Autor: Isabel Cristina López Sardiñas / c_info@myb.jovenclub.cu
Resumen
Hoy día la tercera y cuarta dimensión es un tema muy abordado internacionalmente, pero en Cuba se requiere una mayor producción de textos al respecto para ampliar los conocimientos de nuestra población. Estos términos pueden tener muchas interpretaciones dependiendo del contexto en que se explique. Esta problemática tributó a formular como objetivo de investigación: Transmitir contenidos relacionados con la 3ra y la 4ta dimensión a la población cubana, a través de una publicación nacional. En este artículo se hizo referencia a algunos de sus significados, utilidad en el cine, la medicina y otras ciencias técnicas. Estas dimensiones han permitido el desarrollo de la informática, la medicina y otras disciplinas permitiendo el cine 3D, la creación de piezas o maquetas volumétricas y el diseño de implantes para humanos y animales.
Palabras Claves: Dimensión, materiales inteligentes, impresoras 3D.
Abstract
Today the third and fourth dimension is a topic addressed internationally, but in Cuba increased production of texts about it is required to broaden the knowledge of our population. These terms may have many interpretations depending on the context in which it is explained. This problem tribute to formulate research objective: To transmit contents related to the 3rd and 4th dimension to the Cuban people through a national publication. This article made reference to some of its meanings, use in film, medicine and other technical sciences. These dimensions have allowed the development of information technology, medicine and other disciplines allowing 3D cinema, creating pieces or volumetric models and design of implants for humans and animals.
Keywords: Dimension, intelligent materials, 3D printers, 4D.
Introducción
Para comprender La Tercera Dimensión (3D) primero debemos conocer el significado de este último término. Proviene del latín dimensio y se aprecia como un aspecto o una faceta de algo. El concepto tiene diversos usos, puede tratarse de una característica, una circunstancia o una fase de una cosa o de un asunto. Técnicamente puede ser el área, el volumen o la longitud de una superficie, un cuerpo o una línea, la medida de espacio o tamaño (Definición.de, 2015).
Para la física, las dimensiones son las magnitudes de un conjunto que permiten definir un fenómeno. En el universo, se reconocen tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal.
Enfocándonos ya en la denominada 3ra Dimensión, en el Cine, se reconoce como la técnica que permite reproducir información visual tridimensional para crear una ilusión de profundidad en una imagen. Se habla de películas, televisores, videojuegos 3D y otros. En esta esfera este concepto tiene dos interpretaciones principales en la actualidad, que se exponen a continuación:
- Contenido creado a partir de polígonos para dar la sensación de profundidad.
- Contenido estereoscópico, presentado de manera que el cerebro lo perciba dispuesto en tres dimensiones, como si el medio de visualización fuera una ventana a otra realidad y no un cuadro plano (Alegsa, 2010).
Por lo general se usan gafas que se comunican con la pantalla a través de un conector de señal estereoscópico sincronizado. El conector estereoscópico es un elemento de conexión estandarizado que utiliza 3 pines para sincronizar las lentes LCD con la pantalla 3D. Cada uno de los pines tiene su función, un pin lleva la carga eléctrica, otro actúa como tierra y el tercero transporta la señal estéreo sincronizada. Por supuesto, la película tiene que haber sido filmada con el formato adecuado para su proyección mediante estos sistemas, es decir, deben existir al menos dos cámaras de vídeo que capturen las escenas a la vez: una recoge las imágenes que luego se proyectarán para el ojo izquierdo y la otra hará lo propio con las correspondientes al ojo derecho. Es por ello que las personas con visión monocular no pueden disfrutar del cine 3D ya que sin visión estereoscópica no se puede observar la profundidad. Además de esto, se necesitan potentes software informáticos, programas de modelación en 3D que en su mayoría pertenecen a monopolios, con precios por licencias valorados en miles de dólares. Pero no solo se necesitan software para que un modelo en 3D, basado en fórmulas matemáticas se transforme en una imagen 3D. El proceso de renderización se logra si la computadora cuenta con una placa aceleradora de 3D de gráficos. Esta placa es un dispositivo que ayuda al microprocesador pues suele ser un proceso pesado.
Desarrollo
Adentrándonos en el mundo de las ciencias aplicadas, existe un laboratorio de auto ensamblaje del MIT (Tecnología de Massachussets), (Green, 2015), dirigido por Skylar Tibbits, Investigador principal en TED2012, donde se ha desarrollado la impresora 3D. Ellas han hecho posible la creación de piezas o maquetas volumétricas a partir de un diseño hecho por ordenador. La imagen primero es pensada y diseñada por el ser humano, con la idea de convertir archivos de 2D en prototipos reales o 3D. Comúnmente se ha utilizado en la matricería o la prefabricación de piezas o componentes, en sectores como la arquitectura y el diseño industrial. En la actualidad se está extendiendo su uso en la fabricación de prótesis médicas, ya que la impresión 3D permite adaptar cada pieza fabricada a las características exactas de cada paciente.
En la Universidad del Sur de California, científicos aseguran haber creado la tecnología que permitirá construir casas en un día. Se trata de una impresora 3D gigante. De acuerdo con el profesor de la citada universidad, Behrokh Khoshnevis, esta tecnología denominada «contour crafting», será utilizada en las empresas constructoras gracias a la impresión en tercera dimensión. Khoshnevis asegura que pronto se utilizará para crear estructuras de hormigón (Cubadebate, 2014).
Al mismo tiempo, ingenieros alemanes han construido una máquina capaz de teletransportar objetos a través de Internet. Según informó el diario “The Telegraph”, el invento llamado Scotty, se encarga de escanear los objetos a teletransportar con una cámara, previamente cortándolos en capas con el objetivo de mejorar el procesamiento de sus datos. Después la información tratada se cifra y se envía a una impresora 3D, conectada a un ordenador en cualquier rincón del mundo, que reproduce su modelo reconstruido. La máquina todavía presenta algunas deficiencias, dado que destruye las cosas y solamente teletransporta los objetos pequeños y de color negro. Sin embargo, los ingenieros aseguran que ha sido un buen comienzo, y en breve podrán mejorar las prestaciones del invento.
La historia de las dimensiones no termina con la 3D, todo lo contrario pasa a una fase inmediata superior, la 4D.
Esta cuarta dimensión ha sido objeto de la fascinación popular desde los años 1920, pues ha sido referido por diferentes personas y programas. Donnie Darko la usó como argumento para el viaje en el tiempo. Alan Moore en su novela gráfica «From Hell» utiliza la cuarta dimensión como referencia a la locura de Jack el Destripador. El videojuego Blinx: The Time Sweeper se refiere así mismo como «El primer juego de acción en 4D», con el jugador teniendo control sobre el flujo del tiempo del juego. Muchos otros juegos con habilidades de doblar el tiempo (como Prince of Persia: The Sands of the Time y Viewtiful Joe) o una coordinación interna del reloj (como Animal Crossing y Metal Gear Solid 3: Snake Eater) se les referencia como juegos en 4D.
En este paso ascendente, la industria de la informática ha tenido un importante papel. Es habitual el uso de volantes, ratones, joysticks e incluso asientos que reaccionan con vibraciones ante determinados eventos de juego, y no es difícil trasladarlo a cojines o adaptadores que convierten el sofá del salón de casa en un pequeño potro de tortura.
Por su parte, Samsung ya está preparándose para el arranque de estas nuevas experiencias en el cine doméstico. Ha creado un prototipo de órgano de esencias para un futuro cine doméstico en colaboración con la Universidad de California en San Diego. El creador del invento es el investigador Sungho Jin, que durante dos años ha trabajado con controladores, filamentos calientes y nanotubos, hasta crear un equipo capaz de generar en pocos segundos hasta 10.000 olores diferentes. Quiere decir que en una visita al cine las personas pueden terminar salpicadas, incluso golpeadas, y es muy probable que perciban todo tipo de olores, agradables y desagradables.
En los laboratorios del MIT, se trabaja en la evolución de la impresión de 3D a la impresión 4D, un concepto que supone el futuro de la manufactura de productos y de la fabricación de estructuras para la construcción, compuestos por materiales inteligentes capaces de expandirse, transformarse y responder a los requerimientos de los usuarios. Esta tecnología es el resultado de la fusión entre las tecnologías de impresión 3D y el desarrollo de materiales inteligentes capaces de responder a estímulos y ensamblarse por sí mismos. Para ello depositan dos materiales en una impresora (3D) multimaterial, uno de ellos se expande 150% al contacto con el agua mientras que el otro material es plástico rígido. Este material tiene la información y es la columna vertebral y cuando se combina esa información con una fuente de energía, en este caso el agua, se transforma en un producto útil.
Así, por ejemplo, una impresora 3D puede imprimir una figura plana de algunos centímetros de extensión pero al entrar en contacto con el agua, ésta pueda convertirse automáticamente en una mesa o una silla. A este tipo de impresión que cambia en el tiempo se reconoce como impresión en 4D (Sánchez, 2015). Las investigaciones aún están en fase de laboratorio por lo que aún podrían pasar un par de años para que se empiecen a realizar pruebas utilitarias en el mundo real mientras que su uso comercial podría tardar aún más. Su potencial de aplicaciones abarca desde industrias como la del cuidado para la salud hasta la construcción e incluso en un futuro el mundo podría ver la construcción de edificios que respondan a estímulos como luz, temperatura y condiciones meteorológicas para que adapten automáticamente las condiciones de temperatura o iluminación en su interior.
Un ejemplo curioso es que con estas impresoras se ha sustituido el caparazón de una tortuga que sufre una anomalía que la hace desarrollar picos deformes, provocando con el tiempo estrías que la hacen susceptible a bacterias e infecciones. Pero para prevenir que enferme o su caparazón se deforme más, ahora tiene su propio caparazón 3D que la protege de más heridas. Otro ejemplo elocuente es el de seis estudiantes de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Connecticut, quienes están investigando la creación de riñones artificiales. Aún quedan algunos ajustes y progresar más en los resultados, pero estos órganos salidos del laboratorio están pensados para que funcionen dentro del cuerpo humano, sin causar rechazo y cumpliendo las tareas básicas que les corresponden.
Los órganos creados por 3D son un proceso que está siendo investigado ampliamente. Y se basa en creación de biomateriales que permitan imprimir directamente los tejidos, de manera que el producto salido de la máquina sea compatible con el cuerpo humano. Si es posible crear riñones también se pudieran crear otras prótesis tan necesarias para que algunas personan puedan mantener algunas de sus funciones vitales.
Estos ejemplos no son casos aislados en el mundo ya que varios grupos de investigadores de todo el mundo han desarrollado pequeñas masas de tejido para los implantes, pero ahora están en busca de dar el siguiente paso y hacerlos funcionales. Los materiales empleados para estas impresiones tridimensionales estarán compuestos de células madre, proteínas que ayudan a estas células a desarrollarse y una sustancia sintética similar al colágeno. La tecnología podría ofrecer esperanzas para los niños que nacen con problemas en los huesos o los cartílagos, en los cuales los implantes sintéticos habituales no sirven debido a la tasa de crecimiento del cuerpo.
En el paso de la 3ra a la 4ta dimensión, los medios informáticos: la computadora, el ordenador, la impresora, el escáner, han jugado un importante papel. Cada vez que se hace una asociación de la palabra inteligente a algo material, estamos hablando de programación, ordenes que reciben los microprocesadores que ejecutan instrucciones de algoritmos lógicos muy bien pensados y que parten de un creador: “el ser humano”, que con su inteligencia natural es capaz de crear la inteligencia artificial y transformar el mundo que lo rodea para cada día caminar en el empeño de satisfacer todas sus crecientes necesidades, y poner el desarrollo tecnológico al servicio de la humanidad.
Conclusiones
- Vivimos en un mundo dramáticamente cambiante y es imprescindible fabricar objetos que sean más fácilmente adaptables a los cambios de temperatura, humedad y condiciones adversa.
- A los científicos y profesionales les corresponde hoy día dominar las tecnologías 3D y 4D ya que constituyen la base que garantizará el futuro tecnológico del hombre y su propia supervivencia.
Referencias Bibliográficas:
Definición de 3D (2010, 5 de diciembre). Recuperado el 8 de abril del 2015 de http://www.alegsa.com.ar/Dic/3d.php
De la impresión 3D a la 4D: materiales que se montan solos (2013, 6 de abril). Recuperado el 8 de abril del 2015 de http://es.gizmodo.com/el-futuro-de-la-impresion-3d-son-materiales-que-se-mont-511119662
Definiciones (2015, 5 de febrero). Recuperado el 8 de abril de 2015 de http://definicion.de/dimension/
¿El 3D es el futuro del cine? (2011, 19 de agosto). Recuperado el 8 de abril del 2015 de http://www.blogdecine.com/reflexiones-de-cine/el-3d-es-el-futuro-del-cine
Gran misterio (2015, 6 de febrero). Recuperado el 8 de abril de 2015 de http://granmisterio.org/2015/03/18/entendiendo-la-cuarta-dimension-que-misterios-nos-revela-la-ciencia-y-la-fisica-cuantica/
Impresión 4D, la revolución de los materiales (2014, 20 de junio). Recuperado el 8 de abril del 2015 de http://eleconomista.com.mx/tecnociencia/2014/06/20/impresion-4d-revolucion-materiales
La cuarta Dimensión (2015, 3 de febrero). Recuperado el 8 de abril de 2015 de http://lacuartadimension.net/bbs/bbs/board.php?bo_table=pages&wr_id=2&p_title=que.
La cuarta dimensión del cine (2015, 4 de de febrero). Recuperado el 8 de abril de 2015 de http://www.elconfidencial.com/tecnologia/2011-07-25/la-cuarta-dimension-del-cine_773837/
Skylar Tibbits presenta la impresión 4D en TED2013 (2013, 26 de febrero). Recuperado el 8 de abril del 2015 de http://blog.stratasys.com/es/2013/02/26/skylar-tibbits-presenta-la-impresion-4d-en-ted2013/
Sueño en tercera dimensión (2010, 8 de septiembre). Recuperado el 10 de abril del 2015 de: http://www.juventudrebelde.cu/suplementos/informatica/2010-09-08/sueno-en-tercera-dimension/
Tercera dimensión (3d) (2010, 10 de marzo). Recuperado el 8 de abril del 2015 de http://www.buenastareas.com/ensayos/Tercera-Dimensi%C3%B3n-3D/588590.html