Campos de aplicación de la biónica
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Las aplicaciones son inmensas y no están solo limitadas a ampliar nuestras capacidades sensoriales.[1] A continuación se listan algunos campos de aplicación de la biónica.[8][6] Todas tienen en común la inspiración en diseños de la naturaleza, animales, vegetales, sus estructuras y sus mecanismos de adaptación al entorno saludable.[9].
Medicina
En medicina, biónica significa la sustitución o mejora de órganos u otras partes del cuerpo por versiones mecánicas. Los implantes biónicos se diferencian de las meras prótesis al imitar la función original muy de cerca, o incluso superarla.
Utilizando el concepto de biónica al deporte, y en general al estudio del funcionamiento del cuerpo humano, ha sido posible crear simuladores y analizadores computarizados de las técnicas de los deportistas de alto rendimiento que permiten hacer análisis computacional y estadístico del movimiento del cuerpo humano en diferentes situaciones.[10] Esto permite evaluar las zonas de oportunidad de mejora en sus técnicas funcionales, ya sea para enfocar de manera correcta un entrenamiento, así como utilizar estos conocimientos en el diseño de prótesis, por ejemplo para personas que han perdido un brazo o una pierna, como el ingeniero y biofísico Hugh Herr.[1] El ámbito de la bioingeniería aplicado al cuerpo humano está desarrollando diferentes mejoras, destacar también el llamado oído biónico,[2] presentado en 2017 en la Real Academia Europea de Doctores.
Arquitectura
En el campo de la arquitectura el concepto de la biónica se incorpora a partir de los años finales del siglo . Un equipo interdisciplinar en el que participan arquitectos, urbanistas, ingenieros y biólogos, desarrollan la idea de una nueva forma de ocupar el territorio con asentamientos humanos en sincronía con la vida.[11] La arquitecta María Rosa Cervera Sardá, ha escrito multitud de libros y artículos además de realizar proyectos de arquitectura y urbanismo[8] incorporando lo biónico, con un sentido que se alinea con la sostenibilidad.[3][4].
Ciudad
La ciudad biónica se puede considerar en los aspectos de diseño urbano que utilizan los conocimientos de adaptación de la naturaleza, junto con los conocimientos de la tecnología humana, para mejorar el hábitat en el que vivimos como especie, la ciudad. Partiendo de los inventos y propuestas de Leonardo da Vinci para mejorar aspectos de infraestructuras en la ciudad de Florencia, Milán[12] o París, podemos entender la evolución de la ciudad biónica, hasta las propuestas actuales.[13].
La ciudad biónica también se llama ciudad bioclimática, en cuanto se adoptan diseños de la biología para que la ciudad responda con eficiencia al entorno físico en el que se encuentra. Así encontramos propuestas tanto de diseño urbano[14] como de planificación urbanística en las que se consideran parámetros de climatización, como puede ser el sistema de refrigeración utilizado en termiteros por hormigas para adecuar su hábitat al confort vital que requieren.[15] En este sentido estudios realizados del concepto de isla de calor urbana se llevan a cabo por ciudades de todo el mundo, destacar por ejemplo el estudio realizado para Madrid.[16][17] Desde que las ciudades se convierten en grandes metrópolis, con grandes densidades de personas, de edificación y pavimentos asfaltados que impiden que el agua mantenga su ciclo natural, se propicia la acumulación de calor producida por este entorno construido.[18][19] Estos estudios y tomas de decisiones, se basan en la utilización de sensores que miden la variación de parámetros en diferentes horas del día y estaciones del año, en diferentes áreas urbanas. Manejar todos estos datos recogidos por los sensores repartidos por toda la ciudad es posible por la utilización de la tecnología, macrodatos, redes neuronales y otros sistemas informáticos de gestión de la información. Además se miden los impactos de otras nuevas tecnologías aplicadas a la construcción urbana como pueden ser la integración de energías renovables o cubiertas ecológicas.[20].
Audiovisual
Gracias a la biónica, se ha podido llevar a cabo sistemas de adquisición, reproducción y compresión dentro del campo audiovisual, teniendo en cuenta las limitaciones de los sistemas auditivo y visual humanos.
Un claro ejemplo dentro del mundo de la adquisición son los micrófonos, los amplificadores, los altavoces que han sido diseñados de acuerdo con los rangos audibles por los humanos, es decir, de 20 Hz en 20kHz.
Como sistema de compresión de audio encontramos el MP3, que permite almacenar sonido a una calidad similar a la de un CD y con un índice de compresión muy elevado, del orden de 1:11. El sistema de codificación que utiliza el MP3 es un algoritmo de compresión con pérdida, es decir, el sonido original y lo que obtenemos no son idénticos. Eso se debe a que el MP3 aprovecha las deficiencias del oído humano y elimina toda aquella información que no es capaz de percibir.
Otro sistema de compresión, en este caso de imagen, es el JPEG en lo que la compresión se lleva a cabo, en gran parte, en el cromatismo ya que el sistema visual humano es mucho más sensible a la luminosidad que a los colores.
En el caso de los elementos de reproducción podemos mencionar el caso de las pantallas planas que se producen actualmente. Casi como todas las televisiones de tubo de color del pasado, poseen una proporción 1:1:1 de los tres elementos de color de rojo, verde y azul. Sin embargo, como los subpíxeles azules no ayudan casi nada en el ojo a la hora de resolver imágenes, la mayoría de estos píxeles se desprecian. Hay que decir que este sistema ha sido mejorado con los años haciendo las pantallas más eficientes.
Diseño de productos
Durante el último decenio, el oficio de diseñador ha aumentado considerablemente. Si nos fijamos en el caso de Leonardo Da Vinci, parece evidente que la biónica tendría que aportar al diseñador de hoy día este método de creatividad, de verificación de la validez de nuevas construcciones, una diversificación de las formas destinadas a unas funciones precisas.[21] La relación forma-función es, sin lugar a dudas, el aspecto de la biónica que toca más particularmente el diseñador; y nos queremos referir al hecho que otros aspectos como los principios psicoquímicos del funcionamiento de algunos órganos sensoriales no los toca tan de cerca. Al contrario, una multitud de trabajos de biología tratan del doble aspecto de la relación forma-función: es el dominio de la morfología funcional. A causa de sus soluciones, a menudo inesperadas, la naturaleza esconde riquezas que los diseñadores estarían bien tentados de asimilar a sus diseños.[22].