le habría
costado al computador más poderoso que existe hasta ahora
Resolvió un problema en 200 segundos, frente a los 10.000 años que le
habría costado al computador más poderoso que existe hasta ahora
MADRID/BERLÍN, 24 (Reuters/EP)
Google ha asegurado que ha conseguido un hito en la investigación
informática al resolver un problema complejo en minutos con un
"computador cuántico", una tarea que le llevaría años al más poderoso
súper ordenador del mundo.
La confirmación oficial del avance en computación cuántica se informó
en un documento publicado en la revista científica 'Nature', después de
semanas de controversia tras una filtración de un borrador, por las
dudas de que la afirmación de Google sobre la "supremacía cuántica"
fuese válida.
Científicos en informática han intentado durante décadas descifrar el
comportamiento de las partículas subatómicas que existen
simultáneamente en diferentes estados, en contraste con el mundo "real"
que las personas perciben.
Mientras que la informática tradicional utiliza bits, o números 1 y 0
indistintamente, la informática cuántica utiliza bits cuánticos, o
qubits, que pueden ser 0 y 1 al mismo tiempo.
Esta propiedad, llamada superposición, se multiplica exponencialmente
a medida que los qubits se yuxtaponen. Mientras más qubits puedan
combinarse, más sofisticada y poderosa es una computadora cuántica.
Pero hay un detalle: los investigadores deben enfriar los qubits
hasta llevarlos a un nivel cercano a 0 absoluto para evitar la vibración
o "ruido", que causa errores que pueden afectar los cálculos. Es una
tarea extremadamente difícil en la que un equipo de científicos de
Google, una unidad de Alphabet Inc, ha logrado avances significativos.
El presidente ejecutivo Sundar Pichai comparó el logro con el primer
cohete que pudo dejar la atmósfera de la Tierra y alcanzar el espacio,
un progreso que convirtió a los viajes interplanetarios en un escenario
plausible.
"Para quienes están trabajando en ciencia y tecnología, es el momento
exacto del 'eureka' que han estado esperando: el hito más significativo
a la fecha en la carrera por hacer de la informática cuántica una
realidad", escribió Pichai en un blog.
RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS
Google desarrolló un microprocesador, llamado Sycamore, que enlaza un
total de 54 qubits. En su experimento, los investigadores consiguieron
que 53 de los qubits, conectados entre sí por un patrón entramado,
interactúen en el llamado estado cuántico.
Después ingresaron en el computador una tarea compleja para que
detectara patrones en una serie de números que supuestamente no tenían
relación. El ordenador resolvió el problema en 200 segundos (3 minutos y
20 segundos). Los científicos estiman que el mismo ejercicio le habría
tomado 10.000 años a Summit, el computador más poderoso que existe hasta
ahora.
"Este incremento dramático de la velocidad en relación a todos los
algoritmos clásicos es una manifestación experimental de la supremacía
cuántica para esta tarea específica computacional, lo que proclama un
paradigma informático sumamente anticipado", escribió el equipo de
investigación, liderado por firma de inteligencia artificial Frank Arute
de Google.
IBM NIEGA EL HITO
Este hito ha provocado la reacción de la compañía IBM, que ha negado
que un dispositivo desarrollado por Google haya logrado superar la
barrera de la 'supremacía cuántica', asegurando que es capaz de replicar
sus resultados con sus superordenadores clásicos en 2,5 días, frente a
los 10.000 años que los investigadores de Google aseguraban que eran
necesarios.
La estimación de 10.000 años de Google se basa en la observación de
que los requerimientos de memoria RAM que sería necesaria para albergar
sus cálculos en un ordenador clásico serían demasiado altos.
No obstante, según IBM, Google no tiene en cuenta otros componentes
del 'hardware' clásico como es la memoria de almacenamiento. La compañía
propone en su lugar un modelo de simulaciones clásico que además de la
RAM sí tenga en cuenta el espacio en disco duro.
"El experimento de Google es una excelente demostración del progreso
en la computación cuántica basada en superconductores (...), pero no
debería ser vista como una prueba de que los ordenadores cuánticos son
'supremos' con respecto a los ordenadores clásicos", como ha concluido
IBM.
Google explica cómo ha logrado la supremacía cuántica
Los científicos de
Google afirman que su nuevo procesador cuántico es capaz de realizar un
cálculo en tres minutos y 20 segundos, algo que al superdordenador
clásico más avanzado le llevaría unos 10.000 años. Competidores como IBM
ponen en entredicho este logro.
John Martinis posa en el ICMAT delante de un esquema de circuitos dibujado por él mismo. / Álvaro Muñoz Guzmán (SINC)
El esperado estudio en el que Google anuncia haber logrado la supremacía cuántica, filtrado por error hace un mes, ha salido finalmente publicado hoy en Nature.
El trabajo, liderado por John Martinis, responsable del equipo de hardware cuántico de la firma –entrevistado la semana pasada por Sinc–, señala que el nuevo chip cuántico de Google es capaz de realizar un cálculo en tres minutos y 20 segundos, algo que al superordenador clásico más avanzado le llevaría unos 10.000 años.
Para probar el sistema, el equipo de Martinis diseñó una tarea de
muestreo de números aleatorios producidos por un circuito cuántico
Según el artículo, este hito supone haber logrado la supremacía cuántica, que se obtiene cuando los ordenadores cuánticos realizan cálculos que antes habían sido imposibles.
A diferencia de los elementos binarios básicos de los ordenadores clásicos, o bits, que representan solo ceros o unos, los quantum bits
(cúbits), pueden representar ambos al mismo tiempo. Enlazando cúbits
entre sí, el número de estados que podrían representar aumenta
exponencialmente, lo que permite calcular millones de posibilidades al
instante.
Un procesador con 53 cúbits
El equipo de Martinis en el Google Quantum A.I. Lab
describe en el trabajo los avances técnicos realizados para lograr la
supremacía cuántica. Los autores fabricaron un procesador compuesto de
54 cúbits, que aprovechan la superposición y el entrelazamiento cuántico
para explorar un espacio computacional exponencialmente mayor que el
que es accesible con los bits clásicos. Un cúbit no funcionó
correctamente, así que el dispositivo funcionó con 53 cúbits.
El chip recolectó un millón de muestras de un circuito cuántico en aproximadamente 200 segundos
Los investigadores desarrollaron procesos de corrección de errores
para mantener una alta fidelidad operativa (hasta un 99,99 %). Para
probar el sistema, diseñaron una tarea de muestreo de números aleatorios
–donde los números aleatorios son producidos por un circuito cuántico–
que se vuelve cada vez más exigente para los ordenadores clásicos a
medida que aumenta el número de cúbits en el circuito cuántico.
El procesador cuántico
recolectó un millón de muestras de un circuito cuántico en
aproximadamente 200 segundos, lo que habría llevado a un superordenador
de última generación unos 10.000 años.
La semana pasada, antes de
que se publicara oficialmente el estudio, Martinis comentó a Sinc que es
importante que “la gente se enfoque en los resultados científicos
de la investigación. Hay un total de 60 páginas de material
complementario que entra muy en detalle de lo que hemos desarrollado”.
Además –añadió– “creemos que nuestro ordenador cuántico tendrá menos errores
que los de nuestros rivales y que este menor nivel de errores será lo
suficientemente significativo como para que se puedan ejecutar
algoritmos más complejos”.
“Hablar de supremacía cuántica es muy sugerente, pero es un término engañoso”, protesta IBM
IBM responde
Por su parte, IBM,
uno de los principales rivales de la firma en este campo, pone en duda
que Google haya logrado esta supuesta supremacía cuántica. En una
entrada a su blog, asegura haber realizado una simulación ideal de la misma tarea –que expone Google en su estudio– con un sistema convencional en 2,5 días y con mayor fidelidad.
IBM
defiende además la combinación de la potencia de ambas computaciones
–la clásica y la cuántica–. “Hablar de supremacía cuántica es muy
sugerente, pero es un término engañoso que conduce a
interpretaciones falsas y, en cierto modo arriesgadas, del estado actual
de la computación cuántica y de sus expectativas”, resalta la
multinacional.
Referencia bibliográfica:
Frank Arute, Kunal Arya, John M. Martinis, “Quantum supremacy using a programmable superconducting processor”. Nature (23, octubre, 2019). DOI: 10.1038/s41586-019-1666-5
https://www.agenciasinc.es/Noticias/Google-explica-como-ha-logrado-la-supremacia-cuantica?fbclid=IwAR3ZKI0aTIvr6X6Y0XKulTYFdQqXmnGm5KPhOPw2GfyReUIkGS3VauOYdJs
Google explica por fin cómo ha logrado la supremacía cuántica
La
compañía publica en la revista 'Nature' el mayor avance de la historia
en computación cuántica, aunque IBM niega que el experimento de la
empresa de Silicon Valley dé el resultado que presenta
Sundar
Pichai, presidente ejecutivo de Google, junto a uno de los ordenadores
cuánticos de la compañía en su laboratorio de Santa Barbara
(California). En vídeo, Pichai explica el presunto mayor avance en la
historia de la computación cuántica.GOOGLE
La revista Nature ha publicado este miércoles la versión definitiva del artículo científico en el que Google explica el presunto mayor avance de la historia en computación cuántica. Esta publicación oficial incluye las respuestas del equipo de Google a las dudas planteadas por los científicos que revisaron el texto.
Una versión incompleta del artículo se filtró por error el pasado 20
de septiembre cuando la NASA lo colgó en un oscuro servidor y de ahí el
buscador de Google lo rescató y alertó a investigadores interesados en
computación cuántica.
Desde aquel día, la comunidad cuántica ha vivido expectante ante lo
que Google parecía afirmar: el inicio de la era de la supremacía
cuántica. En su artículo, Google defiende haber logrado en 3 minutos y
20 segundos una operación para calcular números aleatorios que al
ordenador convencional más potente de la actualidad le llevaría miles de
años.
Un chip Sycamore montado en una tabla de circuitos.Google
Desde el día de la filtración, IBM, el gran competidor comercial de
Google por el reinado cuántico, ha publicado artículos o comunicados e
invitado a periodistas a su sede para rebajar la importancia del anuncio
de Google. "Defendemos que una simulación ideal de la misma tarea [que
explica Google en su artículo filtrado] puede ser ejecutada por un
sistema convencional en 2,5 días y con mayor fidelidad", dice IBM en un
post sacado de un artículo científico que aún no ha pasado la revisión
de otros expertos, pero que, según esta empresa, lo hará. Es decir,
Google exagera. Y mientras tanto, Google ha optado por guardar silencio.
Hasta ahora. Un mes después de la filtración inicial, y tras la
publicación del artículo oficial, Google por fin ha explicado su versión
y ha respondido a IBM en una rueda de prensa telefónica desde Santa
Barbara (California) donde ha participado EL PAÍS. "Incluso con los 2,5
días de IBM, es mucho más que los 3 minutos 20 segundos que empleó
nuestro ordenador y estamos portanto en régimen de supremacía cuántica",
ha dicho John Martinis, líder del proyecto cuántico de Google.
Era la tercera vez que periodistas de todo el mundo preguntaban a
Martinis y Sergio Boxio, el informático cuántico español que ha diseñado
el algoritmo usado para el experimento, que aclararan las dudas que ha
levantado IBM. "Es un especie de carrera. Esperamos que en el futuro que
los ordenadores cuánticos superen ampliamente lo que somos capaces de
hacer con estos algoritmos", ha dicho un Martinis visiblemente irritado,
que insistía que la noticia hoy era la proeza lograda por el ordenador
cuántico de Google y no las dudas generadas por IBM. "Este experimento
es sobre construir el ordenador cuántico más potente en el mundo ahora
mismo y enseñar que las cosas funcionan bien, y somos optimistas sobre
el futuro", ha concluido Martinis.
"Damos la bienvenida a propuestas que mejoren las técnicas de
simulación cuántica", ha añadido Boxio. "Hace tres años que anunciamos
que estamos trabajando en este experimento y las colaboraciones son
buenas para este campo".
La calma científica
Desde la comunidad científica aspiran poner un poco de calma en esta
batalla comercial. “IBM asegura que puede reproducir el cálculo del
ordenador cuántico de Google mediante un manejo astuto de las
capacidades de un ordenador convencional”, dice Diego Porras,
investigador en tecnologías cuánticas del Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC). Y añade: “En los próximos meses se
estudiará en detalle si el ordenador cuántico de Google puede efectuar
una operación que supera a cualquier ordenador clásico. En cualquier
caso, no se pone en duda que en algún momento un ordenador de, digamos,
100 qubits podrá superar a uno convencional”.
Ha llegado el momento del debate científico, y como todo lo cuántico,
va a seguir unos ritmos mucho más lentos de aquellos a los que la
actualidad que reflejan los medios está acostumbrada.
La comunidad cuántica necesitará ahora un tiempo para analizar las
afirmaciones que ya ha presentado oficialmente Google: "Es un
experimento tan complejo que nos va a llevar tiempo comprobar que está
funcionando como Google dice", dice Juani Bermejo-Vega, informática
cuántica e investigadora en la Universidad de Granada. "Porque en
ciencia hay que contrastar los resultados, sobre todo siendo un tema tan
político".
Uno de los ordenadores cuánticos de Google en Santa Bárbara.
En un artículo en este número de Nature, William D. Oliver,
miembro del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática y de
Física del Massachusetts Institute of Technology (MIT), equipara el
anuncio de Google con el vuelo del primer avión de los hermanos Wright
en la primera década del siglo XX. "Su avión no fue el primer vehículo
aéreo que voló ni solucionó ningún problema de transporte. Ni inauguró
una era en la que se adoptaran los aviones ni marcó el inicio del final
de otros modos de transporte", escribe Oliver. "En lugar de todo eso, el
acontecimiento se recuerda por haber demostrado un nuevo régimen
operativo: el vuelo autopropulsado por un avión que era más pesado que
el aire. Es lo que el hecho representó, más de lo que logró
prácticamente, lo que fue importante. Y así ocurre con el primer informe
de supremacía cuántica".
Oliver no es el primero en usar esta comparación. El mismo Martinis,
en declaraciones a EL PAÍS, asimiló su labor a la de los hermanos Wright
hace más de un siglo: "Construimos aparatos, que son algo
rudimentarios, pero queremos demostrar que en realidad funcionan. Los
hermanos Wright resolvieron muchas cosas, pero una de las que lograron
fue controlar el avión, dirigirlo y corregirlo según el viento. Nosotros
hemos trabajado muy duro en el control de nuestro sistema y que todo
esté ajustado en su lugar", dijo Martinis.
"El anuncio de Google es claramente un hito, un avance técnico muy
importante, pero hay que matizar que se trata de un ejercicio científico
y no de la ejecución de un cálculo práctico. El auténtico punto de
inflexión vendrá cuando se dé ese ejemplo práctico", dice Porras, del
CSIC.
Lo amplio de los plazos para el análisis no quita que algo avanza en
computación cuántica, aunque sea difícil entender los resultados
definitivos: "Es importante. Se están construyendo ordenadores cuánticos
de un tamaño que antes no teníamos", dice Bermejo-Vega. "Es una forma
de probar que la tecnología está creciendo. Pero no implica que mañana
ese ordenador vaya a resolver ningún problema práctico. Para eso queda
mucho", añade. Más, si cabe, porque el cálculo cuántico que Google ha
ejecutado es "muy atípico", dice Bermejo-Vega. Es un problema sobre
números aleatorios diseñado casi exclusivamente para probar que el
ordenador cuántico es capaz de hacer algo que una computadora
convencional no puede.
Sundar Pichai, presidente ejecutivo de Google, ha querido mostrar su
apoyo al equipo cuántico y se ha desplazado al laboratorio de Santa
Barbara (California) para acompañarles en directo: “Este logro es un
buen recordatorio de que los avances científicos son maratones, no sprints. En Google siempre hemos creído en apuestas a largo plazo. Las llamamos ‘moonshots’ [objetivo la Luna]. Siempre hemos sabido que la computación cuántica ha sido uno de ellas”.
Martinis agradeció hace unos días la visita y confianza de Pichai.
Después de décadas de investigación en la universidad, el grupo de
Martinis creyó que en 2015 el ordenador cuántico estaba listo para ser
comercializado. Fue entonces cuando se ofrecieron a Google, donde no
siempre creyeron en el proyecto. "Incluso en Google había algo de
escepticismo, querían ver datos", dice.
En un comunicado separado, los científicos de Google apuntan cuáles
pueden ser en el futuro algunas de las aplicaciones con ordenadores
cuánticos: "Baterías ligeras para coches y aviones, nuevos catalizadores
que pueden producir abono más eficientemente (un proceso que ahora
produce un 2% de las emisiones de carbón mundiales) y medicamentos más
efectivos".
Izpisúa crea embriones artificiales a partir de una única célula de la oreja de un ratón
El científico plantea utilizar estas estructuras vivas para probar medicamentos y estudiar el desarrollo embrionario
El científico Juan Carlos Izpisúa
ha dado un paso más hacia el futuro que imagina: la creación de miles
de embriones humanos artificiales en el laboratorio para investigar en
ellos la toxicidad de nuevos medicamentos o los efectos de mutaciones
genéticas generadas previamente. El equipo de Izpisúa, del Instituto
Salk de EE UU, ha logrado coger una célula de la oreja de un ratón,
reprogramarla y crear a partir de ella una pelota de 100 células similar
al desarrollo embrionario que en condiciones normales conduce al
nacimiento de un animal. Es, según relata, el “embrión artificial” más
avanzado conseguido hasta la fecha.
Izpisúa, nacido en Hellín (Albacete) en 1960, cree que esta
estrategia servirá para entender mejor el inicio de la vida. “Estas
primeras etapas del desarrollo del embrión tienen profundas
implicaciones en el éxito de un embarazo, en cómo los órganos se forman
e, incluso, en enfermedades posteriores, como el alzhéimer”, explica el
investigador. “El desarrollo de estas técnicas para obtener estructuras
similares a embriones podría evitar la necesidad de destruir embriones
naturales para modelar enfermedades, descubrir fármacos y caminar hacia
la medicina personalizada”, sostiene.
Un ser humano surge a partir de una sola célula producto de la fusión
de un óvulo de la madre y un espermatozoide del padre. Esa única célula
todopoderosa tiene todas las instrucciones para dar lugar a una persona con 37 billones de células,
cada una con su función. Cuando el embrión tiene apenas 100 células, a
los cinco o seis días de la fecundación, se llama blastocisto. Esa es la
estructura que ha recreado el equipo de Izpisúa en el laboratorio a
partir de una sola célula de ratón y una sopa química. Los autores se
refieren a su creación como embrión sintético, embrión artificial o
blastoide.
"Las innovaciones médicas que cambian la vida a menudo plantean cuestiones éticas, es natural", afirma Izpisúa
“Sé que esta investigación generará preocupaciones éticas si
realizamos estos experimentos con células humanas”, admite el
investigador español. “Desde un punto de vista puramente científico,
todavía estamos lejos de generar embriones completamente funcionales en
ratones, no hablemos ya en humanos. Pero creo que es importante entablar
ya este debate. Las innovaciones médicas que cambian la vida a menudo
plantean cuestiones éticas, es natural”, afirma Izpisúa. Su equipo
también ha generado embriones de mono con células humanas en China, según adelantó EL PAÍS
este verano. La creación de estas quimeras, según el investigador,
persigue el objetivo final de generar órganos para trasplantes.
Los embriones artificiales generados por Izpisúa no pueden dar lugar a
embriones funcionales, ya que las células se multiplican formando un
engendro de tejido desorganizado cuando son implantadas en el útero de
una ratona. Los científicos trabajan ahora para perfeccionar la técnica y
obtener embriones sintéticos que sí sean capaces de desarrollarse hasta
las etapas en las que se forman los órganos. El equipo de Izpisúa
plantea usarlos como “semillas” para obtener “organoides” que abastezcan
al sistema de trasplantes de órganos. “Está claro que habrá que abordar
muchas regulaciones y pautas que están vigentes actualmente antes de
avanzar en cualquier tipo de modelo humano”, reconoce Izpisúa.
Imagen de un embrión artificial creado por el equipo de Izpisúa.Instituto Salk
En la nueva investigación, que se publica hoy en la revista especializada Cell, ha participado también la bióloga Estrella Núñez,
vicerrectora de la Universidad Católica de Murcia, la entidad que ha
financiado parte de los experimentos y en la que también trabaja
Izpisúa. “La generación de estos blastoides, que evita no solo el uso de
embriones naturales sino también el uso de gametos [óvulos y
espermatozoides], nos va a permitir estudiar las etapas más importantes
del desarrollo embrionario de un organismo y, por consiguiente, estamos
convencidos de que tendrá grandes implicaciones para mejorar la salud
humana”, sostiene Núñez.
El ingeniero biomédico Jianping Fu pide pautas de supervisión ética antes de generar un embrión artificial humano
Sus resultados “pueden suponer un avance en el estudio de los
blastocistos sin los dilemas que plantea la investigación con embriones y
preembriones”, opina el jurista Federico de Montalvo,
presidente del Comité de Bioética de España, el máximo órgano
consultivo del Gobierno en el ámbito de la ética científica. “El riesgo
es el uso posible, no la invención en sí”, subraya De Montalvo, que
imagina posibles aplicaciones hoy lejanísimas, como intentar “mejorar al
ser humano” o “crear seudohumanos de segunda categoría”.
El ingeniero biomédico Jianping Fu, de la Universidad de Míchigan (EE UU), logró en septiembre
simular algunas etapas del desarrollo del embrión utilizando células
madre pluripotentes humanas, con capacidad ilimitada de proliferación y
con el potencial de convertirse en cualquier tipo de célula de una
persona adulta. Este tipo celular todopoderoso se puede obtener
directamente de embriones o mediante la reprogramación de células
adultas en el laboratorio. La legislación de EE UU, como la de España,
permite investigar en el laboratorio con embriones humanos sobrantes de
las clínicas de fertilidad, hasta los 14 días después de la fecundación.
A juicio de Fu, el trabajo de Izpisúa “representa un gran logro en el
apasionante campo de la construcción de embriones sintéticos”, al
mostrar por primera vez que es posible crear estas estructuras a partir
de una solitaria célula adulta. “Es muy emocionante, pero debemos ser
plenamente conscientes de la sensibilidad ética que rodea esta
investigación”, advierte Fu. “Deberíamos ser extremadamente cautelosos
ante la idea de generar una estructura completa similar a un embrión
humano, ya sea utilizando la estrategia empleada en este nuevo trabajo u
otros métodos, antes de tener pautas de supervisión ética sobre la
mesa”.
