José Luis Moreno

Doctor en Derecho. Jurista amante de la ciencia y bibliofrénico. Curioso por naturaleza.

Ago

2013

Siete días … 29 de julio a 4 de agosto (Angkor Wat)

Última actualizacón: 27 octubre 2017 a las 13:44

BIOLOGÍA

Uno de los problemas centrales de la biología evolutiva —tanto que ha llegado a denominarse “la paradoja de Darwin”— es la explosión cámbrica, el origen de los animales en los albores de esa era, hace 540 millones de años. Sobre todo si se tiene en cuenta que los 3.000 millones de años anteriores solo conocieron la existencia de bacterias y otros microbios unicelulares. ¿Por qué la evolución tardó tanto en inventar a los animales y luego lo hizo tan deprisa? Evolucionistas de la Universidad de Harvard acaban de encontrar la explicación: el incremento súbito del oxígeno en los océanos terrestres no solo aportó la energía necesaria para la vida multicelular, sino también el disparador de la complejidad en las redes ecológicas de la época.

• Noticia El País

• Artículo: A basin redox transect at the dawn of animal life

ECOLOGÍA

¿Por qué algunos mamíferos machos eligen ser monógamos? La comunidad científica ha debatido sobre este asunto durante años y esta misma semana dos revistas coinciden en publicar sendos estudios para esclarecer, por un lado, las razones que llevan a algunas especies de mamíferos no humanos a optar por esta estrategia reproductiva y, por otro, para explicar cómo ha evolucionado la monogamia en los primates. Estas dos investigaciones sobre la monogamia social (es decir, que una hembra y un macho fértiles se apareen y procreen durante varias temporadas reproductivas) se publican en Science y en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) respectivamente.

• Noticia El Mundo

• Artículo: Male infanticide leads to social monogamy in primates (descarga directa en formato PDF)

• Artículo: The evolution of social monogamy in mammals

GENÉTICA

¿Qué sexo humano apareció primero, el femenino o el masculino? Hasta ahora, diversos estudios indicaban que el ancestro femenino común más reciente de Homo sapiens —la “Eva” mitocondrial— surgió en el planeta mucho antes que el cromosoma Y “Adán”. Dos nuevos trabajos llegan a la conclusión de que el cromosoma Y humano surgió hace entre 120.000 y 156.000 años, en un tiempo cercano al femenino, de hace entre 99.000 y 148.000 años.

Los resultados de ambas investigaciones proveen además un análisis más profundo sobre cómo las poblaciones humanas se dispersaron y evolucionaron alrededor del mundo.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: Sequencing Y chromosomes resolves discrepancy in time to common ancestor of males versus females

• Artículo: Low-pass DNA sequencing of 1200 sardinians reconstructs european Y-chromosome phylogeny

MEDICINA

Científicos del departamento de cirugía pediátrica del Hospital General de Massaschusetts acaban de publicar en las páginas del Journal of Medical Devices, algunas de las «artimañas» técnicas que les han permitido diseñar una oreja de laboratorio flexible, pero al mismo tiempo lo suficientemente robusta para pensar en su aplicación en pacientes en un futuro a corto plazo.

De momento, la oreja de laboratorio creada por Thomas M. Cervantes y su equipo fue implantada con éxito durante 12 semanas en la espalda de un roedor; donde se pudo comprobar que el órgano era suficientemente flexible para doblarse con los dedos y volver después a su posición inicial, sin deformarse (como lo haría una real).

• Noticia El Mundo (la corrección es propia)

• Artículo: Rapid prototyping of flexible structures for tissue engineered ear reconstruction

• Vídeo:

• Más información:

Crean orejas artificiales idénticas a las naturales, con una impresora 3D. Médicos y bioingenieros de la Universidad de Cornell han creado una oreja artificial con el mismo aspecto que una oreja normal y que además actúa como un oído natural, combinando la impresión 3D con células naturales de cartílago. Los implantes podrían estar disponibles para su uso médico en solo tres años.

• Noticia Tendencias21 (Febrero 2013)

• Artículo: High-fidelity tissue engineering of patient-specific auricles for reconstruction of pediatric microtia and other auricular deformities (descarga directa en formato PDF)

PALEONTOLOGÍA

Los ojos son uno de los órganos más notables y valiosos para cualquier animal. Sin embargo, sus orígenes han sido un misterio hasta hace muy poco. Incluso hay algunas preguntas sobre el ojo que todavía no son fáciles de responder: ¿Por qué se desarrolló el ojo? ¿Por qué se han desarrollado tipos tan diferentes de ojos como los insectos y crustáceos o los de los vertebrados como nosotros?

El profesor Trevor Lamb, del Centro de Visión en la Universidad Nacional de Australia, ha dedicado más de 30 años a la investigación de estos secretos y acaba de publicar un estudio sobre el origen de los ojos y la visión de los vertebrados que resume las conclusiones a las que han llegado durante los últimos tiempos científicos en todo el mundo.

Los profundos orígenes de la “visión” se remontan a más de 700 millones de años, cuando la Tierra estaba habitada por animales unicelulares como amebas, algas, corales y bacterias. En aquel momento hicieron su aparición los primeros productos químicos sensibles a la luz, las opsinas, que fueron utilizadas de forma rudimentaria por algunos organismos para diferenciar el día de la noche. “Sin embargo, estos animales eran pequeños, -comenta Lamb- y no tenían un sistema nervioso que les permitiera procesar las señales de sus sensores de luz”.

• Noticia EFE

• Artículo: Evolution of phototransduction, vertebrate photoreceptors and retina

• Más información

ARQUEOLOGÍA

El trabajo de cartografía arqueológica realizado hasta ahora en las sucesivas capitales medievales del imperio Khmer en Angkor, Camboya (desarrollado alrededor de los siglos 9 y 15 de la Era Común, C. E.), lo ha identificado como el asentamiento complejo más grande del mundo de la época preindustrial y, sin embargo, varias áreas cruciales han permanecido sin cartografiar, en particular los centros ceremoniales y sus alrededores, donde la tupida selva oscurece las huellas de la civilización que suelen permanecer visibles en la topografía del terreno. En este artículo se describe el uso de la tecnología de escaneo láser aerotransportado (LIDAR) para crear modelos digitales de alta precisión de la elevación de la superficie del suelo por debajo de la cubierta de vegetación. Se ha identificado un paisaje urbano que no se había localizado previamente en el que se integran los principales templos como Angkor Wat. Más allá de estos nuevos paisajes urbanos, los datos LIDAR revelan los cambios antropogénicos a gran escala del paisaje y dan más peso a un nuevo consenso según el cual la complejidad de las infraestructuras, los modos de subsistencia insostenibles, y la variación climática son factores esenciales para entender la decadencia de la civilización clásica Khmer.

• Artículo: Uncovering archaeological landscapes at Angkor using lidar

Ago

2013

Paso 2: Primeros pasos en la programación

Última actualizacón: 24 mayo 2017 a las 14:04

En el paso anterior descargamos el software y conectamos la tarjeta al PC. Repasemos los pasos del procedimiento de Ayuda que habíamos comenzado:

Identificación de la tarjeta que estamos utilizando.
Conexión de la tarjeta al ordenador.
Realizar una prueba de la conexión.
Resolver los problemas con la conexión si es necesario.
Escribir nuestro primer programa en lenguaje PBASIC.
Desconectar el hardware cuando hayamos finalizado.

Una vez realizadas las tareas 1 a 4 (y la 6 para la desconexión), vamos a centrarnos en la tarea 5 y escribir el primer programa en lenguaje de programación PBASIC, conectando para ello la tarjeta Home Work al PC como ya hicimos.

Este sencillo programa va a consistir en decirle a la tarjeta Home Work que transmita un mensaje al PC. Para escribir el código utilizaremos el programa BASIC Stamp Editor (en adelante programa de edición) que hemos instalado en el paso anterior.

Es importante señalar que cada línea de código tiene una función determinada que iremos explicando a medida que avancemos y que contiene una serie de comandos. Un comando o instrucción es una palabra que el usuario proporciona a un sistema informático y que describe una acción a realizar por el microcontrolador.

Estas son las líneas de código del primer programa:

‘ Primer programa de prácticas del robot Boe-Bot. Primerprograma.bs2
‘ El microcontrolador envía un mensaje de texto al PC.
‘ {$STAMP BS2}
‘ {$PBASIC 2.5}
DEBUG «Hola, este es un mensaje enviado desde el robot!»
END

Los números al principio de cada línea NO DEBEN INCLUIRSE EN EL PROGRAMA, están ahí únicamente para facilitar esta explicación.

Vemos que las cuatro primeras líneas, llamadas comentarios, vienen precedidas de un apóstrofe ( ‘ ) ―el apóstrofe se obtiene pulsando la tecla de cierre de interrogación situada a continuación del número cero―. Estos comentarios que se escriben al principio del código no son interpretados por el programa de edición ya que su función es servir de información a nosotros, seres humanos, que lo estamos leyendo. En nuestro caso, las lineas 1 y 2 informan del nombre del programa y de qué es lo que hace exactamente.

Las dos siguientes líneas (la 3 y 4) también son comentarios pero se trata de mensajes especiales. Son las llamadas “directivas del compilador” cuya misión es informar al programa de edición de ciertas condiciones. Todos los programas tienen como mínimo dos de tales directivas, en nuestro caso:

‘ {$STAMP BS2}

‘ {$PBASIC 2.5}

La primera le indica al programa de edición en qué clase de microcontrolador se va a descargar el programa (el Basic Stamp 2); mientras que la segunda le informa que el lenguaje de programación que vamos a emplear es la versión 2.5 de PBASIC.

En nuestro programa de edición, la primera directiva de compilación la podemos introducir automáticamente pulsando el botón que se indica en la imagen. En cualquier caso, es más recomendable hacerlo manualmente para acostumbrarnos a introducir los comandos. Lo mismo sucede con la segunda:

Aunque hemos recomendado escribir estas directivas manualmente, hay que tener cuidado y no poner signos diferentes: si no se emplean las llaves { } y se colocan paréntesis por ejemplo, el programa no funcionará. En cualquier caso, si las introducimos manualmente, deberemos cerciorarnos que el programa de edición las destaca en colores diferentes. Al aparecer los comandos destacados en colores nos cercioramos de que el programa de edición los ha codificado correctamente al tiempo que facilita una lectura rápida de la línea de comandos en busca de posibles errores.

Bien, ahora terminamos escribiendo las dos últimas líneas de comandos:

DEBUG «Hola, este es un mensaje enviado desde el robot!»

END

El primer comando del programa es DEBUG, que sirve para mandar un mensaje al PC a través del puerto USB. El mensaje que queramos que aparezca debe introducirse entrecomillado (las comillas son importantes, si falta alguna de ellas, el programa no funcionará). El segundo es el comando END que indica la finalización del programa. Una vez leído este comando, el microcontrolador permanece en modo de bajo consumo de energía en espera de que se pulse el botón de reinicio, o bien se introduzca un nuevo programa. Es importante resaltar que cuando se introduce un nuevo programa, el anterior se borra automáticamente.

Bien, ya tenemos nuestro primer programa así que lo guardamos en nuestro disco duro (pulsando en la pestaña File y acto seguido en Save). Ya estamos preparados para enviarlo a la tarjeta Home Work.

Una vez grabado, solo nos queda abrir la pestaña RUN y de nuevo pulsar RUN para activar el programa (o bien, de forma directa pulsando el botón con un triángulo azul situado en la barra de tareas). Tras pulsar el botón aparecerá una ventana de transferencia y, justo después, deberá aparecer la ventana de debug (Debug Terminal) en la que se visualiza el mensaje enviado desde la tarjeta Home Work:

Una vez editado y ejecutado el programa, desde la tarjeta Home Work se habrá enviado el mensaje para su visualización en la pantalla del PC. Esto asegura tanto el correcto funcionamiento de la tarjeta como la comunicación con el PC y su software. Pueden comprobar que el mensaje proviene de la tarjeta Home Work pulsando varias veces el botón de reinicio de la misma (etiquetado con el número 10 como vimos en el paso 1) y aparecerá lo siguiente:

Comprobamos que el programa se reinicia cada vez y envía de nuevo el mensaje.

En conclusión, el primer programa ha tenido como objetivo enviar un mensaje a la pantalla del PC con la misión de comprobar el correcto funcionamiento de los sistemas.

Comando PAUSE

Una vez que hemos aprendido a escribir un sencillo programa, vamos a conocer nuevos comandos.

El primero de ellos es PAUSE. Como habrán adivinado, el comando retarda la ejecución del programa un tiempo determinado en milisegundos (1000 milisegundos corresponden a 1 segundo). Veamos cómo funciona:

Modifiquemos el programa anterior añadiendo la siguiente línea de comandos encima de la primera línea DEBUG:

PAUSE 1000

El programa quedará así:

Ejecutemos el programa y comprobaremos que el mensaje tarda en aparecer 1 segundo.

Formatos del comando DEBUG y caracteres de control

El comando DEBUG dispone de diversos formatos para enviar un texto con ciertas características a la ventana de debug. DEC es un ejemplo que sirve para mostrar un valor en decimal. Otro ejemplo de formato para un carácter de control es CR, que sirve para enviar un retorno de carro (escribirá el siguiente texto en una línea diferente).

Probemos el siguiente programa y lo guardamos:

‘ Segundo programa de prácticas del robot Boe-Bot. Segundoprograma.bs2
‘ El microcontrolador realiza un cálculo y envía el resultado
‘ al PC.
‘ {$STAMP BS2}
‘ {$PBASIC 2.5}
DEBUG «Hola, este es un mensaje enviado desde el robot!»
DEBUG CR, “¿Cuánto es 7×11?”
DEBUG CR, “El resultado es: ”
DEBUG DEC 7 * 11
END

Al ejecutarlo visualizaremos lo siguiente:

Si expresamos operaciones como 7 * 11 el microprocesador las calcula y genera el resultado. El símbolo % detrás del comando DEBUG generará los resultados en binario (empleando únicamente 0 y 1). Por otro lado, si utilizamos el comando DEBUG sin ningún símbolo se presentarán los caracteres en código ASCII.

En este ejemplo hemos cambiado el último comando DEBUG para que muestre la letra A (el número 65 en código ASCII).

Jul

2013

Ilustrar la ciencia es un arte

Última actualizacón: 3 agosto 2017 a las 18:29

Hoy en día, la comunicación científica formal se realiza mediante la publicación de los descubrimientos o avances científicos en un artículo de una revista especializada, ya sea en el tradicional formato impreso, o bien en soporte digital con acceso a través de internet. De esta forma, publicar en una revista de prestigio internacional y de alto impacto es la aspiración y la necesidad de los científicos que buscan el reconocimiento de sus iguales, la contrastación de sus hallazgos y, sobre todo, fondos para poder seguir investigando.

Los artículos científicos se han convertido en un texto extremadamente reglado en cuanto a forma y estilo, y limitado por cuestiones de espacio (salvo los casos menos exigentes de las revistas digitales). En su propósito de permitir una lectura rápida y efectiva de los resultados de cualquier investigación —lo que además de una obligación se ha convertido en una necesidad dada la enorme cantidad de artículos que hay que leer para estar al tanto de los últimos avances—, el autor debe presentar las ideas y la información de manera objetiva, precisa, clara y uniforme.

Por este motivo, tradicionalmente ha habido cierto rechazo a incluir imágenes en estos artículos por considerarse en muchos casos como algo subjetivo y trivial en contraposición a la objetividad del número y del concepto. El uso de fotografías a color o imágenes más allá de los gráficos se ha aceptado generalmente para fines de divulgación científica y como un medio de reforzar la memorización y la comprensión en los libros de texto, pero no para una comunicación entre pares en revistas serias (a pesar de la importancia de la imagen técnica, sobre todo en las ciencias naturales, gracias a la objetividad que le otorga el hecho de obtenerse mediante instrumentos de precisión).

Desde luego no siempre fue así. En la transmisión del conocimiento a lo largo de la historia, los científicos (en sentido lato) se han servido de las representaciones pictóricas y gráficas para explicar sus descubrimientos y teorías, así como también han buscado la visualización de objetos y fenómenos no perceptibles por el ojo humano para su mejor comprensión y estudio.

Antes de la publicación de las primeras revistas científicas a mediados del siglo XVII, lo más común eran las comunicaciones personales entre científicos mediante el envío de cartas (en otra ocasión analizaremos la importancia del servicio postal en los albores de la revolución científica), o a través de escritos impresos pero con una tirada limitada. La inclusión de imágenes, una práctica habitual, se hacía mediante el grabado, una técnica de impresión consistente en el dibujo sobre una superficie rígida de la imagen deseada que permitía su transferencia al papel tras su entintado.

A continuación expondré algunos ejemplos que me han llamado la atención (más allá del orden cronológico, no existe ningún ánimo de exhaustividad):

La geografía quizás sea una de las ciencias que primero empleó la imagen como medio de transmitir el conocimiento acerca de nuestro planeta. Por ejemplo, Abraham Ortelius, un geógrafo y cartógrafo flamenco, realizó en 1570 una selección de los mejores mapas disponibles que redibujó con un formato uniforme para la edición de su obra «Theatrum Orbis Terrarum» en forma de mapamundi:

En 1667, Niels Stensen publicó «Elementorum Myologiae Specimen, seu Musculi Descriptio Geometrica. Cui accedunt canis carchariae dissectum caput, et dissectus piscis ex canum genere». Este danés, más conocido por Steno (1638-1686) estableció los dos primeros principios de la estratigrafía, el de superposición (los estratos tienen superficies de separación horizontales de modo que los que están más abajo son los más antiguos) y el de secundariedad de la inclinación (los estratos que aparecen inclinados han sufrido necesariamente algún tipo de deformación).

En la obra citada se encuentra la siguiente imagen (que ha sido reproducida en múltiples ocasiones):

Según los estándares actuales puede parecer extraña, pero este grabado de la cabeza disecada de un tiburón blanco ya extinto (Carcharodon megalodon) supuso un notable progreso no solo para la biología marina, sino también para la geología. Durante mucho tiempo se pensó que los dientes de tiburón fosilizados eran lenguas de serpiente (lingue di serpi) convertidas en piedra por San Pablo ―de ahí el nombre por el que se los conoce: glossopetrae o «lenguas de piedra»― y que tenían propiedades médicas, siendo empleadas como antídotos. Niels Stensen identificó correctamente las glossopetrae como dientes de tiburón, hecho que le permitió comprender que el lugar donde estaban depositados los sedimentos estuvo rodeado de agua en otra época. El grabado fue copiado de una obra inédita del siglo XVI escrita por el médico papal Michele Mercati.

A mediados del siglo XVII, el famoso impresor Matthäus Merian el Viejo publicó una historia natural de los animales en cinco volúmenes escrita por el médico Joannes Jonstonus (John Jonston). El libro copiaba las ilustraciones de otros naturalistas y reproducía los rumores acerca de la existencia de serpientes aladas, dragones y otras bestias de cabeza humana, así como la existencia de unicornios (como los que se muestran en la imagen inferior). La hija del impresor, María Sibylla Merian, se dedicaba a copiar algunas de las ilustraciones para perfeccionar su talento artístico. María ―que llegaría a ser asimismo impresora y una naturalista de considerable habilidad― prefería pintar las plantas y los animales a partir de modelos vivos, y viajó a las selvas de Surinam para estudiar las orugas. Su pasión marcaría un cambio significativo respecto de los trabajos de los naturalistas que publicó su padre.

Por su parte, Albertus Seba publicó una magna obra bajo el título «Locupletissimi rerum naturalium thesauri accurata descriptio, et iconibus artificiosissimis expressio, per universam physices historiam: Opus, cui, in hoc rerum genere, nullum par exstitit». Dividida en cuatro partes, la obra se compone de 446 grabados de gran tamaño, 175 de ellos dobles. Cada volumen pesa alrededor de 9 kilogramos y mide 51 cm. de alto. El texto del Thesaurus era escueto y fue criticado por no seguir la clasificación binomial de Carl Linnaeus a quien, de hecho, se le invitó a participar en la redacción del catálogo aunque finalmente declinó la oferta.

Los libros no eran los únicos que incluían ilustraciones mediante grabados. Ya en 1830, en las «Transactions of the American Philosophical Society», se incluían también bellas imágenes como estas de Isaac Lea pertenecientes al artículo Observations on the Naïades, and descriptions of new species of that and other families.

Si la geografía fue, como dijimos al comenzar, una de las primeras ramas de la ciencia en emplear ilustraciones, la geología le ha seguido a la zaga. George Fleming Richardson escribió en 1843 un interesantísimo libro titulado The world´s foundations, or geology for beginners donde se ilustran los sustratos geológicos, se recrean ambientes remotos y se describen con minuciosidad los fósiles encontrados (qué lector no dejaría llevar su imaginación ante semejantes paisajes e imágenes):

Y para finalizar llegamos al hombre. Ernst Haeckel fue un gran defensor de la idea de la selección natural aunque ignoró el papel del azar en la teoría darwinista. Su evolucionismo aceptaba muchas de las ideas de Lamarck y la Naturphilosophie, defendiendo que la evolución estaba dirigida hacia una progresiva complejidad que tendría al hombre como meta última y culmen de los seres vivos (claro ejemplo de ello es la cúspide del árbol evolutivo mostrado más abajo donde aparece representado el hombre).

En el transcurso de su carrera, Haeckel produjo en torno a mil grabados en base a sus bocetos y acuarelas. Muchos de los mejores fueron incluidos en la obra «Kunstformen der Natur». Reproducimos a continuación algunos detalles de su obra Anthropogenie publicada en dos volúmenes en 1891:

Este post participa en la VI Edición del Carnaval de Humanidades, acogido en el blog Cajón Desastre

Todas las imágenes se han tomado de las obras originales, disponibles en formato digital gracias a la labor de Archive.org.

Jul

2013

Siete días … 21 a 28 de julio (delfines)

Última actualizacón: 9 octubre 2017 a las 12:31

ECOLOGÍA

La especie humana no es la única en la que cada individuo tiene un nombre. Un estudio realizado por científicos de la Universidad de St. Andrews (Escocia) acaba de descubrir que los delfines nariz de botella (Tursiops truncatus o delfín mular) emplean un silbido concreto para identificar a cada miembro de una comunidad.

Investigaciones anteriores ya habían revelado que los delfines responden y se comunican mediante un amplio repertorio de silbidos, pero nunca se había demostrado que utilizan un sonido específico que designa a cada animal del grupo.

• Noticia El Mundo

• Artículo: Bottlenose dolphins can use learned vocal labels to address each other

PALEONTOLOGÍA

Dos fósiles de marsupiales, encontrados en el noreste de Australia y que se creía que habían poblado Sudamérica hace millones de años, cuestionan la teoría de la evolución de estos animales. Los restos corresponden a un hueso de un tobillo y a un diente, hallados en el yacimiento de Tingamarra, en el estado de Queensland, cuya antigüedad se calcula en unos 55 millones de años.

• Artículo: A peculiar faunivorous metatherian from the early Eocene of Australia.

EVOLUCIÓN HUMANA

Aunque aún no haya un artículo científico acerca del descubrimiento, el hallazgo de una herramienta lítica de tres centímetros con una antigüedad cercana a 1.400.000 años es el descubrimiento más destacado en la campaña de excavaciones en los yacimientos de la Sierra de Atapuerca y constituye la pieza más antigua que jamás se ha encontrado en el yacimiento.

Esta pieza tiene «un gran valor ya que confirma la continuidad del poblamiento humano en Europa desde que este se originó hace aproximadamente 1,5 millones de años hasta la aparición de Homo Antecessor, hace 850.000».

• Noticia Europa Press

GENÉTICA

Investigadores del Centro Infantil Johns Hopkins y el Instituto Johns Hopkins de Medicina Genética, en Baltimore (EE.UU.), han descubierto que una vía genética defectuosa ya conocida por su papel en algunas enfermedades del tejido conectivo es también un factor clave en muchos tipos de alergias.

Los científicos han entendido desde hace tiempo que las alergias son el resultado de una compleja interacción entre el medio ambiente y los genes, pero ahora estos expertos han hallado en su análisis que una sola vía genética está implicada en una variedad de trastornos alérgicos. Sus hallazgos muestran que un único trastorno genético puede provocar enfermedades como asma, alergias alimentarias y eczemas.

Las culpables parecen ser las mutaciones que conducen a señales anormales de una proteína llamada Factor de crecimiento transformante beta (TGF-beta). Cuando su señalización fracasa, se desencadena una «cascada de eventos que culmina en el desarrollo» de las alergias.

• Noticia ABC

• Artículo: TGFβ receptor mutations impose a strong predisposition for human allergic disease

INGENIERÍA

Nuevos microchips imitan el procesamiento de la información por el cerebro en tiempo real. Investigadores de neuroinformática de la Universidad de Zúrich y de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich junto con colegas de la UE y EE.UU. muestran que las habilidades cognitivas complejas pueden ser incorporadas en los sistemas electrónicos de los llamados chips neuromórficos: describen cómo montar y configurar estos sistemas electrónicos para que funcionen de modo similar a un cerebro.

• Noticia Science World Report

• Artículo: Synthesizing cognition in neuromorphic electronic systems

Jul

2013

Paso 1: Instalación del software y conexión de la tarjeta Home Work al PC

Última actualizacón: 16 marzo 2018 a las 20:26

El robot que vamos a construir y programar se llama Boe-Bot y su cerebro es un microcontrolador, modelo BASIC Stamp 2, en cuya memoria grabaremos el programa que gobierna todo el sistema. Para ello emplearemos el lenguaje PBASIC.

Entre las principales características de este microcontrolador vamos a destacar las siguientes:

Velocidad del procesador: 20 MHz
Velocidad de ejecución de programas: ~4,000 instrucciones PBASIC por segundo.
Memoria RAM: 32 Bytes (6 I/0, 26 variable).
Memoria EEPROM: 2 KBytes; ~500 instrucciones PBASIC.
Número de clavijas I/O: 16 + 2
Consumo de corriente @ 5 VDC: 3mA en funcionamiento, 50 μA dormido
Comandos PBASIC: 42
Temperatura de funcionamiento: -40º a +85º

Gracias a este microcontrolador, nuestro robot podrá realizar cuatro tareas fundamentales:

Detectar, visualizar y registrar todo lo que ocurre en su entorno utilizando los sensores apropiados.
Tomar decisiones según la información suministrada por los sensores.
Controlar el movimiento del robot mediante los dos motores que incorpora y que hacen girar dos ruedas.
Intercambiar información con el usuario.

Una vez que hemos explicado someramente la función del microcontrolador, el primer paso consistirá en poner a punto la tarjeta Home Work que es donde se aloja el mismo. Dicha tarjeta se comunica con el PC a través de un cable USB (suministrado con la caja como vimos en la anterior entrada). Es necesario disponer de un ordenador ya que es ahí donde se escriben los programas en lenguaje PBASIC antes de descargarlos en la memoria de la tarjeta. Por ello, para lograr la comunicación entre el PC y la Home Work hay que instalar el software que el fabricante Parallax pone a disposición de los usuarios de forma gratuita en esta dirección. Una vez aquí, debemos hacer click en el círculo rojo y seguir las instrucciones de pantalla.

Antes de continuar, les dejo los datos técnicos de mi ordenador para que comprueben el sistema operativo ya que, dependiendo del equipo que usemos, la instalación puede ser diferente (aunque en esencia sea igual). Por lo tanto, bajo estas premisas se muestran las diferentes pantallas de instalación:

Una vez instalado el programa, lo abrimos y seguiremos el procedimiento de Ayuda que nos guiará a través de las siguientes tareas:

1. Identificación de la tarjeta que estamos utilizando.

2. Conexión de la tarjeta al ordenador.

3. Realizar una prueba de la conexión.

4. Resolver los problemas con la conexión si es necesario.

5. Escribir nuestro primer programa en lenguaje PBASIC.

6. Desconectar el hardware cuando hayamos finalizado.

En esta entrada nos vamos a ocupar de los pasos 1 a 3.

Identificación de la tarjeta y sus diferentes componentes

Una vez abierto el programa de ayuda, debemos hacer click donde se indica en la imagen: «Getting started with stamps in class»

Acto seguido hacemos de nuevo click en «next»

Ahora es cuando tenemos que identificar cuál es la tarjeta con la que estamos trabajando. En nuestro caso es la segunda: «Board of Education – USB»

Esta es nuestra tarjeta de trabajo:

Veamos cuáles son sus principales componentes:

Punto de conexión de la batería de 9 V.
Conector de alimentación barrel jack. Permite la conexión de un alimentador de entre 6-9 V al enchufe de pared o mediante baterías. Un detalle importante es que, como se puede observar por la disposición de los componentes 1 y 2, ambos no se pueden utilizar al mismo tiempo. Se ha hecho así de forma intencionada.
Regulador de voltaje: Suministra 5 V regulados (hasta 1 amperio de corriente) para los enchufes y clavijas etiquetados como Vdd. Estas tomas Vdd son muy útiles para suministrar 5 V a los circuitos que se van a instalar en la placa de pruebas.
Indicador LED de energía: Este LED se encenderá cuando la tarjeta tenga energía y el interruptor 11 esté en posición 1 o 2.
Conectores header para los servos (X4 y X5) y selección de la fuente de alimentación: cada uno de ellos tiene dos conectores de 3 clavijas que incluye la potencia, la conexión a tierra y la clavija de acceso I/O (nos referimos a dispositivos I/O (Imput/Output, o Entrada/Salida y cuya función la explicaremos más adelante con detalle). La conexión a la fuente de alimentación está preestablecida en Vdd (+5 V) pero se puede establecer en Vin (el voltaje de alimentación de la tarjeta) si se mueve el bloque entre los conectores. Cada uno de los conectores de 3 clavijas está etiquetado con un número de clavija I/O por encima. Las líneas de señal para el servo 12, 13, 14 y 15 son accesibles también en los conectores P12, P13, P14, P15 I/O rotulados como X1 y X2 (puntos 8 y 9 de la tarjeta).
Conector de energía: los enchufes etiquetados como Vdd entregan +5 V de corriente continua. Los enchufes etiquetados como Vin conectan directamente a la alimentación de la tarjeta (a través de los componentes 1 o 2) y, por último, los enchufes Vss entregan 0 V (toma de tierra).
Placa de pruebas: es un tablero con orificios conectados eléctricamente entre sí en un plano horizontal en el cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables sin necesidad de soldadura. Está hecho de dos materiales, un aislante (el plástico blanco), y un conductor que conecta los diversos orificios entre sí. Cada banda conecta un grupo de cinco enchufes, con dos grupos en cada fila, separados por un surco central. Los cables o las patas de los componentes conectados en el mismo grupo estarán conectados eléctricamente. Los componentes con muchas patas (como los pulsadores), se colocan en el centro de la placa, de modo que la mitad de patas se encuentren en el lado izquierdo y la otra mitad en el lado derecho. Nota: Debemos desconectar siempre la alimentación antes de construir o modificar los circuitos.
Conector X2: Las 16 clavijas del microprocesador BASIC Stamp están conectados a este cabezal. Hay que tener en cuenta que las clavijas de acceso I/O también se encuentran en los conectores X4, X5 y X1; por lo tanto, debemos tener cuidado de no crear circuitos contradictorios si estamos utilizando estos otros conectores.
Conector AppMod: este conector proporciona potencia, clavijas de I/O, y acceso Vdd, Vin, Vss para algunos dispositivos que están especialmente diseñados para utilizar este enchufe.
Botón de reinicio: puede utilizarse para reiniciar el microcontrolador BASIC Stamp sin tener que encender y apagar el equipo. También se utiliza en programas avanzados para cambiar entre diferentes funciones.
Interruptor de energía: la posición más a la izquierda (0) es APAGADO, toda la potencia se desconecta. Cuando añadamos o cambiemos componentes en la placa de pruebas debemos colocar el interruptor en esta posición. La posición central (1) proporciona Vin (voltaje no regulado de la batería o de la fuente de alimentación) al regulador, al microcontrolador y a los conectores marcados como «Vin». Esta posición del interruptor también entrega Vdd (5 V) a todas las tomas Vdd de la placa de pruebas y al contector AppMod. La posición extrema derecha (2) también proporciona potencia a los conectores X4 y X5 (los servos).
Microcontrolador.
Conexión USB con el PC.

Realizar las conexiones de la tarjeta

Lo primero que haremos al sacar la tarjeta Home Work de su bolsa de embalaje será colocar los tacos de goma en la parte inferior para evitar daños mientras la manipulamos:

Acto seguido debemos insertar el microcontrolador. Se hace aplicando una leve presión.

Conectamos la fuente de alimentación (o bien la batería de 9V o la alimentación a la pared).

Ahora ya podemos conectar el cable USB al ordenador

La tarjeta ya está lista para encenderse. Colocamos el interruptor 11 en la posición “1” y veremos como se enciende el indicador LED 4 con una luz verde. Nota: Debemos esperar un poco ya que normalmente, el programa Windows del PC detectará el dispositivo y comenzará a instalar los drivers.

Probar las conexiones de la tarjeta

Una vez realizados los ajustes anteriores, debemos probar que las conexiones se han hecho correctamente, para lo cual deberemos volver al programa:

Hacemos click en la pestaña RUN y luego pulsamos IDENTIFY

y por fin aparece la ventana que confirma que el ordenador ha detectado correctamente la tarjeta Home Work.

Bien, lo vamos a dejar aquí por ahora, aunque antes debemos seguir unos pasos sencillos para desconectar la tarjeta: devolveremos el interruptor 11 a la posición “0” y ya podremos desconectar la batería y el cable USB.