Los 10 avances militares

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Descodificadores cerebrales, músculos artificiales o membranas resistentes a agentes químicos son algunos de los avances tecnológicos más revolucionarios que se están aplicando en el ámbito militar. Los científicos calculan que los soldados podrán utilizar algunos de estos dispositivos antes de que acabe la década.

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1. UNA SEGUNDA PIEL FRENTE A LOS AGENTES BIOLÓGICOS

En las misiones internacionales, además de enfrentarse a otros ejércitos, comandos o guerrillas, los militares tienen un enemigo invisible, pero igual de letal: los agentes biológicos que provocan enfermedades. Diminutos virus o bacterias responsables de epidemias como las del dengue pueden diezmar a una tropa entera. Para evitarlo, investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (EE. UU.) han diseñado una segunda piel basada en nanotubos de carbono. Ubicada sobre la ropa, esta membrana se ha mostrado eficaz repeliendo el virus del dengue. Como explica Francesco Fornasiero, responsable del proyecto, la segunda piel es capaz de proteger frente a “todos los virus, bacterias y parásitos; en general, frente a cualquier elemento mayor de cinco nanómetros, que es el tamaño de los poros de la membrana”.

Para hacernos una idea, esos poros son cinco mil veces más pequeños que el grosor de un cabello humano. En el caso de los agentes químicos, como el gas mostaza –cuyo tamaño es incluso menor que el de virus y bacterias–, la segunda piel actuaría de forma inteligente: cierra sus poros y bloquea el paso del gas tras ser detectado este en el ambiente con unos sensores diseñados para tal fin.

Los científicos también están probando otras respuestas, como, por ejemplo, que ante la presencia de una sustancia tóxica la segunda piel se mude por completo, a modo de una exfoliación. Los científicos calculan que los nuevos uniformes militares equipados con esta tecnología podrían estar en el campo de batalla antes de 2026. Según Fornasiero, la membrana también podría usarse para proteger al personal médico y de primeros auxilios en entornos civiles.

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Los poros de la membrana artificial son tan estrechos que los agentes patógenos no logran cruzarlos.

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Los investigadores Eric Meshot –izquierda– y Ngoc Bui evalúan la uniformidad de una matriz de nanotubos de carbono que cubre el área de una oblea de diez centímetros.

Los pulpos no se mimetizan con el color general del paisaje, sino con una serie de objetos cercanos que quedan al alcance de su vista.

2. CAMUFLAJES BASADOS EN CEFALÓPODOS

3. LA REVOLUCIÓN DE LOS DRONES

¿Qué tienen en común pulpos, calamares y sepias? Los tres son cefalópodos, una clase de invertebrados marinos que fascina a expertos y profanos. “Son criaturas asombrosas que han dominado el camuflaje, la señalización subacuática, el control motor sobre muchas extremidades y la propulsión a alta velocidad”, resume Erica Leung, investigadora en el Departamento de Ingeniería Química y Ciencia de los Materiales de la Universidad de California en Irvine (EE. UU.).

Hace cinco años, un equipo de científicos de esa universidad se inspiró en estas escurridizas criaturas –en concreto, en los calamares– y diseñó unas pegatinas de invisibilidad que los soldados podían emplear para no ser detectados por cámaras infrarrojas.

La piel del calamar cuenta con unas células llamadas cromatóforos que contienen capas compuestas de una proteína llamada reflectina. Por medio de una reacción bioquímica, el molusco cambia el grosor y el espacio de estas capas, lo que afecta a cómo reflejan la luz las células y, por tanto, a la coloración de la piel. Ese efecto fue precisamente el que los investigadores imitaron en el laboratorio, donde diseñaron una película de reflectina que colocaron sobre una cinta adhesiva para que los soldados la pudieran pegar rápidamente sobre su ropa y así ocultarse.

Cuatro años después de aquel invento, los científicos han vuelto a inspirarse en los cefalópodos y han desarrollado un material con la capacidad de controlar la temperatura de quien lo usa, como recoge la revista Nature Communications. “Actualmente, esta investigación no se ha desplegado en el terreno; sin embargo, tiene aplicaciones militares sustanciales y podría emplearse en el futuro”, señala Leung.

Si miramos al cielo, una de las mayores innovaciones en los últimos años han sido las aeronaves tripuladas por control remoto (RPA). Aunque los drones son los más conocidos, la flota aérea militar de este tipo de vehículos es muy amplia. “Tanto los de mayor tamaño como los más pequeños están cambiando progresivamente la manera de abordar muchas operaciones militares y, previsiblemente, continuarán haciéndolo en el futuro”, sostiene el teniente coronel español Juan Manuel González del Campo Martínez.

El reto es conseguir que grandes flotas de drones operen de manera coordinada con otros vehículos no tripulados –aéreos o terrestres–, de forma que sean capaces de recopilar información y ayudar a las tropas en entornos hostiles, donde los edificios afectan a la comunicación por satélite y a la línea de visión. Y en eso precisamente están trabajando investigadores de la Universidad Estatal de Oregón (EE. UU.), que han firmado un contrato de más de 6,5 millones de euros con DARPA, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa de Estados Unidos. En el marco del programa OFFSET, los científicos van a desarrollar una infraestructura de flotas de drones que ayude al ejército estadounidense en misiones urbanas.

En paralelo, el uso de estos vehículos fuera del ámbito militar está provocando nuevas amenazas asociadas al uso “malintencionado de estos drones contra las personas o las instalaciones críticas”, señala el teniente coronel, lo que ha obligado a las autoridades a desarrollar sistemas antidrones.

El uso de drones en las operaciones militares, para todo tipo de tareas, está cada vez más extendido.

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4. LA NUEVA GENERACIÓN DE SOLDADOS: LOS ROBOTS

Hoy por hoy, la presencia de robots con forma humana en el campo de batalla sigue siendo ciencia ficción. Lo que sí es real es el desarrollo de vehículos robóticos y otro tipo de dispositivos que trabajan de forma autónoma para ayudar a las tropas militares sobre el terreno.

Es el caso de un conjunto de pequeños robots terrestres que se coordinan y reconfiguran sus ubicaciones para establecer una red de comunicaciones inalámbrica. El prototipo de este equipo robótico ha sido diseñado por científicos del Laboratorio de Investigación CCDC del Ejército de Estados Unidos.

Un robot con una antena compacta de baja frecuencia se coordina con los demás compañeros robóticos, equipados con antenas pasivas que ayudan a enfocar el campo electromagnético en la dirección deseada. Esto permite establecer una comunicación inalámbrica a grandes distancias en entornos urbanos o subterráneos hostiles.

En paralelo, los científicos están desarrollando algoritmos que se convertirán en el cerebro de los robots soldados. Una tarea nada sencilla, puesto que tendrán que prepararlos para interactuar en escenarios desconocidos y situaciones imprevistas, siempre como apoyo a los soldados de carne y hueso. De momento, nada de máquinas asesinas autónomas.

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El Ejército estadounidense está desarrollando robots capaces de seguir órdenes sin depender de un control remoto.

5. BATERÍAS QUE NO ESTALLAN

En misiones de alto riesgo, con explosiones y altísimas temperaturas, el equipamiento de los soldados debe resistir duras condiciones. Los sistemas de comunicaciones y otros dispositivos electrónicos que portan los militares se cargan con baterías de iones de litio, cuyo electrolito –conductor de la corriente– es un material altamente inflamable.

Científicos de la Universidad de Maryland (EE. UU.) y del Laboratorio de Investigación del Ejército de Estados Unidos han desarrollado una batería acuosa de iones de litio que, como electrolito, utiliza un compuesto no inflamable a base de agua.

Además, la nueva tecnología emplea una sal de litio que no es sensible al calor, lo que permite que la batería se almacene en un rango mucho más amplio de temperaturas. “El ejército está apoyando esta investigación para construir prototipos”, confirma Chunsheng Wang, profesor del Departamento de Química e Ingeniería Biomolecular de la Universidad de Maryland que colidera el trabajo. Este ha sido publicado en la revista Science.

De esta forma, aunque la temperatura de la batería llegara a los 65 ºC, esta no dejaría de funcionar ni se incendiaría. Otra ventaja es que es más ligera que los dispositivos tradicionales, envueltos en pesados protectores para evitar que se inflamen. “Nuestra nueva batería con alta seguridad intrínseca puede resolver este problema, y conseguir así que la fuente de energía sea liviana, flexible y más adaptable al duro campo de batalla”, afirma Chonging Yang, investigador del mismo departamento de la Universidad de Maryland. Según el Ejército estadounidense, sus soldados podrían llevar estas baterías en misiones entre 2026 y 2028.

Prototipo del casco de Facebook capaz de leer el pensamiento.

6. DESCODIFICADORES CEREBRALES PARA LEER LA MENTE

¿Qué está pensando un soldado y cuáles van a ser sus siguientes movimientos? Aunque parezca algo imposible de saber, lo cierto es que cada vez más organismos y empresas están financiando proyectos cuyo objetivo final es leer la mente de las personas.

Facebook es una de ellas. El gigante tecnológico ha financiado un proyecto con voluntarios que se estaban sometiendo a una cirugía cerebral para tratar la epilepsia. Una parte de esa investigación fue descrita en un artículo científico de la Universidad de California en San Francisco. El texto, publicado en la revista Technological Review, afirma que los investigadores han desarrollado “descodificadores del habla” capaces de determinar lo que las personas intentan decir a partir de sus señales cerebrales.

Volviendo al terreno militar, un equipo de investigadores del Ejército de Estados Unidos ha desarrollado un detector que puede determinar hacia dónde miran las personas y descodificar su actividad cerebral. Al monitorizar las ondas cerebrales, los investigadores rastrean las respuestas neuronales y evalúan qué capta la atención de un soldado entre un conjunto de estímulos en diferentes entornos, sobre todo hostiles.

Según los investigadores, este reconocimiento cerebral permitirá una mejor conciencia de la situación en el campo de batalla, ayudará a los altos mandos a tomar mejores decisiones y ampliará la capacidad del militar para formar equipo con futuros agentes de inteligencia artificial.

En la Universidad de Maryland, Chunsheng Wang y su equipo están investigando el desarrollo de baterías más potentes.

DU e UMD facebook Los FOAM permiten levantar grandes pesos gracias a la presión de un fluido que infla los músculos y los hace contraerse.

7. MÚSCULOS ARTIFICIALES PARA LOS ROBOTS-SOLDADO

Cuando lleguen al campo de batalla, los robots humanoides serán más fuertes que cualquier soldado gracias a fibras de plástico que se contraerán y se expandirán imitando a los músculos, pero con una resistencia mucho mayor. Investigadores del Ejército norteamericano y de dos universidades de Florida han estudiado cómo responden ese tipo de fibras cuando se retuercen y se enrollan en un resorte, y midieron las propiedades del material. Según los científicos, los músculos artificiales podrían aumentar el rendimiento del robot.

Para otro tipo de entornos, como la exploración oceánica o la espacial, se están diseñando músculos artificiales inspirados en las formas del origami que moverán robots elaborados con materiales blandos. Estos dispositivos, denominados FOAM, son capaces de permitir que los robots levanten objetos de hasta mil veces su propio peso. Para ello, se utiliza solo la presión del aire o del agua.

El FOAM está formado por tres elementos básicos: un esqueleto que se comprime –como una bobina de metal o una lámina de plástico–, una piel flexible –plástica o textil– y un medio fluido –que puede ser aire o un líquido–. La aplicación de la presión al fluido es lo que provoca que el esqueleto del robot se reconfigure como una escultura de origami.

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Un proyecto de la Universidad de Búfalo (EE. UU.) propone el uso de uniformes con electrodos para medir la fatiga y el estrés de los soldados.

8. MONITORIZACIÓN DE LA SALUD EN TIEMPO REAL

Para medir el estado de salud de los soldados en tiempo real y su rendimiento, un equipo de científicos civiles y militares estadounidenses ha desarrollado un innovador sistema de biorreconocimiento. Pequeño, resistente y de bajo coste, este dispositivo usa datos extraídos de biosensores portátiles, que toman muestras biológicas, como sudor, saliva y sangre.

Los biosensores están formados por dos elementos principales: el biorreceptor –el elemento de detección de la muestra biológica– y el transductor –encargado de convertir esa señal biológica en una señal electrónica–. El primer biosensor fue diseñado en 1962 y su principal ventaja es que devuelve información en tiempo real sobre parámetros clave; en este caso, para medir el estado de salud y el rendimiento de los soldados.

El sistema desarrollado por los investigadores estadounidenses, denominado PCC, se ha publicado en la revista Chemical Reviews y permitirá la monitorización de los datos personales y ambientales de los militares sobre el terreno. Otra de sus ventajas es la rapidez a la hora de desarrollar uno: según los autores, solo tardan entre dos y tres semanas.

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9. MATERIALES QUE SE AUTORREPARAN

Científicos nipones han creado un cristal capaz de recomponerse por sí solo si presionas sobre él durante medio minuto.

Una de las cualidades más buscadas para un material es que no se rompa y, si lo hace, que se repare a sí mismo. Son los conocidos como materiales autorreparantes, un campo emergente de la ciencia de materiales que ha empezado a despuntar en los últimos años. Investigadores de la Universidad de Texas A&M (EE. UU.), en colaboración con científicos del Ejército de Estados Unidos, han desarrollado un material sintético reversible que se imprime en 3D y que se autorrepara a temperatura ambiente sin necesidad de ningún estímulo externo.

La composición química de la nueva sustancia permite incluso programarla para que se autotransforme cuando se estimule con la temperatura adecuada. Este desarrollo abre la puerta a crear nuevos objetos reconfigurables y a la medida sin depender de elementos externos.

El hallazgo se suma a otros logrados en los últimos años, como un cristal diseñado por científicos japoneses que se autorrepara en solo treinta segundos. En el caso de ese invento, sí hacía falta ayuda externa, ya que la pantalla rota debía presionarse durante medio minuto y a temperatura ambiente para arreglarse, como recogía la revista Science.

El Boeing X-51, un avión hipersónico no tripulado con motor tipo scramjet, es capaz de volar a 5300 km/h.

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El futuro: tecnología cuántica y biología sintética

¿Qué avances tecnológicos prometen revolucionar las misiones militares de los próximos años? En opinión del teniente coronel Juan Manuel González del Campo Martínez, además de los avances en inteligencia artificial, materiales y energía, “se espera un mayor desarrollo de la robótica terrestre y naval, tanto de superficie como submarina, en paralelo a la aérea. Los avances implicarán a sistemas cada vez más sofisticados y autónomos que funcionarán de modo cooperativo”.

Además, al igual que en el ámbito civil, también se prevé que se consolide el internet de las cosas militares, con numerosos sensores, redes y sistemas capaces de proporcionar grandes cantidades de datos. “Otro ámbito es el de las armas de energía dirigida, tanto láser como de radiofrecuencia, que pueden desplazar en muchos casos al armamento tradicional y obligar a los sistemas a disponer de nuevas formas de protección”, mantiene el teniente coronel.

El ciberespacio, el espacio ultraterrestre y la desinformación a través de las redes son tres áreas para las que los equipos de defensa de los países tendrán que desarrollar nuevas soluciones tecnológicas, pero hay más retos. “Con una visión a más largo plazo, los avances en tecnologías cuánticas, biología sintética o vehículos hipersónicos podrían llegar a transformar completamente el panorama de amenazas para la seguridad y la defensa que hasta ahora conocemos”, avanza González del Campo. Según el teniente coronel, el Ministerio de Defensa español está trabajando en actualizar su Estrategia de Tecnología e Innovación para la Defensa a fin de adaptarla a los últimos avances tecnológicos y a los nuevos retos del futuro.

10. INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y BIG DATA

Imitando a la todopoderosa supercomputadora Watson de IBM, científicos de la Universidad Cornell (EE. UU.) han diseñado un sistema de inteligencia artificial (IA) basado en bots algorítmicos.

Bautizada como CRYSTAL, esta IA analiza cientos de miles de combinaciones y elementos de una manera que sería inaccesible con la experimentación clásica. En concreto, los científicos han usado estos bots para conseguir que las pilas de combustible del Ejército estadounidense –que financia la investigación– sean más eficientes.

Gracias a la inteligencia de CRYSTAL, los científicos identificaron un catalizador único –que estimula la reacción química– compuesto por tres elementos cristalizados en una determinada estructura, que podría incorporarse a las pilas de combustible a base de metanol.

“Los avances en inteligencia artificial están revolucionado el sector de la defensa, al igual que el civil”, describe el teniente coronel González del Campo. Si a la inteligencia artificial le sumamos la disponibilidad de ingentes cantidades de datos –el big data–, según González del Campo, en unos años podrían aportar capacidades importantes en aplicaciones tan variadas como la ciberdefensa, los simuladores de adiestramiento, los sistemas tripulados por control remoto o la explotación automática de datos.

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