Saberes y Ciencias número 56 Octubre 2016: Desarrollo Tecnológico Nacional

 

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Saberes y Ciencias, Desarrollo Tecnológico Nacional

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Sabere ienciaS octubre 2016 · número 56 año 5 · Suplemento mensual Desarrollo Tecnológico Nacional

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2 octubre · 2016 Editorial Inocultable racismo y xenofobia de Trump Donald Trump no suavizó su discurso antiinmigrante ni sus posiciones racistas y xenofóbicas durante el primer debate entre candidatos a la presidencia de Estados Unidos de América el pasado 26 de septiembre en Nueva York. La existencia de desempleo en ese país se origina, según el credo del republicano, por la salida de capitales hacia otros países y la existencia del acuerdo comercial signado por Estados Unidos con México. Se le olvida que el saldo de la balanza de bienes y servicios de México con Estados Unidos —durante la vigencia del Tratado Comercial— ha sido permanente negativo para México y superior a 200 mil millones de dólares (años 1995-2015); que los intereses que hemos pagado por la deuda pública externa durante esos años es de 138 mil millones de dólares, y que la rentabilidad de la inversión extranjera en México es más alta que la registrada en Estados Unidos. El Tratado de Libre Comercio y el Transpacífico son regulaciones comerciales favorables a las empresas trasnacionales y lesivas para el interés y soberanía de los mexicanos. Los inmigrantes en Estados Unidos han contribuido al bienestar general de la sociedad norteamericana: el consumo de su fuerza laboral ha permitido la reproducción social de la población norteamericana —al integrarse al cuidado de la salud y de la reproducción de la vida— y han garantizado ganancias extraordinarias sustentadas en la sobreexplotación y precarización laboral. Una de cada siete personas ocupadas en el mercado de trabajo de Estados Unidos no nació en ese país y la reproducción de esa fuerza de trabajo hasta su edad laboral ha sido financiada por los países donde han nacido, Estados Unidos se beneficia del bono demográfico; además, al conculcarle derechos laborales y pagar salarios menores a los establecidos por las normas de trabajo estatal y federal, los empleadores están fondeando las inversiones con el trabajo no pagado de los inmigrantes. Donald Trump es de los empresarios que se han enriquecido, sobreexplotando a la fuerza de trabajo y omitiendo el pago de impuestos: ha declarado en bancarrota a seis empresas Trump (Magazine, Steaks, Vodka, Airlines, Mortgage, University) y ha omitido pagar los honoraros y salarios convenidos con personal contratado en sus empresas. Inmigrante no es sinónimo de delincuencia ni terrorismo; ese país sería inexistente sin la concurrencia de inmigrantes de múltiples nacionalidades. Los inmigrantes que ingresaron a Estados Unidos siendo niños y que actualmente están estudiando perderían la posibilidad de tener un estatus migratorio legal si ganara el candidato republicano, pero no sólo ellos, sino los 10 millones de adultos cuya situación migratoria no está documentada. Hay racismo en los comentarios sustentados por el candidato republicano y en sus propuestas de Directorio gobierno: africanos, latinos y árabes son terroristas y/o criminales, razón por la cual pretende expulsarlos de Estados Unidos, violentando derechos humanos adquiridos por nacimiento o naturalización. Su misoginia se ha expresado contra diversas minorías, a quienes considera gordas, sirvientas, perras y feas. Es pública la agresión psicológica que Trump hizo contra Alicia Machado, Miss Universo en 1996, a quien nunca le pagó el 10 por ciento convenido por contratos de publicidad. En México ese empresario pretendió construir un complejo turístico en Cozumel, en un área natural protegida; fue parte activa de un fraude inmobiliario en Punta Banderas, en Baja California en 2009, donde 100 inversionistas fueron estafados, y mantiene un litigio con el empresario Rodolfo Rosas Moya por un supuesto aval otorgado por éste para celebrar en México el concurso de Miss Universo en 2007, mismo que a juicio de Rosas Moya, se celebró sin contratiempo (La Jornada, 2 de agosto de 2016). La fortuna del empresario Trump se ha cimbrado sobre fraudes, mentiras, especulación y sobreexplotación. Aprovechando el fracaso del neoliberalismo para mejorar las condiciones de vida de la población y el descrédito de los políticos profesionales, se auto promueve como el líder que llevará a la sociedad norteamericana a la tierra prometida. La tendencia del voto para el candidato republicano a la presidencia de Estados Unidos de América era ascendente hasta el debate presidencial del pasado 26 de septiembre en tanto que la de Hillary Clinton, candidata demócrata, era descendente, técnicamente estaban empatados en preferencias electorales. De resultar Trump ganador de la contienda presidencial, muchos países, sociedades y etnias tendríamos conflictos de intereses con el gobierno de Estados Unidos. es un suplemento mensual auspiciado por La Jornada de Oriente DIRECTORA GENERAL Carmen Lira Saade DIRECTOR Aurelio Fernández Fuentes CONSEJO EDITORIAL Leopoldo Altamirano Robles Jaime Cid Monjaraz Alberto Cordero Sergio Cortés Sánchez José Espinosa Julio Glockner Raúl Mújica COORDINACIÓN EDITORIAL Sergio Cortés Sánchez REVISIÓN Aldo Bonanni EDICIÓN Denise S. Lucero Mosqueda DISEÑO ORIGINAL Y FORMACIÓN Elba Leticia Rojas Ruiz · En nuestra portada: Brazo robot de la BUAP RobotÉpsilon. Fotografía de Jorge Galindo Dirección postal: Manuel Lobato 2109, Col. Bella Vista. Puebla, Puebla. CP 72530 Tels: (222) 243 48 21 237 85 49 F: 2 37 83 00 www.lajornadadeoriente.com.mx www.saberesyciencias.com.mx Tus comentarios son importantes para nosotros, escríbenos a: info@saberesyciencias.com.mx AÑO V · No. 56 · octubre 2016 Las opiniones expresadas en las colaboraciones son responsabilidad del autor y de ninguna manera comprometen a las instituciones en que laboran. Contenido 3 Presentación Desarrollo Tecnológico Nacional JAIME CID MONJARAZ 4 RobotÉpsilon. Robot de Transmisión Directa FERNANDO REYES CORTÉS Y JAIME CID MONJARAZ 5 Desarrollo tecnológico e innovación realizada por investigadores de la FCE-BUAP MARÍA AURORA DIOZCORA VARGAS TREVIÑO Y SERGIO VERGARA LIMÓN 6 Las nuevas aplicaciones de la electrónica exigen mucho más... con menos VÍCTOR RODOLFO GONZÁLEZ DÍAZ 7 Miniaeronave no tripulada AMPARO PALOMINO MERINO 8 Una nueva era en la agricultura JESÚS SANDOVAL RAMÍREZ Y MARÍA ANTONIETA FERNÁNDEZ HERRERA 9 La entrevista Necesario, el cambio de la mentalidad empresarial en México para impulsar la innovación y la transferencia tecnológica DENISE LUCERO MOSQUEDA 10 Gesture Therapy: un sistema de rehabilitación virtual L. ENRIQUE SUCAR 11 Ocultando información con marcas de agua digitales CLAUDIA FEREGRINO 12 Innovación con microelectrónica, hacia una cultura de desarrollo tecnológico WILFRIDO CALLEJA ARRIAGA 13 La ciencia como un detonante de la competitividad a través del patentamiento DARÍO CÉSAR PEREGRINA ALBORES 14 Homo sum Estancada producción per cápita SERGIO CORTÉS SÁNCHEZ 15 Tekhne Iatriké Melatonina y luz JOSÉ GABRIEL ÁVILA-RIVERA 16 Tras las huellas de la naturaleza “Tv Axolotl, un monstruo con sonrisa muy mexicana” TANIA SALDAÑA RIVERMAR Y CONSTANTINO VILLAR SALAZAR ILUSTRACIÓN: DIEGO TOMASINI / DIBRUJO 17 Crónica de la nota roja en México ALBERTO CORDERO 18 Efemérides Calendario astronómico octubre 2016 JOSÉ RAMÓN VALDÉS 19 INAOE 45 años Acercándose a los dioses RAÚL MÚJICA 20 Agenda Épsilon JAIME CID MONJARAZ

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octubre · 2016 Presentación 3 Jaime Cid Monjaraz Desarrollo Tecnológico Nacional S e tiene en México un estancamiento económico prolongado, el mercado interno no es prioridad de la política económica. No hay, no existe vida industrial nacional, algunos piensan que se avanza por el hecho de estar vendiendo muchos automóviles a otros países, es decir estar armando autos con las tecnologías y políticas previamente definidas por los consorcios en sus países de origen. Ser usuario de alguna tecnología de estas ensambladoras de vehículos no implica el uso sistemático del conocimiento y la investigación dirigidos hacia la producción de materiales, dispositivos, sistemas o métodos incluyendo el diseño, desarrollo, mejora de prototipos, procesos, productos, servicios o modelos organizativos. De acuerdo con un estudio del Dr. Ernesto Piedras, Director General de Competitive Intelligence Unit CIU, menciona que el paradigma de las economías modernas, la innovación se incentiva a través de los sistemas de protección a la propiedad intelectual, con lo cual el inventor o creador tiene derechos de explotación por un determinado tiempo (20 años en México) sobre su respectiva innovación o creación, con el fin de cubrir los costos asociados y premiar su esfuerzo creativo. De acuerdo con Joseph Schumpeter, los ciclos de expansión de las economías están ligados a periodos previos de fuerte innovación que sólo pueden ser explicados por un mecanismo de protección de propiedad intelectual sólido. Es indispensable destacar que la transformación de estas economías no sólo se da a partir de la generación propia de tecnología expresada en la cantidad de patentes producidas por las mismas, sino de la forma en que las nuevas tecnologías son comercializadas o adoptadas en prácticas concretas. De esta forma, la invención contenida en una patente tendrá un verdadero impacto en la actividad económica (Scherer). Prácticamente todos los productos comerciales que utilizamos en nuestro país con cierto nivel de tecnología como son; computadoras, teléfonos, automóviles, televisores, cámaras de video y fotográficas, equipos de sonido, electrodomésticos, medicamentos de patente, etcétera, proviene de investigaciones y tecnologías desarrolladas en el extranjero, por supuesto ellos son los propietarios y comercializadores de las tecnologías. El Desarrollo Tecnológico Nacional debería ser la prioridad para incentivar la industria nacional y por lo tanto el crecimiento económico del país. Que inicia con una mejor educación, apoyo a la investigación, a la tecnología y por supuesto a la innovación. México se caracteriza por tener personas muy creativas sobre todo dentro de los jóvenes, pero infortunadamente existen pocas innovaciones nacionales, por el hecho de que pocas veces concretamos nuestras ideas, es decir, no se comercializa el producto imaginado, si acaso se realiza un prototipo muchas veces sin el estándar de calidad requerido para llevar a la sociedad. Tampoco se tiene la cultura de la protección de la invención, pero en los últimos años en las instituciones de Investigación y de Educación Superior se ha dado un gran impulso al patentamiento de las investigaciones novedosas, con actividad inventiva y que podrían tener una aplicación industrial. Dentro de las solicitudes de patente en las Instituciones de Educación Superior de enero de 2010 a junio de 2016, la que se destaca es la UNAM con 303 solicitudes, le sigue el Tec. de Monterrey con 220 y en tercer lugar la BUAP con 157 solicitudes de patente, posteriormente está la UANL con 151, el IPN con 150, la Universidad de Guanajuato 57, UAM 56, el INAOE que es un centro de investigación en este mismo periodo antes mencionado tiene 33 solicitudes de patente, según el Instituto Mexicano de Propiedad Industrial (IMPI). Las universidades presentaron 349 solicitudes en 2010; 338, en 2011; 435, en 2012; 374, durante 2013; 449 en 2014; 533, en 2015, y ya son 240 en lo que va de este año. Si bien se ve un gran avance en los años recientes no es nada comparable con las universidades de USA, que ingresan alrededor de 5 mil solicitudes por año o el líder actual que es China con 35 mil solicitudes de patente por año de sus universidades. Según los datos del Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial, en 2015 se solicitaron en México 18 mil 71 patentes y de estas 16 mil 707 fueron solicitadas por extranjeros y mil 364 por nacionales. La razón de estas dos cantidades nos da el índice de dependencia tecnológica de un país. En ese año en México fue de 13.24, en Canadá 6.61, en Estados Unidos 0.92, en Corea 0.34 y en Japón fue 0.18. Es claro que mientras más grande es este índice para un país, la penetración tecnológica de su economía es mayor y su capacidad de innovación menor. El número total de patentes registradas en el mundo está en aumen- to, y es importante señalar que 80 por ciento de los conocimientos tecno- lógicos actuales se encuentra documentado en los archivos de patentes disponibles públicamente y de forma gratuita. El hecho de que dichos archivos sean públicos es relevante porque permite cono- cer las invenciones y admite innovar a partir de conocimiento generado por terceros; todo lo que existe en una patente se puede conocer y reproducir, pero no comercializar, si es que no solventas los derechos. Actualmente en México quien más con- sulta las bases de datos de las patentes son los abogados para iniciar o contestar demandas, no los estudiantes o investigadores de ciencias o ingenierías para desarrollar un proyecto de investiga- ción. La innovación aplicada al crecimiento en la productividad y en la provisión de productos y servicios de mayor valor es el siguiente paso natural en el impulso a largo plazo de nuestro país. En México se está incrementando el número de solicitudes de patente principalmente den- tro de las universidades y centros de investigación. En este número de se presentarán algunas tecno- logías desarrolladas en Puebla, en su sentido más amplio, como un con- junto de conocimientos, “saber qué”, y de prácticas, “saber cómo”, de obje- tos, instrumentos y procedimientos, elaborados o transformados por investigadores, usados para operar sobre la naturaleza, sociedad y las personas, para la satisfacción de necesidades humanas; tales conoci- mientos y prácticas conforman bienes y servicios que se ponen a disposi- ción de la sociedad. Los desarrollos tecnológicos que se muestran a continuación son prin- cipalmente de la Facultad de Ciencias de la Electrónica de la BUAP y del INAOE. jcid@ece.buap.mx

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4 octubre · 2016 Fernando Reyes Cortés y Jaime Cid Monjaraz RobotÉpsilon. ROBOT DE TRANSMISIÓN DIRECTA Los robots manipuladores como objetos de estudio en control automático ofrecen un amplio espectro en la formulación de problemas teóricos y prácticos, debido a la naturaleza no lineal, multivariable y fuertemente acoplada de su comportamiento dinámico. A través de la teoría de control automático se han generado contribuciones teóricas y mejoras prácticas en control óptimo, adaptable, control de trayectorias o de movimiento, control de posición o regulación, esquemas de identificación paramétrica, control cartesiano (fuerza, impedancia, teleoperación y visual servoing), planificación de trayectorias, entre otros tópicos más. Estas líneas de generación y aplicación del conocimiento tienen el potencial de llevar a la práctica una gama amplia de aplicaciones industriales, comerciales, científicas; particularmente en las áreas de la salud, la robótica ha sido clave y estratégica para ayudar a mejorar la calidad de vida de las personas. Sin embargo, desde el punto de vista experimental existe hoy en día una enorme carencia de infraestructura en materia de robótica en la mayoría de las Instituciones de Educación Superior (IES) de México; este problema se vuelve cada vez más agudo debido a la enorme demanda de alumnos que ingresan a las carreras de ingeniería relacionadas con la automatización como lo son mecatrónica, robótica, informática, mecánica, electrónica, eléctrica, sistemas, computación, etcétera. El Laboratorio de Robótica de la Facultad de Ciencias de la Electrónica de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla ha logrado el desarrollo de una plataforma robótica denominada RobotÉpsilon, la cual está compuesta por un robot de transmisión directa de 3 grados de libertad con movimiento tridimensional, cuyo espacio de trabajo corresponde a una esfera de radio de 1 metro; cuenta con una computadora e interface electrónica para envío/recepción de comandos bajo el entorno de programación en MATLAB y Arduino. La tecnología de transmisión directa (direct-drive) representa una excelente opción para desarrollar sistemas mecatrónicos y robóticos de alto desempeño, velocidad, exactitud y funcionalidad. Esta nueva tecnología de la ingeniería mecatrónica tiene ventajas sustanciales sobre los sistemas que emplean servomotores adaptados con sistemas de engranaje (tecnología convencional). El concepto de transmisión directa consiste en un motor eléctrico que proporciona alto par (en bajas velocidades o inclusive estático), peso ligero, tamaño compacto donde el rotor del motor funciona como una fuente de par. Los eslabones o barras metálicas se acoplan directamente al rotor, por lo que el sistema de engranes tradicional se elimina por completo, desapareciendo el cascabeleo o falta de movimiento y reduce significativamente el fenómeno de fricción, comparado con los robots convencionales; la construcción mecánica es más simple y la exactitud en el posicionamiento de robots manipuladores es mejorada. En el servomotor de transmisión directa, la flecha del rotor ha desaparecido y no se requiere el sistema de engranes para disminuir la velocidad de giro y amplificar el par; proporciona una plataforma mecánica estable debido a que la carga (eslabones) se conecta directamente al rotor y el fenómeno disipativo disminuye notablemente, es decir no hay pérdida de la energía como sucede en otro tipo de servomotores. El diseño de sistemas mecatrónicos a través de servomotores de transmisión directa representa enormes ventajas para realizar investigación científica en mecatrónica; esta tecnología ha estado ganando terreno en la industria (direct-drive robot manipulator), puertas automáticas (direct-drive garage door opener) y en aparatos electrodomésticos, tal es el caso de la compañía LG que ha desarrollado una lavadora con motores de transmisión directa (direct-drive washing machine) con un número alto de funciones y prestaciones, el servomotor está fijo al tambor y se mueve sin poleas, siendo más resistentes, no contamina, sin ruidos, ni vibraciones mecánicas. El desempeño de este tipo de sistemas es muy superior con respecto a los sistemas tradicionales con motores eléctricos acoplados con engranes o bandas de poleas dentadas. En la plataforma robótica RobotÉpsilon, cada articulación del robot manipulador puede tener velocidades rotacionales de 720◦/seg, mientras que el extremo final puede alcanzar velocidades lineales de 3000 mm/seg y desplazar cargas de 3 Kg. Los eslabones y base del robot se encuentran fabricados de aluminio aerodinámico 6061, el peso total del robot es de 150 Kg, esto incluye la masa de los servomotores, eslabones y base. Con múltiples aplicaciones en el área industrial, comercial, científicas, fisioterapia y robótica asistida a personas con problemas de movilidad motora. Tiene la capacidad de poderse programar en modo autoaprendizaje, de tal forma que por medio de guiado pasivo el robot puede reproducir fielmente todas las secuencia enseñadas. Esto permite ser programado por personal sin conocimiento de robótica mediante la imitación de movimientos. La plataforma robótica tiene gran cantidad de aplicaciones ya desarrolladas. El brazo robótico ha sido empleado para realizar actividades como el traslado y pintado de objetos, estibado de cajas, rehabilitación en rutinas de fisioterapia, tele-operación y asistencia robotizada a personas discapacitadas. Para propósitos de investigación y docencia, esta plataforma robótica cuenta con modelado matemático que describe su comportamiento dinámico no lineal derivado de la mecánica analítica a través de las ecuaciones de Euler-Lagrange y también se proporcionan los valores numéricos de los parámetros que describen el modelo dinámico, así como un manual de prácticas con algoritmos de control tradicionales y nuevas estrategias de control. La plataforma robótica tiene varias ventajas comerciales aplicadas directamente en una línea de producción: • Alto desempeño. • Puede trabajar en forma ininterrumpida las 24 horas de todos los días del año. • Cuenta con detección de fallas y auto-ajuste de funciones. • No requiere mantenimiento periódico. • La programación es muy simple y sencilla, la persona que programa al robot no requiere tener conocimientos de robótica. • Tiene un número grande de algoritmos de control robustos y de alto desempeño. • Bajo costo de producción. • Multifuncionalidad al realizar actividades específicas: Pintar. Trasladar objetos. Estivar. Clasificación. Soldado. Armado. • Cuenta con un sistema de compensación de gravedad y arquitectura abierta, esto lo hace sumamente ligero al momento de programarse manualmente. • El robot tiene dos modos de operación: auto aprendizaje y modo automático. • Puede acondicionarse sensores de video y voz para reconocimiento de comandos visuales o de audio. • Puede almacenar un número grande de rutinas y quedar guardadas en su sistema electrónico para ser ejecutadas cuando se requieran. • No ocupa un lugar voluminoso, es fácil de transportar, ligero y sencillo. • La fuente de alimentación requiere línea normal. • Es silencioso. • Copia la trayectoria, fuerza y posición específica al momento de ser programado. • No contiene engranes ni cadenas en su interior para poder funcionar, así mismo evita la fricción, el calentamiento y el desgaste ahorrando costos de mantenimiento. Esta plataforma Robótica tiene las siguientes Solicitudes de Patente ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI): MX/a/2012/001492, denominada Plataforma Robótica. MX/E/2015/053144, llamada Sistema de Control de movimiento para un Robot de Transmisión Directa mediante retroalimentación Visual. MX/E/2015/053086, con la denominación de Sistema para Automatización de Banda Transportadora con retroalimentación visual. The Internacional Patent System WIPO con el número: PCT/IB2015/054096 que tiene por título Motion Control System for a Direct Drive Robot Through Visual Servoing. PCT/IB2015/054109 que tiene por título System for Conveyor beltAutomation withVisual Servoing. La plataforma Robótica RobotÉpsilon se ha probado con éxito en sistemas con bandas transportadoras automatizadas con diversos sensores ópticos, y accesorios que le permite atender líneas de producción a bajo costo. Por lo que la plataforma es libre de mantenimiento, de fácil programación, silenciosa y puede ser conectada a líneas de corriente caseras de 120 VAC. Es importante destacar que esta plataforma robótica se desarrolló con la finalidad de acercar a las PYMES a soluciones de automatización accesibles. freyes@ece.buap.mx · jcid@ece.buap.mx Referencias 1 Reyes Cortés, Fernando. (2013). Robótica: Control de Robots Manipuladores. México: Editorial Alfaomega. 2 Reyes Cortés, Fernando, Jaime Cid y Emilio Vargas. (2013). “Mecatrónica: Control y Automatización”. México: Editoriales Alfaomega y Marcombo. 3 Reyes Cortés, Fernando. (2013). MATLAB: Aplicado a Robótica y Mecatrónica. México: Editorial Alfaomega. 4 Reyes Cortés, Fernando, Jaime Cid. (2015). Arduino: Aplicaciones en Robótica, Mecatrónica e Ingenierías. México: Editoriales Alfaomega y Marcombo.

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octubre · 2016 5 María Aurora Diozcora Vargas Treviño · Sergio Vergara Limón Desarrollo tecnológico e innovación realizada por investigadores de la FCE-BUAP E n los últimos 12 años se han desarrollado investigaciones dentro de la Maestría en Ciencias de la Electrónica opción Automatización de la Facultad de Ciencias de la Electrónica de la BUAP que han dado como consecuencia la solicitud de varias patentes. Todo esto para incidir directamente en nuestra sociedad y darle una aplicación práctica y solucionar problemas de nuestro entorno. Tales solicitudes de patentes se describen a continuación: En los últimos años la medicina ha experimentado grandes avances, tanto en el diagnóstico de enfermedades como en el tratamiento de las mismas. La electrónica es en parte responsable de ello, pues la medicina se sirve de numerosos aparatos electrónicos que permiten realizar múltiples tareas. La tecnología avanza rápidamente y a cada momento sorprende con nuevas técnicas de diseño y medición. Un dispositivo de los más utilizados por sus características es la computadora, la cual es una herramienta que nos abre las puertas para implementar en ella muchas otras aplicaciones gracias a su capacidad de almacenamiento y gran velocidad en el procesamiento de datos, en este proyecto se diseñó una tarjeta de adquisición de datos (MX/E/2012/073812) que cuenta con un bus de comunicación PCI, la cual utilizaremos para la obtención, registro, procesamiento y análisis de señales mioeléctricas, por su aplicación, es una herramienta con la cual se realizaran estudios de problemas a nivel muscular que están determina- registre en los acelerómetros, dichos acelerómetros se colocarán en puntos específicos de cada miembro inferior con el propósito de obtener los desplazamientos generados por la flexión y extensión con respecto al plano sagital de sustentación, y con estos datos analizar si existe alguna similitud de movimiento al caminar entre el miembro inferior derecho y el miembro inferior izquierdo. Actualmente existen muchas aplicaciones en las que se requiere el uso de sistemas de adquisición de datos, en los que es necesario estar constantemente monitoreando diversas variables, así como también poder controlarlas, en la actualidad existen tarjetas de adquisición de datos pero son muy costosas, y de poca flexibilidad la mayoría de las tarjetas de adquisición de datos son PCI, sin embargo con fines de hacer más atractivos estos dispositivos algunas empresas ofrecen el bus USB como medio de comunicación. El puerto USB soporta la conectividad de múltiples dispositivos, y gran flexibilidad en su configuración, en la actualidad es el puerto más común. La tarjeta creada (MX/E/2012/073891) puede digitalizar señales en un rango de 0 a 5 Volts con una resolución de 8 bits a 250 muestras por segundo en tiempo real, estas entradas estarán protegidas contra sobre tensión. También cuenta con ocho canales digitales de salidas con niveles TTL que le permiten controlar eventos externos como por ejemplo actuadores, relevadores, entre otros. Además contiene cuatro · Tarjeta electrónica para control de robots de tres grados de libertad · Tarjeta electrónica para la adquisición de señales bioeléctricas · Tarjeta de adquisición de datos por USB · Sistema de adquisición para el análisis de la marcha del mexicano dos por potenciales bioeléctricos con el fin de proporcionar al personal médico una herramienta de trabajo para evaluar la mejora de pacientes con discapacidad motriz bajo tratamiento de rehabilitación. Además posee ocho canales analógicos de entrada para monitorear cualquier otra señal bioeléctrica con una resolución de 10 bits y 20 canales digitales de entrada adicionales. El cuerpo humano ha sido construido para moverse mediante la acción de sus huesos, articulaciones y músculos, y este movimiento puede tomar muy variadas y complicadas formas. Los movimientos del ser humano le permiten desplazarse para desarrollar sus funciones vitales preferentemente; así mismo, esta capacidad de movimiento le confiere muy amplias posibilidades para establecer una relación con sus semejantes y con el medio en general lo que supone realización de una serie de acciones propias de los ámbitos personal, profesional y social en el más amplio sentido. La importancia de la pérdida o la alteración de la movilidad es obvia y, como se ha señalado, afecta a diferentes aspectos esenciales de la actividad del hombre. En gran mayoría la perdida de alguna extremidad es causada por diferentes tipos de accidentes y enfermedades crónicas degenerativas. Con el fin de tener un mejor conocimiento del funcionamiento y desarrollo de nuestro cuerpo y que este conocimiento sirva como base para el desarrollo de prótesis o dispositivos que emulen parte, o partes del funcionamiento del ser humano y que dichos sistemas o dispositivos sirvan para reemplazar alguna parte afectada por alguna enfermedad o algún accidente, el propósito de esta investigación (MX/E/2013/093987) fue realizar un estudio de los movimientos que realizan ambos miembros inferiores; estos estudios generalmente van orientados a los movimientos que realizan las articulaciones involucradas en el desarrollo de la marcha. Para realizar el estudio de movimiento de las articulaciones y el desplazamiento que realiza el miembro inferior al caminar, se desarrolló un sistema electrónico basado en acelerómetros que se comunica directamente a un cerebro electrónico llamado FPGA (Field Programmable Gate Array, por sus siglas en inglés) que manipula y envía los datos a la PC, para una mejor manipulación e interpretación, la PC visualizará cada movimiento que se canales analógicos de salida que proporcionarán un rango de voltaje entre -5V y 5V con una resolución de 8 bits. Tiene ocho canales digitales de entrada con niveles TTL, la tarjeta cuenta con conector USB tipo b para poder conectarse a la computadora a máxima velocidad (full speed). Para operar esta tarjeta posee una interfaz de usuario, que permitirá visualizar las señales en función del tiempo, así como la posibilidad de almacenar estos en un archivo de texto, asimismo el usuario podrá seleccionar el canal deseado y el tiempo de muestreo en tiempo real en incrementos de 1ms a partir de 4ms. Se puede manipular las salidas tanto analógicas como digitales por medio de controles o archivos de texto generados por el usuario.Al conectar por primera vez la tarjeta a la computadora esta inicia un asistente automáticamente en ese momento será necesario insertar el CD de instalación, que se llevará a cabo automáticamente en unos cuantos segundos. Cuando el sistema se encuentre en operación la computadora podría estar esclavizada al proceso de adquisición de datos. El propósito de este desarrollo es como ayuda a la enseñanza de la electrónica en las diferentes universidades que tengan esta carrera en su oferta académica. También se desarrolló una tarjeta de adquisición y control para un robot de tres grados de libertad (MX/E/2012/073811) con motores de transmisión directa, en las cuales se tuvieron que analizar las señales que interactúan en el sistema de control del robot, para seleccionar los dispositivos electrónicos adecuados para el tratamiento y emisión de éstas, el diseño de tarjetas de adquisición y control tienen un alto nivel de complejidad, por lo que en su mayoría son desarrollados por compañías transnacionales en las cuales un equipo multidisciplinario las realiza puesto que representan un de gran valor tanto para la empresa que los realiza como para su país. Con todos estos desarrollos queremos aplicar nuestros conocimientos para beneficiar directamente a la sociedad de México y contribuir al desarrollo tecnológico e innovación en nuestro país. auroravargast@hotmail.com · svergara2@hotmail.com

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6 octubre · 2016 Víctor Rodolfo González Díaz Las nuevas aplicaciones de la electrónica exigen mucho más... con menos E s muy frecuente que en nuestros sitios de trabajo haya una constante tendencia a la reducción en los recursos destinados al desarrollo de nues- tras actividades. La razón principal es la necesidad de reducir los costos de diseño, de producción y el tiem- po que toma a los nuevos productos estar disponibles en el mercado. Lo anterior no limita las metas y compromisos res- pecto a la calidad, disponibilidad y el desarrollo de nue- vos productos. Por otro lado, el desarrollo tecnológico a nivel mundial ha acelerado esta tendencia. En otros tér- minos, el objetivo es incrementar las ganancias invir- tiendo menos recursos. Este tema tiene muchas implica- ciones, pero me gustaría aprovechar la oportunidad para mostrar ejemplos que muestran que ante la pre- · Figura 1a sencia de nuevos retos, se pueden encontrar soluciones que mejoran de forma eficiente algunos problemas que en primera instancia son complicados. Una clara dirección en el diseño y aplicación de los circuitos electrónicos es la reducción del tamaño y del consumo de energía. En gran medida, el procesa- miento digital ha hecho posible la reducción del consumo de potencia, porque éste es directamente proporcional al voltage de alimentación. La reducción en la tensión de alimentación no ha afectado de forma importante al desempeño de las secciones digitales de los circuitos electrónicos porque los niveles lógicos aún están por encima del umbral de las compuertas lógicas. Por contrario, las secciones ana- lógicas se han restringido de forma considerable porque una baja tensión de ali- mentación hace que los dispositivos activos no puedan procesar las señales con una dinámica apropiada. Para el caso específico del transitor MOS, el escalamiento de las dimensiones hace que los efectos de canal corto sean prominentes. Como resultado, los tran- sistores no pueden funcionar como fuentes de corriente ideales porque cuentan con una resistencia de canal bastante reducida. Otra consecuencia del escala- miento de los dispositivos es la reducción en la transconductancia. En conjunto, los bajos niveles de transconductancia, resistencia de canal y un límite fuerte en el rango de operación de los circuitos analógicos han complicado el diseño de nuevos productos. Un notable ejemplo es la reducción de la ganancia en voltage en los amplifi- cadores operacionales. Con los nuevos procesos de manufactura es muy complica- do tener un amplificador de tensión con una ganancia mayor a cien. No obstante, casi todas las topologías de filtros, convertidores de datos, etcétera, están funda- mentadas en un amplificador operacional de ganancia infinita. Lo anterior no indi- ca, como se comentó en unos párrafos antes, que las especificaciones de los circui- tos y aplicaciones puedan venir a menos. Todo lo contrario, los convertidores bus- can una mayor resolución, los filtros bandas más angostas y además todos los cir- cuitos deben ser confiables. En otras palabras, los circuitos integrados deben ser poco sensibles a las variaciones del proceso de manufactura, temperatura y tensión de alimentación. Una solución es buscar un circuito que substituya al amplificador operacional, pero en la mayoría de los casos es necesario este elemento activo. ¿Qué otra cosa podemos hacer? Otra alternativa es buscar soluciones viejas a nuevos problemas. En el pasado se hicieron algunas propuestas para compensar el efecto de ganan- cia finita en amplificadores operacionales para circuitos que operan en tiempo dis- creto. En nuestro caso, observamos el comportamiento de los circuitos con ampli- ficadores operacionales de baja ganancia y nos dimos cuenta de que la referencia analógica es inestable cuando hay una baja ganancia en el operacional. Una repre- sentación gráfica se muestra en la Figura 1a). En esta representación se muestra el impacto de la ganancia en DC de un amplificador operacional. Con base en este razonamiento, los nodos de tierra virtual en un amplificador con una ganancia grande son mucho más estables comparándolo con uno de baja ganancia. Entonces, observando este efecto hemos propuesto monitorear la tierra virtual en un amplificador operacional. La Figura 1b) muestra una posible forma median- te la inyección de una corriente que compensa el efecto indeseable de la baja ganancia en DC del amplificador operacional. La inyección de la corriente se reali- za a través de un circuito auxiliar que para el caso mostrado es una etapa de trans- conductancia. Esta solución permite que el efecto de la ganancia finita tenga · Figura 1b menor impacto en la operación fundamental del circuito activo con un incremento mínimo en el consumo de recursos. La técnica abre la posibilidad del uso de amplificadores de una sola etapa, evitando los amplificadores de múltiples etapas que necesitan una compensación en frecuencia para asegurar su estabilidad. En la Figura 2 se muestra el resultado de la activación de la propuesta en un circuito integrado de aplicación específica. Hasta ahora, ha sido posible incorporar el compensador de ganancia finita en un circuito integrador analógico puesto que el integrador es una celda fundamental en muchos circuitos de procesamiento analógico y de control. El integrador mostrado es parte fundamental de un convertidor de datos en un proceso de manufactura de 65nm en una tecnología CMOS complementaria. · Figura 2 Este es solo un ejemplo de los retos a los que nos estamos enfrentando en la solución de los problemas que surgen con los nuevos procesos de manufactura en circuitos electrónicos integrados. Soluciones de esta naturaleza pueden encontrarse a partir de la experiencia de ingenieros de diseño especializados como los que se han preparado y se están preparando en la Facultad de Ciencias de la Electrónica en la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Con el fin de impulsar el desarrollo tecnológico a través de una relación entre la investigación aplicada y el sector industrial, las soluciones a problemas de esta índole se han sometido a revisión para su protección ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Intelectual (IMPI). De estas solicitudes estamos comenzando a obtener los registros de patente. Sin duda éste es solo el inicio de un camino muy largo para incrementar la actividad del diseño electrónico de alto desempeño en nuestra entidad y por consecuencia en nuestro país. vicrodolfo.gonzalez@correo.buap.mx

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octubre · 2016 Amparo Palomino Merino Miniaeronave no tripulada 7 INTRODUCCIÓN A ctualmente el estado del desarrollo de Vehículos Aéreos no Tripulados (del inglés Unmanned Aerial Vehicles, UAV’s), algunas veces también llamados “drones” (avión sin piloto que es operado por un humano a través de un control remoto) en diversos países ha tenido gran auge debido a la diversidad de aplicaciones en las que se les puede considerar. Estas aplicaciones se extienden a múltiples facetas, tanto civiles como militares, como son: • La supervisión de carreteras y costas. • Intervención en ambientes hostiles (emisiones químicas o radioactivas, lugares inaccesibles para el hombre). • Misiones de investigación. • Inspección visual (carreteras, costas, etcétera). • Exploración de minas. • Sistemas de información para los medios de comunicación. • Supervisión del medio ambiente (calidad del aire, incendios forestales). El diseño y producción de UAV’s es una actividad global, con fabricantes e investigadores alrededor de todo el mundo. Actualmente existen cerca de 50 compañías, instituciones y organismos gubernamentales alrededor del mundo que desarrollan cerca de 150 vehículos aéreos no tripulados, los cuales caen dentro de las siguientes categorías principales: • Táctil, capaz de transportar de 25 kg hasta 500 kg. • Alta resistencia, capaz de volar durante mucho tiempo, típicamente 24 horas o más. • Despegue y aterrizaje vertical (VTOL), vehículo con hélices giratorias. • Portátil, suficientemente ligero para ser cargado y lanzado por el hombre, pero más grande que los micro-vehículos aéreos. • Vehículo semi-automático, capaz de realizar vuelos autónomos o teleguiados. • Micro-vehículos aéreos, aquellos que poseen una dimensión inferior a 15 cm. • La configuración del mini-avión es ala delta con tren de aterrizaje en forma de patín utilizado tanto como medio de lanzamiento manual del vehículo, como medio de apoyo para el aterrizaje. También cuenta con alerones, timón de dirección y timón de cabeceo como superficies de mando y control. • Es posible obtener la posición actual, respecto a la tierra, por medio de un GPS. • El mini-avión cuenta con un sistema inercial el cual permite conocer su orientación y velocidad angular para llevar a cabo procesos de control. • La mini-aeronave cuenta con un sistema de comunicación inalámbrica con una estación en tierra para monitorear el estado de la aeronave y su posición con respecto a una referencia establecida. • Su sistema de propulsión es completamente eléctrico, tanto en lo que se refiere al motor como en lo referente al sistema que se encarga del control de su velocidad. • Está diseñado para soportar 2000 grs más de peso, en caso de que se desee agregar algún otro sensor más. • La mini-aeronave posee un área total de 0.8866 metros cuadrados, lo cual garantiza el planeo sin problema. VENTAJAS • Configuración robusta por sí sola y fácil de planear sin fuente motriz. • Estructura robusta: cuenta con un esqueleto hecho en madera balsa. • Estructura ligera por los materiales utilizados en su construcción. • El despegue no depende del tipo de terreno ya que es lanzado manualmente. • Se requiere menos longitud de despegue comparado con un avión que tiene tren de aterrizaje con ruedas. • Se requiere menos potencia del motor durante el despegue debido al impulso ejercido por la mano. • Menos probabilidades de colisión en el despegue. RESUMEN La mini-aeronave no tripulada fue construida totalmente desde el diseño y modelado, así como el desarrollo de un control no lineal para la automatización de la misma, en la Facultad de Ciencias de la Electrónica de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Esta clase de vehículos de vuelo autónomo, mejor conocidos por sus siglas en inglés como UAVs (Unmanned Aerial Vehicles), o en español VANT (Vehículo Autónomo No Tripulado) cuenta con los dispositivos necesarios para que la mini-aeronave sea capaz de mantener su orientación longitudinal en vuelo sin ningún tipo de ayuda externa, basándose únicamente en los datos generados por sus sensores integrados para ejecutar la ley de control diseñada. La instrumentación incluye, además de la lectura de los sensores y el procesamiento de las señales, la opción de vuelo manual a través de radiocontrol por motivos de seguridad y para realizar el despegue y el aterrizaje. Una vez que la aeronave se encuentre en vuelo, se envía la orden vía radiocontrol para comenzar con la etapa de autonomía mediante un algoritmo de control no lineal implementado en un procesador digital de señales o DSP (Digital Signal Processor), el cual se encarga de leer los datos sensados por el Sistema de Navegación Inercial, mejor conocido por sus siglas en inglés como INS (Inertial Navigation System), apoyado por un Sistema de Posicionamiento Global, referido como GPS (Global Positioning System), para posteriormente mandar la orden a los servomotores con el fin de que éstos modifiquen las posiciones de los mandos de control de la aeronave, llevando de esta manera al UAV a estabilizarse longitudinalmente alrededor de su posición de origen. Finalmente se vuelve a mandar la orden a la aeronave vía radiocontrol para pasar de nuevo a modo manual y poder aterrizarla. DESCRIPCIÓN TÉCNICA • El mini-avión puede ser controlado 100 por ciento manualmente por medio de un radio control y/o controlado de forma semi-automática, con ayuda de sensores de posición y orientación. DESVENTAJAS • Despegue manual. • Baja autonomía de vuelo. • Poca libertad de adicionar componentes, debido al peso que éstos generan y a los requerimientos de energía. • Alcance limitado del control manual, debido al alcance máximo del radio control. • Tiempo de vuelo restringido debido a la tecnología de almacenamiento máximo de la batería. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS • La configuración tiene una envergadura de 1.5 mts y un peso estructural de 1,150 grs. • La velocidad máxima de vuelo que alcanza es de 35 km/hr y una altura de 200 mts. • La distancia que recorre es de 15 mts por cada metro de altura. • Distancia promedio recorrida en planeo sin fuente motriz: 38 mts, dependiendo de las condiciones meteorológicas. • El ángulo de ataque es de 3 grados para asegurar el máximo rendimiento del perfil. • La estructura está compuesta de madera balsa y madera triplay, con refuerzos de fibra de carbono. Forrado y reforzado con kevlar en tela, tela de fibra de carbono, tela marina, fibra de vidrio y monokote. Autores: Amparo Palomino Merino, César David Malpica Moreda, Manuel Aparicio Razo. Fecha de solicitud de patente: 7 de mayo de 2013. ampalomino@gmail.com

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8 octubre · 2016 Jesús Sandoval Ramírez y María Antonieta Fernández Herrera Una nueva era en la agricultura D e niños escuchamos con mucho asombro el cuento de Juanito y los frijoles mágicos. En él se relata la pobreza en que vivían Juanito y su madre, pobreza que los llevó a vender la última vaca que tenían. Juanito fue al exógenamente a plantas normales éstas crecen mucho más que las no tratadas y su producción es también mayor. O bien, que si las semillas son embebidas (remojadas) con los BS, las semillas germinan más rápidamente y generan plantas mercado a venderla y la canjeó por unas semillas de frijol. El ingenuo Juanito más robustas. Y aún más, si las primeras hojas se rocían con BS, las plantas crecen aceptó, pero al regresar a casa recibió una fuerte aún más. O sea que las plantas sí pueden seguir cre- reprimenda y su madre tiró los frijoles al jardín. A la ciendo más y más si se les adiciona el RCV adecuado. mañana siguiente Juanito fue a rescatar las semillas pero éstas ya habían germinado y crecido muchísimo. Se recomienda al lector releer el cuento para SE HAN EVALUADO TAMBIÉN JITOMATE, Por ello es muy conveniente aplicar RCV en cultivos de plantas forrajeras, como alfalfa, centeno, maíz, pues producirán más biomasa. En otros cultivos no recordar las aventuras de Juanito, pero basta con lo anterior para enfocarnos en la siguiente pregunta ¿es posible que las plantas puedan crecer mucho CALABAZA, PLANTAS FORRAJERAS COMO es conveniente asperjar RCV en periodos sucesivos pues se afectan los periodos de floración y por tanto la formación de producto. más de lo normal? Todos realizamos el siguiente experimento en LA ALFALFA, MAÍZ Y PLANTAS DE ORNATO La importancia de los BS ha sido expuesta muy someramente, pero es suficiente para comprender la primaria: colocar una semilla de frijol en un frasco con algodón y agua. Al cabo de una semana, la semilla se desarrolla y comienza a crecer una plan- COMO LA ORQUÍDEA, CUYO PERIODO DE que son muy importantes en el desarrollo de las plantas y por ello se les ha tratado de obtener por varias vías de síntesis pues su extracción de fuentes ta de frijol. ¿Qué le indujo a desarrollarse? Sabemos que las plantas necesitan fuentes de nitrógeno, fósforo y potasio, entre otros nutrien- FLORACIÓN TOMA HASTA CUATRO AÑOS naturales es costosa y su rendimiento es bajo. Por otro lado, la síntesis química produce a la fecha cantidades limitadas por lo que son compuestos caros y tes. Pero, en el experimento, el frijol requirió solamente un poco de agua. Entonces, ¿cómo creció? EN ALGUNAS ESPECIES, PERO QUE CON solamente los grandes productores pueden pagar por ellas para introducirlas en los paquetes tecnoló- Las semillas contienen los nutrimentos necesarios gicos que aplican a sus cultivos. para obtener energía y transformarlos durante la germinación. Aunado a ello, dentro de las semillas AYUDA DE NUESTROS COMPUESTOS PUEDE En México, y particularmente en la Facultad de Ciencias Químicas de la Benemérita Universidad se encuentran unos compuestos a los cuales se les ha llamado hormonas de crecimiento o fitohormonas; sin embargo, un nombre más apropiado es el REDUCIRSE HASTA EN 50 POR CIENTO Autónoma de Puebla, sintetizamos nuevos RCV empleando materias primas accesibles y relativamente menos costosas (Sandoval-Ramírez y de reguladores de crecimiento vegetal (RCV). Estos Fernández-Herrera 2013). El camino de síntesis ha compuestos promueven el crecimien- sido mejorado continuamente y per- to y la división celular y hacen que en mite obtener grandes lotes de una un tiempo corto la semilla se transfor- nueva familia de RCV, a la cual hemos me en una planta sana y robusta. Las nombrado 22-oxocolestanos. De ello plantas siguen produciendo RCV, pero se deriva una patente la cual se no indefinidamente pues si lo hicieran encuentra en trámite. Esta investiga- obtendríamos plantas gigantes, como ción es ahora compartida con el las descritas en el cuento de los frijoles Cinvestav-Mérida. Los ensayos de los mágicos. Todos nos damos cuenta que 22-oxocolestanos en cultivos como los seres vivos crecen pero no infinita- maíz, frijol y arroz se han llevado a mente pero que el crecimiento es más cabo en el Laboratorio del Herbario y vertiginoso en las primeras etapas de Jardín Botánico de la Benemérita la vida y esto se debe a que tanto las Universidad Autónoma de Puebla hormonas de crecimiento animal y los bajo la supervisión de la Dra. Maricela reguladores de crecimiento vegetal se Rodríguez Acosta. Estas pruebas se manifiestan en mayor cantidad en han realizado a nivel de laboratorio, esas primeras etapas. invernadero y campo bajo procedi- En los libros se reporta que en el mientos de operación estandarizados. reino vegetal existen varias familias de Asimismo se han evaluado también compuestos que actúan como RCV: jitomate, calabaza, plantas forrajeras auxinas, giberelinas, citocininas, ácido como la alfalfa, maíz y plantas de abscícico, etileno, jasmonatos y otros más. Éstos, en general, regulan el desarrollo ornato como la orquídea, cuyo periodo de floración toma hasta cuatro años en vegetal, algunos promueven el crecimiento y otros lo detienen. De esta manera algunas especies, pero que con ayuda de nuestros compuestos puede llegar a comprendemos cómo en el otoño algunas plantas dejan de crecer, se desprenden reducirse hasta en 50 por ciento. Al igual que los BS, nuestros compuestos tam- de las hojas e hibernan. A la llegada de la primavera, otros RCV actúan para pro- bién son activos a nivel de nanogramos por planta y también generan mayor bio- seguir con el crecimiento y así sucesivamente durante todos los años de su vida. masa y fruto. Los hallazgos a la fecha muestran que mínimas cantidades de nues- Algunos otros RCV son empleados para ayudar a fijar las raíces y promover su cre- tros RCV promueven que las plantas sean más resistentes a diversos tipos de cimiento, otros auxilian a la planta a soportar medios adversos bióticos y abióti- estrés. Algunos de nuestros compuestos incluso han presentado otras bioactivi- cos. Las cantidades de RCV que producen las plantas son pequeñas. Algunos RCV dades como anticancerígena, antimicótica, antiinflamatoria y no son tóxicos. En se encuentran en miligramos/planta, a otros en microgramos/planta y otros, más fin, numerosas investigaciones están en ruta y sin duda nos darán más sorpresas. potentes se producen a nivel de nanogramos/planta. Si recordamos que un nano- Estamos en la búsqueda de nuevos 22-oxocolestanos que ayuden a las plantas a gramo equivale a una milmillonésima parte de un gramo (0.000,000,001 g), es contrarrestar los efectos adversos del cambio climático en cuanto a la sequedad, asombroso que cantidades tan pequeñas generen una actividad tan grande. A exceso de agua, altas y bajas temperaturas. En fin, con la aplicación de los diver- finales de los años 1970 se reportó la existencia de la familia de los brasinoeste- sos RCV y en particular los desarrollados en la BUAP-Cinvestav, se perfila una roides (BS) que resultaron ser los compuestos más potentes de crecimiento vege- nueva era en la agricultura. tal entre los conocidos hasta entonces y que además, ayudan a generar múltiples acciones benéficas para la planta, como la resistencia a plagas, a soportar terrenos salinos, a generar más biomasa (raíces, tallos y hojas mejor desarrollados), más Referencia chuysandoval@yahoo.com fruto e incluso se ha mostrado que varios BS actúan como anticancerígenos. En la práctica, los BS son una maravilla y se ha encontrado que si se aplican Sandoval-Ramírez, J. y Fernández-Herrera, M. A. (2013). Síntesis de compuestos colestánicos promotores del crecimiento vegetal. MX/E/2013/047353.

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octubre · 2016 9 Denise Lucero Mosqueda La Necesario, el cambio de la mentalidad empresarial en México para impulsar Una de las actividades propias de las instituciones de educación superior es la generación de investigación, y mucha de esa investigación puede tener un desarrollo tecnológico, es decir una aplicación. Con el propósito de proteger la propiedad intelectual de los científicos y estudiantes universitarios e incentivar la innovación, la Universidad Autónoma de Puebla orienta a los investigadores y da seguimiento al proceso de solicitud de una patente; además, busca canales que informen al sector empresarial del desarrollo tecnológico que se genera en la Universidad, explicó en entrevista con este suplemento, Jaime Cid Monjaraz, docente, investigador y exfuncionario universitario vinculado a temas de divulgación científica, desarrollo tecnológico, proyectos de transferencia tecnológica, entre otros; y que estuvo cercano al proceso de solicitudes de patentes dentro de la máxima casa de estudios. la innovación y la transferencia tecnológica Los investigadores universitarios tienen una importante producción científica que se quedaba en los papers, publicaciones en revistas, en congresos, y actividades de índole académica porque no existía algún procedimiento para el reconocimiento de la propiedad intelectual. Desde 2011 la universidad decidió impulsar un programa para orientar y asesorar a los científicos en el proceso de solicitud de una patente y hace una revisión exhaustiva para que los proyectos tengan los elementos necesarios para su registro, señaló el doctor en Ingeniería en Mecatrónica. La patente es un tipo de propiedad intelectual, como el derecho de autor —para los creadores y sus obras artísticas—, y las marcas —para signos distintivos de un producto o servicio. Se conceden patentes sobre invenciones que tengan aplicaciones tecnológicas o industriales. Para que un producto o proceso sea susceptible de ser patentado, indicó el promotor del Laboratorio de Robótica de la BUAP, debe cumplir con algunas características; debe ser novedoso —que a nadie en el mundo se le haya ocurrido esta misma idea—, esto se verifica a través de las mismas patentes, en publicaciones, revistas, en internet y el estado actual de la técnica. La segunda característica es que tenga una actividad inventiva, es decir, para gente especializada en el área que uno desea patentar, que no sea algo que se deduzca de manera muy simple en función de todo lo que ya existe. Los expertos en el área deben considerar que tiene un fundamento científico y tecnológico. La tercera condición se refiere a su aplicación industrial, es decir, que la idea se pueda reproducir, que sirva a la industria y a la sociedad para tener mejores procesos industriales, mejores productos o para mejorar las condiciones de vida. Sabemos, expuso Cid Monjaraz, que en los jóvenes como en los investigadores universitarios existe mucha creatividad, tienen buenas ideas, pero su principal dificultad es concretarlas hasta su etapa final. Sucede que como inventores nos quedamos en un prototipo o en un diseño parcial que no cumple con las características estándares industriales; si las ideas no se aterrizan en un diseño, en una metodología, en un producto específico que resuelva una necesidad concreta entonces no tiene la característica fundamental de la innovación que es la transferencia de lo hecho para que la sociedad lo aproveche. TRANSFERENCIA TECNOLÓGICA El titular de una patente tiene el derecho exclusivo sobre una invención —una nueva solución técnica, un nuevo proceso o un nueva manera de hacer algo—; la información técnica de dicha invención se hace pública al momento de presentar la solicitud de patente con el fin de compartir la información y pueda ser usada sin fines de lucro. Además, tiene la facultad para autorizar si la invención puede ser explotada comercialmente por parte de terceros mediante licencias de patente, es decir concede autorización para fabricar, distribuir y comercializar su invención bajo las condiciones monetarias acordadas. La protección por patente significa que una invención no se puede usar, fabricar o vender sin el consentimiento del titular; esta protección es por un tiempo determinado, y en un territorio determinado, en México el periodo es de 20 años. Una vez concluido el periodo de la patente, finaliza la protección y la invención es ya de dominio público. Desde 2011 la universidad ha presentado en promedio 30 solicitudes al año de prácticamente todas las áreas del conocimiento. Existen lineamientos universitarios bien definidos del beneficio sobre la patente por parte del investigador y la institución en caso de que se dé la transferencia tecnológica. De este modo, 40 por ciento le corresponde a la institución, 30 por ciento el investigador y 30 por ciento para infraestructura para el laboratorio del propio investigador pero que es finalmente patrimonio universitario. En los últimos cinco años la universidad está en tercer lugar de solicitudes de patentes, únicamente por detrás de la Universidad Nacional Autónoma de México y el Tecnológico de Monterrey. El programa federal de Estímulos a la Innovación (PEI) del Conacyt tiene por propósito que las empresas se involucren con proyectos de investigación e innovación tecnológica a través de estímulos económicos. Existen, señaló el doctor Cid, empresarios interesados en establecer relaciones de intercambio y respecto con la universidad, y eso ha fortalecido algunos vínculos porque los resultados son tangibles y satisfactorios, hay ejemplos de empresas serias que aprovechan bien este incentivo para motivar la innovación. Lamentablemente, añadió, aún son pocos los empresarios que están pensando en invertir en innovación; en la mayoría de los casos, su lógica por la máxima ganancia les impide aprovechar el desarrollo tecnológico que se realiza en las instituciones educativas del país, aun son muy pocos los empresarios industriales la mayoría son comerciantes. También existen empresarios que se acercan a las instituciones educativas de prestigio, a investigadores reconocidos, para exponer su necesidad o problemática con la finalidad de crear un proyecto de innovación. En los proyectos se establece el monto económico que corresponde a la actividad investigativa, a los científicos. Sin embargo, una de las problemáticas que se presentan es que el proyecto una vez que es aprobado, las empresas deciden cambiar de institución educativa, haciendo a un lado a los investigadores que colaboraron en el diseño del proyecto con la finalidad de recibir la factura que avale que invirtió la cantidad establecida, a cambio de un porcentaje, aunque no realicen ningún desarrollo tecnológico, y entonces no hay innovación. Desafortunadamente, acotó, la convocatoria permite realizar esos cambios y poco exige en la demostración de la innovación. Hay muchos desarrollos tecnológicos por aplicar, hace falta que la contraparte, es decir, las empresas se fijen en lo que se hace bien en tecnología nacional en las universidades e institutos de investigación. Es posible resolver muchos problemas específicos con desarrollos de tecnología nacional y sin necesidad de traerlas del extranjero, precisó el investigador. Si la mentalidad de los empresarios mexicanos no cambia en sentido de apostarle a la tecnología que se desarrolla en México, es difícil que se aplique todo lo que se está haciendo, o que se fomente con mayor ímpetu la innovación, pero si los empresarios ven que hay un beneficio porque lo palpan en un diseño o producto que va a mejorar su producción, pues tienen que invertir, tienen que corresponder, señaló el docente de la Facultad de Electrónica, una de las facultades de la universidad con mayor número de solicitudes de registro de patente. deniselucero@gmail.com

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10 octubre · 2016 INAOE 45 años L. Enrique Sucar Gesture Therapy: un sistema de rehabilitación virtual U na de las enfermedades más comunes que causan daños cerebrales son las el miembro afectado. Para ello, el sistema hace un mapeo de las coordenadas embolias, también conocidas co- de la mano del paciente en mo “enfermedad vascular cere- el espacio “real”, donde se bral” (EVC). Al sufrir una embo- encuentra el paciente; al lia, la persona frecuentemente espacio virtual, donde inte- pierde la capacidad de movi- ractúa con un mundo ima- miento de las extremidades (bra- ginario, el cual observa a zo y pierna) de un lado, ya sea través de la pantalla de la izquierdo o derecho; el lado opues- computadora. Este mapeo to al hemisferio cerebral donde de un mundo al otro se sufrió el daño. En ocasiones tam- puede configurar de acuer- bién pueden afectarse otras fa- do al paciente y su estado cultades. En los últimos años se de avance en la terapia; por ha demostrado que un importan- ejemplo, para pacientes que te porcentaje de las personas que han sufrido una embolia pueden recuperar el movimiento en bue- · En la imagen se observa a una persona interactuando con Gesture Therapy, con la manija en su mano, la cual tiene una esfera para el seguimiento visual. En la pantalla se observa uno de los juegos —asar la carne—, y en la ventana pequeña se ilustra la detección de la esfera y el usuario por el sistema. aún no pueden mover mucho el brazo, se puede hacer que movimientos peque- na medida a través ejercicios de ños de la mano produzcan rehabilitación, aprovechando la plasticidad del cerebro. La plasticidad cerebral es movimientos grandes en el espacio virtual. la capacidad del cerebro de reaprender; es decir, que cuando alguna región del El ambiente virtual para rehabilitación es similar a los juegos de video, aun- cerebro sufre un daño, pueden otras partes retomar su función. que con dos diferencias importantes. Por un lado, los ejercicios están diseñados Le rehabilitación tradicional de personas que han sufrido una embolia cere- de forma que obliguen al paciente a ejercitar las diferentes partes del brazo bral consiste en hacer ejercicios repetitivos con los miembros afectados guiados que son importantes para la rehabilitación, como son el hombro, codo, muñe- por un terapeuta, lo que se conoce como terapia ocupacional. Aunque este tra- ca, e incluso los dedos; con diferentes tipos de movimiento como flexión, exten- tamiento ha demostrado buenos resultados para muchos pacientes, tiene dos sión y prensión, entre otros. Por otro lado, los ambientes están diseñados para desventajas: (a) se requiere de un terapeuta, lo que limita el tratamiento ya que simular actividades de la vida diaria, ya que lo que se busca es que el paciente el paciente tiene que desplazarse a una clínica especializada, y (b) los pacientes pueda regresar a hacer una vida normal. Ejemplos de algunas de las actividades tienden a perder la motivación, ya que la recuperación implica un esfuerzo impor- que emulan los juegos son: limpiar una ventana, ordenar el cuarto, cambiar las tante por meses e incluso años, por lo que muchos no concluyen la terapia y por llantas, ordeñar una vaca, etcétera. consiguiente no alcanzan todo el potencial de la rehabilitación. El tercer elemento de software permite al sistema adaptarse de acuerdo al En el INAOE hemos desarrollado el sistema Gesture Therapy, el cual combina progreso del paciente, lo cual es importante si se va a utilizar sin la supervisión técnicas de visión por computadora, realidad virtual e inteligencia artificial, para todo el tiempo de un terapeuta. Para ello utilizamos técnicas de inteligencia arti- ayudar a la rehabilitación de las extremidades superiores de pacientes que han ficial que en cada momento estiman el rendimiento del paciente a través de sufrido embolias cerebrales, así como parálisis cerebral y otros padecimientos que medir la velocidad y suavidad de sus movimientos al realizar uno de los juegos. afectan la movilidad de extremidades superiores. Gesture Therapy se basa en el Con base en estas estimaciones el sistema decide si mantener, aumentar e incluso uso de elementos de bajo costo como son una computadora personal, una cáma- disminuir el nivel de dificultad de los juegos. Por ejemplo, en el juego de limpiar ra y una manija, y permite al paciente realizar la terapia en casa sin la necesidad la ventana se puede modificar el número de manchas, su distancia y la velocidad de un terapeuta, manteniendo su motivación al utilizar juegos por computadora con que aparecen. Esta capacidad permite al sistema, por ejemplo, aumentar el con los que interactúa el paciente. nivel de dificultad si el paciente va progresando en su rehabilitación, o disminuir- El sistema consta de elementos físicos (hardware) y de programas de compu- lo si se está cansado. Actualmente trabajamos en estimar el estado afectivo del tadora (software). Los elementos de hardware son una computadora, donde se paciente (por ejemplo si tiene dolor), el cual es también un aspecto importante a ejecutan los programas; una cámara de video (cámara web), que permite obser- considerar en la adaptación del sistema. var los movimientos del paciente; y una manija, que el paciente toma con la mano Gesture Therapy ha sido evaluado en pruebas clínicas con pacientes que han del miembro afectado, la cual facilita el seguimiento visual de su mano y también sufrido embolias cerebrales en el Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía, mide la presión que ejerce al apretarla. y con niños con parálisis facial en el Instituto Nacional de Pediatría. Para evaluar- El software lo podemos dividir en tres partes principales: seguimiento visual, lo, se realizaron estudios clínicos controlados, donde se evalúa su impacto clínico ambiente virtual y adaptación. El programa de seguimiento visual analiza las imá- en los pacientes. Para ello, un grupo de pacientes utilizan el sistema durante va- genes que se obtienen de la cámara y realiza el seguimiento de la posición de la rias semanas, y otro grupo de pacientes con características similares reciben tera- mano en el espacio en tres dimensiones. Para ello se auxilia de una esfera de color pia tradicional. Al final, se realiza una evaluación clínica por un terapeuta de cada en un extremo de la manija, que es lo que realmente sigue el sistema. La posición paciente para ver su mejora, y se compara la mejora promedio en ambos grupos. en el espacio de la esfera se estima mediante técnicas de visión por computadora Los estudios con pacientes de EVC muestran resultados similares en cuanto a la que combinan información de color y textura del objeto, con estimaciones de su mejora del movimiento del miembro afectado para ambos tipos de terapia. Sin posición considerando sus posiciones en las imágenes previas. Estas técnicas utili- embargo, los pacientes que utilizaron Gesture Therapy tienen una mucha mayor zan modelos estadísticos que realizan un muestreo de diversas posibles posiciones motivación y apego al tratamiento, elementos esenciales para lograr maximizar de la pelota y seleccionan en cada instante la más probable. Para ello se aprende la recuperación a largo plazo. Los pacientes de parálisis cerebral sí muestran una un modelo de la apariencia de la pelota de una sola imagen; el sistema constru- diferencia significativa en la mejora con respecto a la terapia tradicional. ye un modelo estadístico de su color y textura, que luego se utiliza para recono- Actualmente se cuenta con patentes del sistema de seguimiento visual 3D y de cerla. Después de esto, el sistema puede seguir la pelota en el video, obteniendo la manija para rehabilitación en México, y se tienen solicitudes en trámite en su posición en la imagen (horizontal y vertical, o X,Y) y estimando su profundidad Estados Unidos y Europa. Se está en proceso de transferir la tecnología a una (Z) con base en el tamaño relativo de la pelota en la imagen. empresa para comercializar Gesture Therapy, y de esta forma contribuir a la reha- Una vez que se obtiene la posición de la mano del paciente a través del siste- bilitación de cientos de miles de personas que sufren embolias cerebrales cada ma de seguimiento visual, ésta se envía a un ambiente simulado, con el cual inter- año en México y el mundo. actúa el paciente mediante el movimiento del brazo afectado. En el ambiente vir- tual, el paciente tiene que realizar diversas actividades que lo obligan a ejercitar esucar@inaoep.mx

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octubre · 2016 11 Claudia Feregrino información con marcas de agua digitales L a vertiginosa evolución tecnológica y la facilidad de intercambio de información a través de Internet ha generado una explosión impresionante de datos, ya sea en forma de imágenes, audio o video. De acuerdo con la eva- Computacionales que están actualmente llevando a cabo investigación de punta. Algunas de las investigaciones de este grupo se trabajan en conjunto con instituciones de reconocido prestigio nacional e internacional. luación de CISCO Visual Networking Index, el tráfico anual en Internet sobrepa- Durante estos años se han desarrollado en el INAOE varias técnicas de marcas sará el umbral del zettabyte (ZB) de de agua para ocultamiento de informa- datos a finales de 2016. Y para 2020 lle- ción en audio, video e imágenes, que gará a 2.3 ZB por año; o lo que se tra- pueden utilizarse en ambientes médi- duce en la generación 74 terabytes (TB) cos, gubernamentales, militares o de de datos por segundo, y de esto, 82 por inteligencia. Estas técnicas están basa- ciento será video. Gran parte de los das en estrategias de procesamiento de datos generados son propiedad de indi- señales y han permitido alcanzar capaci- viduos o empresas que basan su activi- dades de ocultamiento o velocidades de dad principal en la producción de pro- procesamiento superiores a lo reporta- piedad intelectual, la cual deben prote- do por la comunidad científica hasta el ger para salvaguardar sus intereses. momento. La mayor parte de las técnicas de Entre los trabajos realizados de mar- protección de datos usadas actualmen- cas de agua para video, la protección te se basan principalmente en la cripto- del mismo se logra generalmente ocul- grafía, con la cual se cifran o codifican tando una sola marca en un video com- los datos y se busca que sólo sea posible pleto. Cabe mencionar que un video se leer la información enviada utilizando puede ver como una secuencia de imá- llaves apropiadas para descifrar la infor- genes que tienen un orden en el tiem- mación. Sin embargo, así como avan- po, es decir, una sincronía temporal. Sin zan las técnicas criptográficas para pro- embargo, cuando hay compresión de poner métodos cada vez más seguros, datos para disminuir el tamaño de los también avanzan las técnicas de cripto- · Esta imagen ha sido tomada de https://pixabay.com/en/binary-one-cyborg-cybernetics-1536649/ archivos de video, lo cual es muy común, análisis que permiten descubrir las lla- esta marca de agua se pierde porque el ves secretas. Una desventaja de la crip- video se desincroniza temporalmente. tografía es que, una vez que el contenido se descifra, es posible leer la informa- Diseñar un esquema de marcas de agua para video resistente a pérdidas de sin- ción, copiarla y distribuirla sin ninguna restricción. Con el fin de combatir tal des- cronización temporal es una tarea difícil sobre la cual se han alcanzado impor- ventaja, se ha propuesto el uso de técnicas esteganográficas y de marcas de agua tantes logros en el INAOE. digitales, las cuales permiten ocultar o insertar información en un medio digital. Recientemente se otorgó al INAOE una patente sobre los resultados de esta Estas técnicas no compiten con la criptografía, sino que la complementan, y han investigación. Dicho esquema trabaja insertando en un video una secuencia de sido explotadas relativamente poco en la práctica, probablemente debido a su datos clave, llamados llaves, estructurada como una marca de agua y que ayuda reciente desarrollo. Mediante ellas se busca hacer pasar desapercibida informa- a conservar la sincronización del mismo. En la etapa de inserción, la marca de ción secreta en medios inocuos, de tal manera que no despierte interés de espías agua se oculta en varias imágenes/cuadros del video, seleccionados al tomar en al no existir aparentemente ningún cifrado. La información secreta puede estar cuenta ciertas características de los mismos. Durante la etapa de extracción de la oculta en llamadas telefónicas, videos o cualquier dato o información enviada vía marca, el extractor toma todos los cuadros marcados con la misma llave y extrae correo electrónico o en cualquier medio digital que se pueda almacenar o trans- sus características. De esta manera es posible detectar cualquier modificación que mitir. Dicha información puede incluir números de serie, datos del propietario de haya causado una desincronización. una obra, mensajes secretos, etcétera. Actualmente, en el INAOE se continúa investigando sobre marcas de agua Invariablemente, siempre que se inserta una marca de agua en un medio, éste para video, con temas como detección de copias ilícitas proponiendo métodos sufre modificaciones que, por mínimas que sean, lo alteran. En ambientes como que extraen características particulares de un video y que lo identifican, llamadas el médico o el militar, es indispensable que no haya alteraciones aún cuando exis- huellas digitales o fingerprinting. Se busca que estos métodos demanden pocos tan las marcas de agua. Para estos ambientes existe un tipo especial de marcas de recursos computacionales, haciéndolos más atractivos para aplicaciones prácticas. agua, llamadas reversibles, las cuales mediante la inserción de información de Otro trabajo en video es sobre análisis forense digital, el cual se encarga de detec- control, permiten recuperar el medio original. tar cualquier manipulación que éste haya sufrido. Además de video, también se Hay algunas compañías como Digimarc, Technicolor, Civolution, Verimatrix, investiga sobre audio para comunicaciones seguras utilizando marcas de agua entre otras, que son miembros de la alianza de marcas de agua digitales y son los reversibles; este desarrollo se lleva a cabo en colaboración con investigadores del punteros a nivel mundial en la generación de soluciones para protección de infor- Cinvestav. Y recientemente se está incursionando en investigaciones sobre marcas mación utilizando marcas de agua. Estas compañías se enfocan principalmente en de agua digitales para bases de datos relacionales, ésta se desarrolla en colabo- aplicaciones como protección de contenido de audio y video, localización de con- ración con la Universidad de Tampere, en Finlandia. Se busca desarrollar técnicas tenidos en línea, mejora de medios para teléfonos móviles, monitoreo de difu- robustas para marcar bases de datos de manera que la marca de agua perma- sión, integridad de datos y huellas digitales de medios. Entre los ejemplos de uso nezca, a pesar de que las bases de datos sufran actualizaciones de rutina, pero de estas soluciones están: 1) la verificación de la propiedad intelectual de cual- que también sean resistentes ante ataques comunes que se encuentran en datos quier obra, cuestión que puede servir en juzgados, museos o la industria del distribuidos públicamente sobre las redes. entretenimiento (música, cine, juegos, etcétera), 2) en radio y televisión para la De esta manera, el INAOE logra colocarse a la vanguardia en investigación medición de los tiempos de difusión de comerciales, que garanticen el cumpli- sobre marcas de agua a nivel internacional. miento de contratos y 3) recuperación/restauración de información dañada o borrada intencionalmente. información En México, en el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), hay un grupo de investigación dedicado a las marcas de agua digitales que lleva más de 10 años trabajando. Está compuesto por investigadores expertos en marcas de agua y en otras disciplinas como criptografía, compresión de datos, proce- http://www.digitalwatermarkingalliance.org/ https://www.google.ch/patents/US9087377 http://link.springer.com/article/10.1007/s11042-016-3783-6 samiento digital de señales, bases de datos, cómputo evolutivo y arquitecturas https://www.jstage.jst.go.jp/article/elex/11/9/11_11.20140223/_article hardware. Además de estudiantes de doctorado y maestría del área de Ciencias cferegrino@inaoep.mx

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12 octubre · 2016 Wilfrido Calleja Arriaga INNOVACIÓN CON MICROELECTRÓNICA, hacia una cultura de desarrollo tecnológico “No podemos investigar en todo, A nalizar o definir qué es el Desarrollo Tecnológico usualmente conlleva ideas sobre progreso en las formas o técnicas para optimizar procesos industriales, a estudiarlo desde el impacto pero sí debemos saber lo que está haciendo el mundo y asimilarlo” Fidel Castro final miniaturizado. Un ejemplo son los inyectores de tinta en las impresoras, los dispositivos portátiles lectores de glucosa o los mecanismos de control de obturación en una cámara fotográfica digital. La mi- que la tecnología tiene en la economía de un país o niaturización en la industria Electrónica representa la región. En esta breve contribución no se abordan posibilidad de desarrollar artificios y sistemas cuya aspectos sobre los necesarios beneficios sociales funcionalidad favorece la comodidad en nuestro que el desarrollo tecnológico como tal podría entorno o en accesorios personales. Como ejem- aportar. De aspecto igualmente crítico no se plos tenemos el teléfono celular y su amplia aborda con la necesaria acuciosidad el grado gama de funciones mas allá de las posibilida- de dependencia tecnológica del que nuestro des de comunicación, relojes con monitoreo país adolece, pero considero que implica un de signos vitales, las prendas de vestir inte- reto formidable para nosotros el sensibili- ligentes, etcétera. zar a la elite que conduce económicamen- te nuestro país. SOBRE LA MICROELECTRÓNICA DEL PAÍS La innovación se puede definir como la transformación de una idea en un producto Es importante resaltar que la microelec- o equipo comercializable, nuevo o mejora- trónica, que es multidisciplinaria, requiere do; en un proceso productivo en la industria de una infraestructura sofisticada en o el comercio, o en una nueva metodología aspectos de limpieza del ambiente en las para la organización social. En una asociación salas de trabajo y equipo de precisión para de ideas, la innovación tecnológica representa el maquinado de los prototipos. Por lo que el conjunto de actividades científicas, tecnológi- contar con una infraestructura competitiva en cas, financieras y comerciales que permiten intro- tecnología de Microelectrónica y MEMS, implica ducir nuevos o mejorados productos, servicios, procesos productivos y sistemas organizacionales. · Sembrando ideas en los chips de silicio una inversión entre decenas y centenas de millones de pesos, para la adecuación de las áreas de traba- Desde una perspectiva histórica aludimos a la jo y el equipo de fabricación. Particularmente, el máquina de vapor y a la Microelectrónica como recurso más importante lo conforman los ingenie- ejemplos de innovación con cambios en los paradig- ros especializados en fabricación y el grupo de mas tecnológicos, que por sus características han promovido una revolución investigación y desarrollo tecnológico; pero la inversión siempre resultará redi- industrial, cuyo amplio espectro de aplicación causa impacto en las condiciones de tuable como ruta para realizar. producción de todos los sectores de la economía. La Microelectrónica es la tecno- logía base para la producción de una amplia variedad de chips, entre ellos el INVESTIGACIÓN, DESARROLLO E INNOVACIÓN microprocesador y diversos sistemas portátiles computarizados. Resulta estratégico desarrollar esta tecnología porque en el tránsito hacia la fase INNOVACIÓN Y TECNOLOGÍA de consolidación, se asimila nuevo conocimiento y se forman recursos humanos especializados, algunos de los cuales retornan a las universidades a diseminar sus La innovación no se concibe de manera efectiva sin las tecnologías modernas y efi- experiencias en las aulas. En el mismo sentido, se desarrollan proyectos de inves- cientes, de gran capacidad para adaptarse a las necesidades de la industria actual. tigación académicos y para la industria, con diversos campos de aplicación entre Pero también poseer experiencia y conocimiento en nuevas tecnologías y contar ellos los sectores biomédico, telecomunicaciones o la misma industria de la Micro- con laboratorios modestos pero con equipamiento de vanguardia, abre amplias electrónica. Pero además, con el desarrollo de proyectos de investigación se van posibilidades de innovación tecnológica. La Microelectrónica ha sido uno de los creando condiciones para resarcir el enorme rezago tecnológico del que nuestro pilares para el desarrollo de los países industrializados, puede sonar obsoleta si se país históricamente ha padecido, donde a pesar del decir de las autoridades fede- analiza la tendencia actual hacia la cada vez más compleja Nanoelectrónica, que rales no existe una estrategia clara de ejercicio presupuestal, tal como han plani- implica el uso de nuevas tecnologías para desarrollar chips capaces de desempe- ficado los países desarrollados. Decididamente, para dejar de ser un país primor- ñar procesamiento de información a muy alta velocidad, con gran capacidad de dialmente consumidor de tecnología, la tarea es seguir cuesta arriba formando almacenamiento de datos, favoreciendo la producción de dispositivos portátiles recursos humanos especializados y proponiendo proyectos de investigación más muy reducidos en tamaño y con muy bajo consumo de energía. innovación ante el Conacyt y otras instancias correspondientes. Esto representa Sin embargo la Microelectrónica permanece como la nodriza de nuevas tec- una ruta larga, azarosa y poco eficiente, como alternativa se requiere un proce- nologías, por ejemplo aquellas que se utilizan para desarrollar dispositivos senso- dimiento racional para establecer planes nacionales consensuados a mediano y res integrados de uso en Biomedicina y la industria en general. Estas tecnologías largo plazo para generar desarrollo tecnológico en los sectores estratégicos. En no requieren dimensiones nanométricas en su fabricación y abarcan disciplinas este contexto, en nuestro Laboratorio de Innovación en MEMS (LI-MEMS INAOE) tales como la Óptica, Fluídica, Neumática, Química, Mecatrónica, Control electró- se desarrollan prototipos de uso en el campo de la Biomedicina, tales como sen- nico, etcétera. Porque esta tecnología nodriza permite el procesamiento contro- sores capacitivos para analizar glaucoma y multielectrodos para estimular eléctri- lado de piezas mecánicas o dispositivos con dimensiones de micrómetros y aún camente la cornea y poder restablecer la capacidad de visión en personas adultas. milímetros, que desempeñan funciones con gran precisión a largo plazo. Es esta Estos prototipos se encuentran en fase de protección intelectual. nueva tecnología denominada Sistemas MicroElectroMecánicos (MEMS, Microsis- Finalmente, respecto a las diferentes categorías de innovación, en el INAOE temas), una de las más atractivas para que los ingenieros puedan realizar proyec- desarrollamos proyectos con distinto grado de innovación incremental, propo- tos de innovación. niendo nuevas técnicas de fabricación con la tecnología de Microelectrónica como Para propósitos de innovación con Microelectrónica y MEMS, se requiere el plataforma de desarrollo. En particular, con la infraestructura tecnológica del uso de nuevos materiales tales como aleaciones metálicas, polímeros conductores, INAOE y el conglomerado de instituciones académicas y de investigación, el esta- materiales con memoria mecánica, vidrios, cerámicos multifuncionales, etcétera. do de Puebla podría ser el eje de un polo de desarrollo en Microelectrónica, Esta gama creciente de materiales se utilizan en procesos de maquinado (graba- MEMS y otras tecnologías emergentes. do o desbaste selectivo), como una secuencia de procesos químicos, mecánicos y térmicos, bajo técnicas precisas de ensamble, que permiten obtener un prototipo wcalleja@inaoep.mx

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octubre · 2016 13 Darío César Peregrina Albores La ciencia como un detonante de la competitividad a través del patentamiento A corde con el reporte global de competitividad 2014-2015, México descendió al lugar 61 en la clasificación. Según el mismo reporte, la innovación, el desarrollo de capital humano y el fortalecimiento institucional desempeñan un industrial a través de lo referente a Patentes; y ¿por qué decimos más atractivo?, si bien es cierto que no es una condición indispensable para tener una innovación, sí lo es en el sentido de dar la seguridad, desde la perspectiva de la posesión, exclu- papel decisivo en las economías nacionales. sividad, poder de dominio y usufructo del Es en consideración de lo anterior, que bien, ya que a través de la patente el estado una de las estrategias articuladas que le concede al poseedor el derecho de hacer- México ha impulsado en los últimos años, se lo, recalcando que es de forma exclusiva. refiere a la innovación. Se le está promo- He ahí la relevancia y valor de las paten- viendo cada vez más, con mayores políticas, tes, tan importantes que las mismas son con- programas y recursos, en cualquiera de sus templadas como una de las consideraciones ámbitos o alcances, como lo son: de pro- del grado de competitividad de cada país y ducción, producto o de servicio. Sin embar- contrastadas a nivel mundial como el referi- go, es la innovación tecnológica una de las do al inicio del presente artículo. Y esto es que mayor impacto representa, sobre todo así ya que ese derecho se ve capitalizado en aquella que llega a ser disruptiva, ya que recurso económico, a través de la comercia- trasciende y permea en varias capas del teji- lización dentro del mercado. do económico-social. Las patentes son muy importantes, ya que Ahora bien, uno se pregunta qué es o como mencionamos, dan el derecho sobre su en qué consiste esa innovación, tan última- uso y explotación, de forma exclusiva. Quién mente mencionada en foros y discursos de no ha escuchado los litigios millonarios de toda índole, nivel y alcance. Sin ánimo de grandes compañías transnacionales como entrar a teorizar al respecto, a atender a tal o cual definición, lo más importante que nos ocupa es a partir de dónde se verifica · Imágenes tomadas de http://platinumrepairs.co.za/tag/apple-vs-samsung/ http://www.testtm.com/propiedad-intelectual/ Apple vs Samsung por, en forma coloquial de decirlo, “copiarse” la tecnología. No es otra cosa más que un litigio sobre el infligir sus ésta, cómo se articula o cómo se lleva a derechos de patentes o sus reivindicaciones. cabo. Lo cierto es que no es una ciencia por En nuestro sistema o ámbito nacional, en cuanto a su condición exacta que ella representa, es decir, no es una fórmula o pro- los últimos años, se ha venido impulsando o fomentando la cultura del patenta- cedimiento, ya que aún dadas las mejores condiciones primigenias, no siempre miento que, aunque incipiente en centros públicos de investigación, marca un éstas aseguran el éxito y por ende, la innovación no se verifica per se, no existien- firme inicio de tendencia. Esto es así dado al cambio de paradigma que se debe do beneficio real o retribución en cualquier ámbito tangible. operar en los usos y costumbres de nuestros investigadores, es decir, antes de publi- Una de las condiciones primigenias a las que hacemos referencia, y que es la car los artículos, producto de sus investigaciones y trabajo, se debe evaluar el materia prima de toda innovación, es la invención. Estos términos, innovación e potencial de éste o sus posibles implicaciones o, como lo que hemos escuchado en invención, muchas veces son usados indistintamente, pero en realidad juegan algunos otros sitios, la “fecundación cruzada”, que no es más que el aprovecha- papeles complementarios y, dependiendo de su resultado o consecuencia son miento del resultado de la investigación en otro campo distinto al de su gestación. algunas veces incluyentes y, por desgracia, en muchas otras no. Tratando de resumir lo anterior, en palabras de Pablo Picasso “...la inspiración te La invención es el componente primordial de la cual abrevan y se nutren todas encuentre trabajando”. las posibles innovaciones, las invenciones, en muchos casos, tiene un origen común, Volviendo al tema principal, como podemos deducir de lo antes descrito, la éste es primordial por su carácter y formalidad, el origen al que nos referimos es oportunidad, hablando en términos positivos, para capitalizar el conocimiento el basado en la ciencia, desde la ciencia básica, la ciencia aplicada y en su expresión depende en gran medida del conocimiento en este tema, la disponibilidad y sobre más pragmática e importante para el tema que nos ocupa que es el de desarrollo todo de la intención de investigadores e inventores de sumarse activamente a esta tecnológico o más sucinto y específicamente lo que solemos llamar “tecnología”. sinergia, ya que como expusimos al inicio, en México se cuenta con gran potencial Podemos decir que México es un gran “productor” de capital intelectual en en capital intelectual y recurso humano generador de bienes intangibles, que se su acepción sobre investigadores, su calidad, alcance y nivel de investigación y pueden plasmar o llevar a un posible patentamiento, y a través de este como bien, logros alcanzados por ellos, sin embargo, como ya mencionamos anteriormente, se ha acuñado el concepto ciencia con retribución social. ésta no es una condición sine qua non una invención es exitosa, para llevarla al Cierto es que aun hay trabajo por hacer en todos y cada uno de las distintas estado de innovación. Para lograr esto, es necesario un gran número de condi- esferas que se conjuntan en este tema, y que de hecho se han venido dando con ciones y pasos a seguir. las nuevas reformas a la ley de ciencia y tecnología, en particular a lo referente Sin entrar en un análisis más profundo de las condiciones, situaciones o cir- a las participaciones de los investigadores en el aprovechamiento de sus inven- cunstancias que inciden en este tema, nos avocaremos a tratar de ilustrar o res- ciones o desarrollos, sin embargo, falta en detalle la definición de los posibles ponder cuál es el primer paso en la búsqueda de capitalizar, a través de la innova- conflictos de intereses a los que hace mención dicha enmienda; es decir, en este ción, las invenciones emanadas de los desarrollos tecnológicos, en espe- como en otros muchos ejemplos falta cerrar el círculo en y para cífico las provenientes de los organismos públicos de investigación. beneficio del objetivo o bien común. Desde nuestra perspectiva, existen tres ámbitos primordiales Si bien el camino es largo, el horizonte está claro en a considerar para que una invención transcienda y pueda lle- cuanto a la dirección y rumbo que es necesario tomar desde gar a innovar. Estos ámbitos son, en orden no necesariamen- cualquiera que sea nuestra trinchera en este llamado eco- te secuencial, el ámbito científico-tecnológico, el ámbito jurí- sistema de innovación. Como todo cambio, representa dico-legal y el ámbito del mercado y comercialización. To- desde el rechazo, la incomprensión basada principalmente mando en consideración lo anterior, y dando por senta- en el desconocimiento, o la apatía. Es altamente motivan- do que una vez que la tecnología tiene la suficiencia te y esperanzador ver que cada día hay más y mayores o madurez de desarrollo, lo conducente y que agre- foros y personas que se ocupan desde difundir, impulsar ga valor a la invención es dotarla de una figura jurí- y trabajar a favor de esta “filosofía” que indudable- dica. ¿Cómo se logra esto? Bueno, es en este punto mente e independientemente de los índices de com- donde entramos en lo que se denomina, de la petitividad y desarrollo serán en beneficio de todos forma más general, Propiedad Intelectual. En espe- los directa e indirectamente involucrados. cífico y en lo que reviste más atractivo para el tema en cuestión, nos referiremos a la propiedad cdario@inaoep.mx

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14 octubre · 2016 Homo sum Sergio Cortés Sánchez Estancada producción per cápita · Fuente: Elaboración propia con base en INEGI. Sistema de Cuentas Nacionales de México. Tomado de Enrique Peña Nieto. 2016. IV Informe de Gobierno. Anexo Estadístico 2015-2016. México, Presidencia de la República. (*) El tipo de cambio que se debe de utilizar el día de hoy para calcular el equivalente en pesos del monto de las obligaciones de pago denominadas en dólares de los EE.UU.A. para ser cumplidas en la República Mexicana, debe de ser el publicado por el Banco de México en el Diario Oficial de la Federación el día hábil bancario inmediato anterior. L a gestión de Enrique Peña Nieto ha tenido un desempeño mediocre en 42 meses de su gestión: la tasa media anual de crecimiento de la producción por persona, deducido los impuestos, ha sido de 0.4 por cien- México, ya que en los países desarrollados dicha tasa de interés es cercana a cero. El aumento de las tasas encarece el costo del dinero, desalienta la producción y genera tensiones inflacionarias, además de que encarece el costo to; la actividad primaria (agricultura, ganadería, silvicultura, caza y pesca) financiero de la deuda interna, la cual equivale a 33 puntos del PIB. Subir la fue la que más ha crecido (1.4 por ciento), la industria registró tasa negativa tasa de referencia no es garantía de entrada de capitales o de su retención en de crecimiento (0.8 por ciento) en tanto que el comercio y servicios crecieron a 0.9 por ciento al año. La estructura porcentual de la producción de bines y servicios es prácti- camente la misma para toda la gestión: sector primario, 3 por ciento; industria, 34 por ciento y sector terciario, 63 por ciento. Las perspectivas son, en el mejor de los casos, de estable deterioro económico. En lo que va de la gestión de Peña Nieto la deuda públi- ca aumentó en 50 por ciento; esto ha significado que parti- das crecientes del presupuesto se destinen al pago de los intereses de dicha deuda, lo que reduce el gasto disponible y/o aumenta el déficit presupuestal. Para equilibrar las finanzas, se recortó el gasto público con la finalidad de redu- cir el déficit presupuestal a 3 puntos del Producto Interno Bruto (PIB). La disminución del gasto impacta negativa- mente en la demanda de bienes y servicios, en el nivel de producción, en la masa de tributo recaudada y en la calidad de vida de la población de ingresos fijos. Desde hace dos años el precio internacional de las mate- rias primas y del petróleo es decreciente, el comercio y la produccٕión mundial han abatido sus tasas de crecimiento, y la entrada de capital extranjero hacia actividades produc- http://www.banxico.org.mx/informacion-para-la-prensa/comunicados/politica-monetaria/boletines/index.html tivas ha menguado, lo que se ha expresado en menores rit- · La imagen en fondo de agua “Estancamiento” pertenece a Cristhy Barrera, tomada de www.flickr.com mos de crecimiento nativo y en un aumento del saldo nega- tivo en balanza de bienes y servicios. La demanda exacerbada de dólares por México, hay que considerar la inflación y la devaluación de la moneda nacio- fuga de capitales, y una raquítica oferta —por la disminución de divisas por nal. En los últimos 12 meses la tasa de referencia aumentó en 1.75 por cien- exportación de mercancías y entrada de capitales— ha minado el poder adqui- to y el peso se devaluó en 14.6 por ciento. sitivo del peso: entre septiembre de 2014 y mismo mes de 2015, la devaluación Las expectativas de crecimiento para el año 2017 se ajustaron a la baja y del peso fue de 26.4 por ciento; entre septiembre del año pasado y mismo no hay certeza de que el salario y la masa salarial crezcan en términos reales, mes de este año, la devaluación fue de 14.6 por ciento. Un tercio de la deuda tampoco en que se mejorarán las condiciones de vida de la población. Ya no es pública del sector público está suscrita en dólares y equivale a 17 puntos del posible fondear el gasto público con renta petrolera, ya no existe el monopolio PIB, una devaluación del 50 por ciento del peso, como la ocurrida en 42 meses sobre el energético y está abatida la plataforma petrolera y el precio del petró- de gobierno de Peña Nieto, aumenta el costo de los intereses en ese mismo por- leo. La reducción del gasto público sigue prevaleciendo como mecanismo no centaje, además de que al ser insolvente para liquidar pasivos financieros, la sólo de saneamiento fiscal, sino de crecimiento económico. En los hechos, la tasa de interés cobrada por los nuevos créditos aumenta. contracción de gasto público aumenta la desigualdad y la pobreza, y deteriora La tasa a la que los bancos prestan aumentó en 0.25 por ciento en 2015 y la productividad y el crecimiento. en 1.5 por ciento en 2016. La razón por lo que el Banco Central decidió aumen- tarla es para evitar la fuga de capitales y estimular la inversión extranjera en sercorsan@hotmail.com

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octubre · 2016 15 Tékhne Iatriké José Gabriel Ávila-Rivera Melatonina y luz H ablar de la melatonina es referirse a una sustancia relacionada con el sueño, que a su vez representa en la esfera biológica un proceso verdaderamente fascinante. Una gran cantidad de investigaciones se llevan a cabo en la actualidad para descifrar los innumerables enigmas que rodean al proceso de dormir y sin embargo, como constante debemos aceptar que nuestros conocimientos son limitados, tanto en su origen como en sus funciones biológicas. No sabemos por qué dormimos y si bien hay innumerables teorías que tratan de explicar este delicioso proceso de la vida, existen más preguntas que respuestas ante estos misterios. Indudablemente dormir representa un fenómeno que podemos describir como necesario, placentero, agradable y vital, aunque paradójicamente en la actualidad existe una franca tendencia orientada a la disminución del tiempo en el que dormimos, con un reflejo en la salud de un carácter insospechado, por las innumerables alteraciones que se pueden producir ante la escasez de descanso, principalmente nocturno. Desgraciadamente en la etapa de juventud es cuando estos trastornos tienen un mayor impacto y significativos efectos secundarios indeseables que dan como resultado una menor calidad de vida. Si a esto se le agregan hábitos como el consumo de café, alcohol, tabaco y sustancias psicotrópicas, es fácil deducir que hablando en términos de salud, enfrentamos un panorama muy complejo y sin una solución sencilla. Por otro lado, al parecer las sociedades se han ido organizando para extender la duración de los días por medio de la luz artificial y si bien esto se puede relacionar directamente con el nivel de desarrollo, existe un fenómeno denominado contaminación lumínica que no sólo afecta desde el punto de vista social sino también tiene un impacto en factores biológicos, de los cuales apenas se van vislumbrando y desentrañando diversas patologías o enfermedades de un alcance insospechado. La historia relacionada con el conocimiento actual del sueño se remonta a la primavera de 1915, cuando dos investigadores llamados Carey Pratt McCord y Floyd P. Allen hicieron un descubrimiento sorprendente. Cerca de la parte media del cerebro, se encuentra una pequeña estructura con la forma de una semilla de pino, de donde deriva el nombre de glándula Pineal. Imaginando que las hormonas producidas por este pequeño órgano tenían una influencia en el crecimiento y desarrollo, tuvieron la idea de aplicar extracto de esta glándula a renacuajos, descubriendo accidentalmente que el color oscuro que los caracterizaba, se perdía. Esta observación los llevó a concluir que existía un factor desconocido hasta ese momento, que inhibía la producción de pigmento en los animales. Fueron necesarios más de 40 años para que el dermatólogo y bioquímico Aaron Bunsen Lerner (1920-2007), estudiando una enfermedad de la piel caracterizada por manchas blancas (Vitiligo), describió a la melatonina y propuso que se le adjudicara el nombre por su efecto sobre el pigmento melanina, palabra que proviene del griego melas que significa negro, e ina que quiere decir sustancia. De la misma etimología, propuso que las células que producen el pigmento se denominaran Melanocitos. Posteriormente, en 1962 otro investigador llamado Richard Wurtman dedujo algo particularmente interesante: si extractos de glándula Pineal disminuían el peso de los ovarios y acortaban el estro (periodo de mayor fertilidad) en ratas; los Melanocitos al ser estimulados por la luz y producir una mayor cantidad de melanina, seguramente condicionarían que la exposición prolongada a rayos ultravioleta tendría un efecto sobre la melatonina. Expuso a roedores a una continua fuente de luz y encontró que en efecto, existe una relación directa entre el oscurecimiento y una mayor producción de Melatonina, con una vinculación especial en el proceso de inducción del sueño. Muchas investigaciones han surgido desde entonces, demostrando una gran cantidad de repercusiones. La melatonina no solamente regula los ciclos biológicos de los días y las noches; también tiene efectos antioxidantes, brinda beneficios sobre el sistema inmunológico y en algunos tipos de cáncer, tiene efectos oncostáticos. Una reflexión apenas superficial que evalúe las características de la sociedad que estamos formando, nos lleva a conclusiones terribles sobre nuestra naturaleza. Hemos violado los ciclos de luz y oscuridad con el abuso en la utilización de focos y luminarias durante la noche. La repercusión inmediata de estas acciones se refleja en una producción menor de melatonina y si pensamos en la gran cantidad de beneficios que tiene esta hormona, la inhibición en su elaboración debe tener un impacto en la salud. No dormir se asocia con malestar biológico y psicológico. Si somos producto de un proceso evolutivo de miles de años de evolución (los fósiles más antiguos de Homo sapiens tienen una antigüedad de casi 200 mil años), el alterar la duración de nuestros ciclos biológicos, alargando los días y acortando las noches, además de antinatural, rompe con nuestros más básicos instintos provocando cambios conductuales que pueden ir desde la depresión hasta la ansiedad. Por eso, la cita del escritor británico William Shakespeare (1564-1616) adquiere, bajo esta óptica, un singular valor: “Un hombre que no se alimenta de sus sueños envejece pronto”. jgar.med@gmail.com · y h

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