Biónica para niños
Datos para niños Biónica |
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 Estudio del embrión humano hecho entre 1510-1513 realizado por Leonardo da Vinci
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| Áreas del saber | biología | |
| Campo de aplicación | medicina, ingeniería, arquitectura | |
| Reconocida en | 1510 | |
| Subárea de | ingeniería | |
 El oído biónico: implante coclear
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La biónica es un campo de estudio que toma ideas y soluciones de la biología (la ciencia de la vida) para aplicarlas en el diseño de sistemas de arquitectura, ingeniería y tecnología moderna. La palabra "biónica" viene del griego "bios", que significa 'vida', y el sufijo "´-ico", que significa 'relativo a'. En resumen, la biónica se trata de aprender de la naturaleza para crear cosas nuevas y mejores.
Contenido
Historia de la Biónica: Inspiración en la Naturaleza
Desde hace mucho tiempo, los seres humanos se han inspirado en la naturaleza para crear sus diseños. La arquitectura y las máquinas a menudo imitan las estructuras de animales y plantas. Esto se hace para mejorar el diseño de ciudades o de objetos pequeños.
Por ejemplo, Leonardo da Vinci se inspiró en las aves para diseñar máquinas voladoras, como el ornitóptero. Algunos expertos, como Jack E. Steele, consideran a Leonardo da Vinci el primer creador biónico. Podemos decir que la historia de la biónica comenzó con sus estudios en 1510. Un ejemplo más reciente es el oído biónico, que es un tipo de implante coclear presentado en 2017.
¿Qué es la Ingeniería Biónica?
La ingeniería biónica combina varias ciencias para unir sistemas biológicos y electrónicos. Por ejemplo, se usa para crear prótesis que funcionan con señales del cuerpo. También sirve para hacer modelos artificiales de cosas que solo existen en la naturaleza, como la visión artificial o la inteligencia artificial (IA).
La biónica busca imitar el comportamiento de los seres vivos. Su objetivo es mejorar estos comportamientos usando instrumentos mecánicos. Los humanos tenemos sentidos que nos permiten medir, analizar y reaccionar. Crear máquinas que piensen como cerebros humanos y que puedan aprender es parte de la robótica y la inteligencia artificial. Esto incluye actividades como planificar y reconocer imágenes o sonidos.
Campos de Aplicación de la Biónica
Las aplicaciones de la biónica son muchas y no solo se limitan a mejorar nuestros sentidos. Todas estas aplicaciones tienen algo en común: se inspiran en los diseños de la naturaleza, ya sean animales, plantas, sus estructuras o cómo se adaptan al entorno saludable.
Biónica en la Medicina
En medicina, la biónica se usa para reemplazar o mejorar órganos y partes del cuerpo con versiones mecánicas. Los implantes biónicos son diferentes de las prótesis comunes. Imitan la función original de forma muy precisa, o incluso la superan.
La biónica también se aplica al deporte y al estudio del cuerpo humano. Se han creado simuladores y analizadores computarizados para estudiar cómo se mueven los deportistas. Esto ayuda a encontrar formas de mejorar sus técnicas. También se usa para diseñar prótesis para personas que han perdido un brazo o una pierna, como el ingeniero y biofísico Hugh Herr. El "oído biónico" es otro gran avance en este campo.
Biónica en la Arquitectura
En la arquitectura, la biónica se empezó a usar a finales del siglo XX. Equipos de arquitectos, urbanistas, ingenieros y biólogos trabajan juntos. Su idea es crear nuevas formas de construir asentamientos humanos que estén en armonía con la vida. La arquitecta María Rosa Cervera Sardá ha escrito muchos libros y ha realizado proyectos que incorporan la biónica, buscando la sostenibilidad.
Biónica en el Diseño de Ciudades
La ciudad biónica se refiere a diseños urbanos que usan el conocimiento de cómo la naturaleza se adapta. Esto se combina con la tecnología humana para mejorar el lugar donde vivimos. Desde las ideas de Leonardo da Vinci para mejorar ciudades como Florencia, podemos ver cómo ha evolucionado la ciudad biónica.
Una ciudad biónica también se llama ciudad bioclimática. Esto significa que se usan diseños de la biología para que la ciudad funcione de manera eficiente con su clima. Por ejemplo, se estudian los sistemas de refrigeración de los termiteros (nidos de hormigas) para hacer que los edificios sean más cómodos. Las ciudades grandes a menudo acumulan calor, creando "islas de calor urbanas". Para solucionar esto, se usan sensores que miden la temperatura y otros datos. Toda esta información se maneja con macrodatos y redes neuronales para tomar decisiones. También se estudian nuevas tecnologías como las energías renovables y los techos verdes.
Biónica en el Campo Audiovisual
La biónica ha ayudado a crear sistemas para grabar, reproducir y comprimir sonido e imagen. Estos sistemas tienen en cuenta cómo funcionan nuestros oídos y ojos.
Un ejemplo son los micrófonos y altavoces, diseñados para los rangos de sonido que los humanos podemos oír (de 20 Hz a 20 kHz). El formato MP3, para audio, aprovecha que nuestro oído no percibe cierta información y la elimina. Así, el archivo es mucho más pequeño.
En imagen, el formato JPEG comprime las fotos aprovechando que nuestros ojos son más sensibles a la luz que a los colores. Las pantallas modernas también han mejorado su eficiencia basándose en cómo vemos los píxeles.
Biónica en el Diseño de Productos
El trabajo de los diseñadores ha crecido mucho. La biónica les da un método para ser más creativos y para verificar si sus nuevas creaciones son válidas. La relación entre la forma de un objeto y su función es muy importante en la biónica. La naturaleza está llena de soluciones sorprendentes que los diseñadores pueden usar en sus creaciones.
Avances Históricos de la Biónica
- Año 2000 a.C.: Se encuentra la primera prótesis en una momia egipcia, un cartucho unido al brazo.
- Año 218-208 a.C.: El general romano Marcus Sergius crea la primera mano de hierro para sostener su escudo.
- Año 300 a.C.: Se fabrica la primera pierna artificial conocida, hecha de madera y bronce.
- Año 1400: Se construye la mano de Alt-Ruppin, de hierro, con un pulgar fijo y dos dedos flexibles.
- Año 1510-1590: El cirujano francés Ambroise Paré desarrolla el primer brazo artificial móvil a la altura del codo, llamado Le Petit Lorraine. Podía abrir y cerrar los dedos.
- Siglo XIX: Se empiezan a usar cuero, polímeros y madera para hacer prótesis. También se usan resortes para mecanismos que transmiten fuerza.
- Siglo XX: El médico francés Gripoulleau crea accesorios como anillos y ganchos para ayudar a las personas con amputaciones a volver a trabajar.
- 1960: Jack E. Steele sugiere que, al entender cómo funcionan los seres vivos, se pueden crear aparatos que imiten esas funciones. Por eso, Leonardo da Vinci es considerado el primer ingeniero biónico.
Desarrollo de la Biónica por Países
Alemania
La biónica ha avanzado mucho en países como Alemania, donde incluso hay cursos universitarios especializados. También en Japón, Estados Unidos y Reino Unido existen escuelas importantes en el desarrollo de "biorobots".
Latinoamérica
En Latinoamérica y España también hay avances. En México, la UPIITA (Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas) del IPN (Instituto Politécnico Nacional) fundó la carrera de Ingeniería Biónica en 1996. Gracias a esto, se han creado artefactos biónicos. Por ejemplo, el ingeniero Luis Armando Bravo Castillo, graduado del IPN, creó una prótesis de brazo que se mueve con señales eléctricas de la piel.
Colombia
El colombiano Álvaro Ríos Poveda, un investigador en biónica en América Latina, desarrolló en 1997 una prótesis de brazo y mano con retroalimentación sensorial. Esta tecnología permite a los pacientes con amputaciones controlar las prótesis de forma más natural.
España
En España, el desarrollo de la arquitectura biónica ha tenido impacto internacional. Proyectos como la torre biónica han sido muy importantes. Grandes ciudades de Asia han buscado a arquitectos españoles como Eloy Celaya Escribano, Javier Gómez Pioz y María Rosa Cervera Sardá para encontrar soluciones a la gran densidad de sus áreas metropolitanas.
Galería de imágenes
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Ornitóptero2, Leonardo Da vinci
Véase también
En inglés: Bionics Facts for Kids
