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Tecnología

Un equipo argentino es ganador en el desafío de innovación abierta de la NASA

Jesica Rizzo
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15 de diciembre de 2017  • 17:43

Hace unos días se conocieron los ganadores del CubeSat Challenge, desafío que fue realizado en conjunto entre la NASA y USSOCOM, con el objetivo de innovar sobre las tecnologías actuales de los CubeSats (nanosatélites) y crear nuevas funcionalidades y aplicaciones de apoyo a las Fuerzas de Operaciones Especiales de los Estados Unidos (SOF).

Los proyectos eran evaluados según los criterios: avances en la tecnología de CubeSat, grado de ayuda en las misiones de las fuerzas especiales, novedad, innovación y factibilidad técnica.

La innovadora solución del equipo argentino denominada QEBELS Network integra las siguientes tecnologías: satélite repetidor láser geoestacionario, constelación de nanosatélites del tipo CubeSat, blockchain, comunicación láser, fotónica integrada, propulsión por agua, drones, óptica compuesta, realidad aumentada, escáner de iris, conducción ósea del sonido y encriptación cuántica.

QEBELS Network se destaca en misiones de rescate y asistencia humanitaria tanto civiles como militares. Por ejemplo un equipo rescatista trabajando en una zona afectada por un incidente puede recibir todo tipo de información vital en tiempo real desde los CubeSats o drones directamente en sus cascos y poder ver mediante realidad aumentada (dentro del campo visual) un mapa tridimensional de la zona, incluyendo las siluetas de la personas atrapadas debajo de los escombros (tomadas por cámaras infrarrojas desde un dron), la ubicación de sus compañeros y todo tipo de información relacionada a variables climáticas, ambientales y de coordinación de la misión de rescate.

Alejandro Bollana (izq.), Charly Karamanian (der.) junto a Tom Cooney, encargado de negocios de la Embajada de los Estados Unidos en Argentina
Alejandro Bollana (izq.), Charly Karamanian (der.) junto a Tom Cooney, encargado de negocios de la Embajada de los Estados Unidos en Argentina

Es la segunda vez que Charly y Alejandro ganan un concurso de la NASA y al igual que en el desafío anterior (el Space Poop Challenge), para resolverlo se inspiraron en la naturaleza, el mejor laboratorio de investigación y desarrollo jamás creado con 3.800 millones de años de experiencia. La solución presentada fue inspirada en el colibrí, las abejas, el águila, el escorpión y la libélula.

Todos podemos innovar

Charly: Una de la característica más poderosa de los desafíos de innovación abierta es la conformación de equipos interdisciplinarios con perfiles y “expertise” distintos al área del desafío, lo que muchas veces permite encontrar soluciones disruptivas. Como dice el refrán, hay que alejarse del árbol para poder ver el bosque. Por otro lado se prevé que en los próximos años Internet llegará a mil millones de personas que hasta el momento eran invisibles; esto es lo que se conoce como "the rising billion" (el creciente billón). Posiblemente de allí surgirán las mentes que resolverán los grandes desafíos globales de la humanidad como agua, energía, polución, alimento, pobreza, seguridad, salud, vivienda y educación.

Alejandro: Sin duda, todos podemos innovar. Nosotros no somos científicos, biólogos o ingenieros; somos dos emprendedores argentinos apasionados por la Biomimética, que nos inspiramos en los 3.800 millones de años de experiencia de la naturaleza para crear soluciones innovadoras. Nos inscribimos en el CubeSat Challenge básicamente porque era un temática de la que sabíamos muy poco y a los dos nos gusta investigar y aprender cosas nuevas.

Inspirados en la naturaleza

Charly: Para resolver el CubeSat Challenge nos inspiramos en el colibrí, el águila, las abejas, el escorpión y la libélula. Una vez que hicimos el relevamiento de las tecnologías que podían contribuir a la solución del desafío, teníamos en claro que había que usar láser para poder transmitir la gran cantidad de datos requeridos. A diferencia de las comunicaciones por radio frecuencia que utilizan antenas, el láser utiliza receptores ópticos de precisión; de hecho en las experiencias realizadas hasta el momento, se utilizan grandes telescopios que son voluminosos, pesados y delicados. Teníamos que encontrar la manera de lograr la misma superficie de captación óptica, pero que fuera ultra portátil. Entendimos que ese era el cuello de botella pero la solución nos venía esquivando.

Alejandro: Un día Charly sale al jardín de su casa y encuentra una libélula descansando en el toldo de la galería, se acera a observarla y lo primero que llama su atención son los enormes ojos, allí estaba la respuesta. Los ojos de la libélula son compuestos y tienen casi 24.000 ommatidios (pequeños ojitos) cada uno. Cada faceta dentro del ojo apunta en una dirección ligeramente diferente y percibe la luz que llega de solo una dirección particular en el espacio, creando un mosaico de imágenes parcialmente superpuestas. A partir de allí diseñamos un casco especial para las fuerzas especiales mediante el uso de elementos ópticos compuestos hexagonales para captar el haz de láser infrarrojo y además aprovechar la polarización de la luz como fuente adicional de navegación.

Charly: Ese mismo día me detuve a observar a un grupo enorme de abejas zumbando alrededor de los calistemos; esa fue la inspiración para crear el enjambre o constelación de nano satélites utilizando tecnología Blockchain y un rato después, mientras regaba la huerta se acerco un colibrí a jugar con el spray de agua que salía de la manguera. Finalmente relacionamos el vuelo estático del colibrí con la funcionalidad de los satélites geoestacionarios para conectar a los nano satélites con las estaciones base en la tierra.

No fue casual

Alejandro: El primer desafío en el que participamos, el Space Poop Challenge, fue el desafío de innovación abierta más grande de la historia, con 20.000 participantes y 150 equipos pertenecientes a 130 países. Se presentaron más de 5.000 propuestas de todo el mundo y fuimos uno de los 24 equipos ganadores del concurso. Durante los próximos 3 años la NASA va a probar nuestras propuestas y eventualmente serán parte del nuevo traje de los astronautas que viajaran a Marte. La experiencia de trabajar con Charly fue excelente y nos propusimos participar en al menos un concurso al año. El haber resultado ganadores nuevamente es muy importante para nosotros, porque avala nuestro enfoque y metodología de trabajo; nuestra propuesta fue seleccionada como una de las cuatro ganadoras dentro de la categoría 3U por un jurado súper calificado y como si fuera poco, recibimos el apoyo de la gente.

Charly: Ganar nuevamente nos llena de orgullo y nos consolida como equipo; se puede tener suerte y ganar un concurso de la NASA una vez, pero ganar dos veces ya no es casual. El People's Choice Awards fue todo un desafío en sí mismo. Tuvimos un par de semanas muy intensas en redes sociales, escribiendo artículos, dando entrevistas en radio y asistiendo a programas de televisión. Finalmente llegamos a liderar la votación tras una entrevista en vivo para un noticiero de la tarde. Le contamos a la audiencia que estábamos compitiendo cabeza a cabeza con una universidad canadiense muy prestigiosa; les recordamos que el cantante canadiense Michael Bublé se llevó a nuestra querida (actriz y modelo) Luisana Lopilato y finalmente les pedimos que votaran por la solución Argentina para que los Canadienses no se salieran otra vez con la suya.

Render de CubeSat (nanosatélite)
Render de CubeSat (nanosatélite)

¿Qué son los CubeSats?

Los CubeSats están ganando popularidad entre la academia, la industria y los gobiernos. Son satélites en miniatura que se usan comúnmente en órbitas bajas de la Tierra, se han utilizado con fines educativos y, recientemente, para aplicaciones como la detección remota, la experimentación científica o las comunicaciones. A medida que los ingenieros se familiaricen con la tecnología, los CubeSats también se están considerando para vuelos fuera de la órbita de la Tierra, a lugares como la Luna, Marte o Júpiter.

Estos satélites pequeños cuestan mucho menos de construir, lanzar y operar que los satélites tradicionales. El menor costo permite una integración más rápida de la nueva tecnología y la experimentación con nuevos conceptos. El pequeño tamaño y peso reducen el costo de lanzamiento y permiten que el CubeSat comparta un cohete con un satélite más grande. CubeSat adhiere a un conjunto de estándares que se basan en conceptos de “Seguridad de vuelo” que “no dañarán” las cargas primarias, por lo que pueden volar con las cargas útiles más caras sobre la base de “espacio disponible”.

Qué tomaron de cada animal

Colibrí: en entornos naturales altamente complejos, llenos de movimientos de fondo, los colibríes pueden mantenerse con precisión en un lugar determinado mediante una rápida coordinación de la visión con la posición del cuerpo. Mientras flota, el sistema visual del colibrí es capaz de separar el movimiento aparente causado por el movimiento del propio colibrí de los movimientos causados por fuentes externas, como por ejemplo el de un depredador que se aproxima. Bioinspiración: satélite de retransmisión láser geoestacionario. Posicionamiento avanzado, comunicación y referencia relativa entre los CubeSats.

Abejas: se comunican mediante “el baile de las abejas” también conocido como “el baile del meneo de la cola”; una abeja obrera indica la ubicación y distancia de una fuente de alimento a otras obreras en su colmena. Las abejas pueden orientarse de tres maneras diferentes: por el sol, por el patrón de polarización del cielo azul y por el campo magnético de la tierra. El sol es la brújula preferida o principal; los otros mecanismos se usan bajo cielos nublados o dentro de la oscuridad de la colmena. Las abejas navegan utilizando la memoria espacial de manera muy similar al que solemos hacer mediante determinadas referencias visuales o el uso de mapas. Bioinspiración: comunicación y posicionamiento de constelación (enjambres) de CubeSats.

Águila: el ojo del águila es uno de los más destacados dentro del reino animal, con una visión de larga distancia entre 6 a 8 veces más potente que la del humano promedio. La retina tiene un gran número de receptores por milímetro cuadrado, lo que determina el grado de agudeza visual. Cuanto más receptores tenga el animal, mayor resulta su habilidad para distinguir objetos individuales a la distancia. Se estima que un águila puede detectar un conejo a 3.2 km de distancia. Bioinspiración: Función “vista de águila” del Drone Reaper.

Escorpión: fácilmente reconocibles por el par de pedipalpos (pinzas) de agarre y la cola estrecha y segmentada, a menudo llevada en una característica curva hacia adelante sobre la espalda, terminando con un aguijón venenoso. Bioinspiración: precisión de la comunicación láser, ubicación y movimiento independiente del “gimbal” del emisor láser en el casco.

Libélula: los ojos compuestos de una libélula adulta tienen casi 24,000 ommatidios cada uno. A diferencia de los humanos, las especies de libélulas voladoras tienen cuatro o cinco opsinas diferentes, lo que les permite ver colores que están más allá de las capacidades visuales humanas, como la luz ultravioleta (UV). Las libélulas (y las abejas) tienen los ojos compuestos más grandes entre los insectos; y los ojos cubren la mayor parte de su cabeza, asemejándose a un casco de motocicleta. En contraste con el ojo humano, cada faceta dentro del ojo compuesto apunta en una dirección ligeramente diferente y percibe la luz que emana de solo una dirección particular en el espacio, creando un mosaico de imágenes parcialmente superpuestas. Las libélulas también pueden detectar el plano de polarización de la luz y la utilizan como una especie de “brújula del cielo” para poder orientarse. Bioinspiración: disposición hexagonal de los elementos ópticos compuestos en el casco. Rango de comunicación ultravioleta (no visible a simple vista). Luz polarizada como fuente adicional de navegación.

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