Thursday, June 25, 2015

3D Printed Open Source Robot

Gael Langevin és un modélista francès que, al Gener del 2012 va llençar-se a la realització d'un projecte personal: InMoov, el primer robot Open Source de grandària natural que pots imprimir-te en 3D a qualsevol impressora 3D de 12 cm3, disponible a moltes universitats i laboratoris de recerca. Però també al domicili de molts modelistes i apassionats en generals per aquesta nova tecnologia.

És el concepte està basat en l'intercanvi de coneixements al si de la comunitat Open Source, el que permet que el robot pugui ser reproduït tantes vegades i per tants projectes com sigui necessari.



El passat 15 de Juny, Gael va pujar aquest vídeo a youtube (però en té molts altres al seu canal). A més del seu blog InMoov, també et proposo visitar aquest article que van dedicar-li a Gizmag el 21.01.2013: Print your own InMoov animatronic robot. I naturalment l'entrevista que van fer-li a les pàgines d'economia de Libération el 24.08.2014: Gaël Langevin: allô papa robot.

Monday, June 22, 2015

will future spacecraft fit in our pockets?



Si dibuixes un coet per una missió espacial interplanetària, és possible que ho facis pensant en un vaixell enorme, carregat de combustible, d'astronautes i de subministres. Saps però que fa temps que la Nasa té un programa anomenat FASTSAT (Fast, Affordable, Science and Technology Satellite), destinat a a la producció de micro sondes i satèl·lits, i que pots visitar la seva pàgina per veure les missions passades i el calendari de les futures? 

Sunday, June 21, 2015

sydney's patrick terminal goes automated

https://www.youtube.com/watch?v=OQxZdL7UcVw
punxa aquí per veure el vídeo
Fa gairebé 20 anys, el terminal de contenidors del Port Botany, a Sydney, va viure una de les lluites sindicals més importants d'Austràlia, quan l'empresa va intentar trencar els acords amb els sindicats d'estibadors. Una lluita que, el passat mes d'abril, l'empresa creia haver guanyat amb la automatització de la feina de càrrega i descàrrega dels containers des dels camions fins els vaixells i vise-versa.

Des del punt de vista de l'empresa: "Tot està totalment automatitzat i no hi ha éssers humans, literalment, des del moment en que el conductor aparca el seu camió. A partir d'aquest moment els robots s'encarreguen de la càrrega". Des del punt de vista sindical: "Nosaltres creiem que una força de treball motivada amb els responsables adequats pot lliurar els mateixos nivells de productivitat, sinó millors, i a un cost molt més baix".

Me demano si les lluites sindicals del futur passaran per la introducció de virus informàtics? 

Més informació a Jacob Saulwick: Sydney's Patrick terminal goes automated, with fewer staff but dancing robots, The Sydney Morning Herald, 18.06.2015

Thursday, June 18, 2015

extreme engineering: the longest tunnel in the world

tunel de St-Gothard
M'agradaria presentar-te un treball d'enginyeria al cor dels Alps al que participa una divisió de l'empresa on treballo. Es tracta del túnel ferroviari de St-Gothard que, amb una longitud de 57 km, és ja avui el túnel ferroviari més llarg del món, superant el Seikan (53.8 km) o  l'Eurotunnel (50.5 km).

El seu principal objectiu és augmentar la capacitat total de transport de mercaderies entre Alemanya i Itàlia a través dels Alps, transferint els camions i la seva càrrega al damunt dels trens i eliminant així tant l'impacte ambiental com el col·lapse que provoquen en les autopistes del país. Un benefici secundari  serà la reducció pels passatgers del temps del trajecte entre Zuric i Milà: al voltant d'una hora des de Zuric, 1 hora 40 minuts des de Lugano.



La construcció del tunel fa part del projecte AlpTransit, també conegut com NRLA (New Railway Link through the Alps) que, a més del St-Gothard, inclou el túnel de Lötschberg (34.6 km, en explotació des del 2007) i el de Ceneri  (39.8 km, en construcció, explotació prevista en 2019). Aquest projecte va ser votat en referèndum pel poble suís el 1992 i va ser acceptat amb el 64% dels vots i per la majoria dels cantons.

Amb la instal·lació de la darrera travessa de la via fixa a l'interior del tunel el passat 31.10.2014, el consorci d'empreses agrupades al voltant de Transtec Gotthard ha començat a treballar sota la direcció de Alpiq InTec en l'equipament integral del tunel: vies, catenàries i infraestructura elèctrica (trens i sistemes integrats), ventilació i refrigeració (les temperatures a l'interior del tunel poden pujar a més de 50°C), enlluernat, comunicacions, sistemes de senyalització i d'evacuació, ascensors, etc.

Parlant amb els enginyers de l'empresa, m'han dit que els treballs avancen a bon ritme i que podran lliurar les instal·lacions abans de la data prevista, el que permetrà fer més tests dels que estaven programats abans de la data d'explotació, prevista en desembre del 2016.

Només me queda per recomanar-te de trobar un moment per donar-li un cop d'ull a aquest vídeo impressionant: The Longest Tunnel in The World.

Wednesday, June 10, 2015

fieldwork: identify plants from images



Aquest cap de setmana he estat fent proves amb unes aplicacions per smartphone (android) de reconeixement de plantes. Vaig començar amb l'aplicació Pl@ntnet, realitzada per l'Inria (Institut national de recherche en informatique et en automatique): els resultats van estar a l'alçada dels comentaris que vaig trobar a Google Play, decebedors.


Com pots veure al vídeo de presentació d'aquest article, el nombre d'espècies i el de les imatges utilitzades per Pl@ntnet no evolucionen sinó és per les  contribucions dels usuaris finals del projecte. El caràcter franco-francès, estatal i, al principi, exclusivament orientat als usuaris de iPhones, segurament expliquin que la base de dades no contingui, a dia d'avui, més de 4.100 espècies inventariades, fonamentalment de la flora silvestre del territori francès (les plantes ornamentals no estan incloses!). Després de fer un parell de tests decebedors, he desinstal·lat l'aplicació del meu smartphone.

A continuació, he fet un test ràpid amb Google Googles que ha tingut el resultat que m'esperava. Si algú ha penjat una imatge de la planta que has escanejat amb el teu smartphone et dirà a quina adreça pots trobar-la. I solament si el que ha penjat la imatge l'ha documentat podràs saber de quina planta es tracta.

Segurament, la més fiable de les aplicacions sigui una que han desenvolupat un equip de botànics txecs: FlowerChecker. En realitat funciona com un servei d'experts al que envies la imatge d'una planta (fins i tot molsa, líquens o bolets) i obtens una resposta entre dues hores i dos dies (segons la seva complexitat ... o la disponibilitat dels 'experts') contra pagament de 1 USD. He carregat l'aplicació per veure com funciona, he fet un test sense enviar la imatge i l'he desinstal·lat del meu smartphone.

L'aplicació que he trobat més interessant està desenvolupada per la penya de JustVisual -realment bons en el reconeixement d'imatges i la recerca d'imatges similars a la xarxa- i es diu: LikeThat Garden -Flower Search. Malgrat el nom de l'aplicació pots buscar una planta fotografiant les seves fulles. M'han impressionat tant la rapidesa de la recerca com el seu resultat. Pel que fa a aquest darrer, afegir que pots accedir a la descripció de la planta al wikipedia en anglès (recorda que la filosofia de wikipedia et permet ser col·laborador i responsable dels seus continguts) i també et permet compartir la teva imatge amb d'altres aplicacions (i, perquè no? fer cessió dels drets d'ús a wikimedia).

Conclusions
Donat que la penya que ha desenvolupat LikeThat Garden no està especialitzada en ciències ambientals, al comentari de la meva avaluació a Google Play els he suggerit d'incloure a l'EXIF de la imatge (emmagatzemada al teu smartphone en una carpeta anomenada 'Decor') les coordenades GPS del lloc on es va prendre. També que es pugui puntuar quin d'entre els resultats obtinguts s'adapta millor a la realitat, a fi de millorar la intel·ligència de les properes recerques.

La solució ideal seria que la penya de l'Inria obris el codi i el contingut de la seva base de dades i que la penya de JustVisual pogués fer el mateix amb el codi del seu algoritme de recerca amb les millores demanades i que una nova aplicació Open Source pogués integrar-los ... En attendant ...

Monday, June 8, 2015

biodegradable semiconductors made from wood

Un article publicat a Nature Communications el passat 26.05.2015 (1) presentava el resultat de la recerca d'uns investigadors de la University of Wisconsin en col·laboració amb el Department of Agriculture Forest Products Laboratory (FPL) on es demostrava la viabilitat de substituir certs components electrònics d'un xip per nanofibres de cel·lulosa (CNF).

Les nanofibres de cel·lulosa son un material flexible, biodegradable i fet a partir de teixits vegetals que presenta un rendiment comparable al dels seus homòlegs metàl·lics, i l'avantatge de la ràpida biodegradació dels seus components. Dos dies després, The Register (2) recollia aquesta informació i la completava amb el problema del combat d'Interpol contra les màfies organitzades al voltant del reciclatge dels residus electrònics.

L'article de Nature Communications es va produir mesos després de la publicació d'un altre article molt interessant (3), on un equip d'investigadors del politècnic de Zurich presentava un nou material fet amb cèl·lules vegetals i nanotubs de carboni (CNT) que supera en 100 vegades el rècord dels millors sensors de temperatura fabricats fins ara per l'home. 

Per obtenir aquest material, els investigadors de Zurich van fer créixer cèl·lules de tabac en un mitjà que contenia nanotubs de carboni. Els nanotubs de carboni, que poden conduir l'electricitat, no només van formar una xarxa entre les cèl·lules del tabac, sinó que van ser capaces de travessar les seves parets cel·lulars. Després d'assecat, els investigadors van obtenir un material solid semblant a la fusta que van anomenar cyberwood però que, a diferència de la fusta, pot conduir l'electricitat. Un altre dels resultats observats va ser que, després de la seva mort cel·lular, aquest material mantenia les propietats bioelèctriques observades a les plantes vives i una sorprenent estabilitat en la resposta a altes temperatures. El 31.03.2015 ETH Zurich News (4) publicava algunes idees sobre el potencial industrial del resultat d'aquesta recerca, com ara la seva utilització en pantalles sense contacte tàctil (conegudes com 'Touchless Screens'), càmeres sensibles a la calor, dispositius de visió nocturna... Aquestes idees van ser recollides el 26.05.2015 dos mesos més tard pel butlletí d'electro-suisse (5).

Si els resultats de les dues línies de recerca promet ser molt interessant, confesso el meu escepticisme pel que fa al reemplaçament de certs components electrònics. Si mai has obert un ordinador que ha estat treballant durant més d'una hora sabràs en què estic pensant. Però també és veritat que hi han smartphones equipats amb processadors molt més potents que els de la majoria dels ordinadors de taula i que comparativament no escalfen gran cosa. 


Friday, June 5, 2015

the energy strategies of swiss federal railways (2)



Seguint amb la estratègia de desenvolupament sostenible dels ferrocarrils federals que't presentava ahir, avui m'agradaria presentar-te una estratègia insòlita per la gestió de la herba dels talussos. O com fer viure simultàniament la tecnologia i el disseny més avançats en el material ferroviari amb la tradició pel manteniment de les infraestructures.

Pel manteniment de l'herba que estabilitza els talussos, els CFF han escollit les ovelles autòctones de l'inventari de Pro Specie Rara car, a un ritme de 1'000 m2 per ramat i per dia, aquestes ovelles asseguren l'estabilitat dels talussos en fort pendent amb una eficàcia inigualable.

Actualment les ovelles dels CFF s'ocupen del manteniment d'una superfície total de 2'700 hectàrees de talussos a Suïssa, el que equival a 3'800 camps de futbol. I junt amb la seva estabilitat també asseguren la biodiversitat, delmant les espècies vegetals més problemàtiques i facilitant el desenvolupament de les pastures autòctones que proporcionen hàbitat pels insectes i altres espècies de la fauna local.

Els ferrocarrils federals suïssos, coneguts per la seva puntualitat, seran també coneguts arreu del món per la qualitat de la llana i del formatge que produeixin les seves ovelles?

CFF: Les moutons des CFF.
CFF: Rapport de développement durable 2014

Thursday, June 4, 2015

the energy strategies of swiss federal railways (1)

El passat mes de maig, energeia, publicació de l'Office fédéral de l'énergie (OFEN) publicava un article sobre les accions seguides pels Ferrocarrils Federals Suïssos (SBB/CFF/FFS) per alinear-se amb el programa d'estratègia energètica de la Confederació.



Suïssa és un dels països del mon on més s'utilitza el transport public. Segons les estadístiques de 2012 de l’International Union of Railways (UIC) sobre la freqüència de l'ús del transport ferroviari (desplaçaments per habitant i any), els suïssos som els que més viatgem en tren al món amb una mitjana de 2'274 quilòmetres/habitant, contra 1'912 al Japó, i 1'365 a Dinamarca. Pel que fa al nombre de viatges per habitant Suïssa va ocupar el segon lloc mundial (51), per darrere del Japó (69).

Actualment els CFF estan treballant per contribuir a la realització dels objectius de la "Stratégie Energétique 2050" aprovada pel parlament suís. I és que, malgrat fer prova d'una gran eficiència energètica, el consum d'energia dels CFF va augmentar en poc més del 3% durant el període 2006-2010, a causa d'un increment del 30% en el tràfic de passatgers. D'aquí al 2025, la companyia té com objectiu la utilització exclusiva d'energia renovable i un estalvi d'un 20% (600 GWh) del seu consum anual en electricitat.

Pel que fa a la reducció del consum d'electricitat cal mencionar, entre altres mesures, un nou mode d'estacionament dels trens, que ha permès el 2014 l'estalvi de més de 16 GWh. L'adquisició de nous trens a Bombardier de dos pisos i 200 m de llargada, i a Stadler Rail de dos pisos i 400 m de llargada, permetrà realitzar economies d'energia d'un mínim del 10%. Globalment, les mesures adoptades des del 2010 han representat un estalvi anual d'electricitat de 73,3 GWh en 2013 i de 119,4 GWh en 2014.

Finalment, tot i que el seu impacte en la reducció del consum no sigui enorme, m'ha cridat l'atenció la publicitat que els CFF han fet d'un nou sistema de control adaptatiu (ADL), connectat permanentment al centre explotació i al Rail Control System (RCS). Aquest sistema, instal.lat a un iPad, permet als maquinistes l'economia en energia gràcies a l'ajust intel·ligent de la velocitat dels trens: dels 10.000 trens que circulen cada dia, actualment al voltant de 1'200 reben una recomanació d'aquest sistema. L'estimació d'estalvi potencial s'ha avaluat en prop d'un 5% sobre un consum total de 1'775 GWh/any.

No és tracta però de l'únic equipament mòbil del que disposen els maquinistes a la maleta de cuir que'ls dona l'empresa com eina de treball, on hom pot trobar també un smartphone on estan enregistrades totes les instruccions importants d'informació i de seguretat, i un notebook Dell on hi ha instal.lat un sistema LEA (Assistent Electrònic Lokführer), on el maquinista pot trobar els horaris de tots els trens (també els de mercaderies), informacions precises sobre els treballs en curs de realització, pendents, distàncies i límits de velocitat.

Sobre el perquè de tot aquest equipament heteròclit ... Prometo demanar-li a un maquinista des del moment en que el creui a la estació passejant-se amb la maleta.

Tuesday, June 2, 2015

the shift of the earth's poles and the climate change

La majoria d'estudiants de geografia saben que, a causa dels efectes de la gravitació i de la força centrífuga produïda en girar sobre el seu eix, la forma de la Terra no és exactament esfèrica. Molts coneixen les nocions de geoide, d'isostàsia (fins i tot n'hi han que han escoltat parlar dels vells models de Pratt i Airy) i saben que la gravimetria presenta variacions segons el lloc de la seva mesura i les seves causes.

I entre aquests estudiants, n'hi ha que saben que, quan la Terra gira sobre el seu eix, presenta una petita oscil·lació que té un període de catorze mesos, coneguda amb el nom de Moviment de Chandler, en honor de l'astrònom nord-americà que la va descobrir en 1891 .

No sé però quants poden haver escoltat parlar d'una una missió conjunta de la NASA i la DLR (l'Agència Espacial Alemanya): Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) ni dels seus primers resultats des del llançament el 2002 dels seus satèl·lits d'observació. Com ara que, si des de 1982 al 2005 la ubicació del nord de l'eix de rotació es movia a una velocitat de 6 a 7 cm cada any en direcció sud (Labrador), a partir del 2005 el moviment va canviar sobtadament de direcció i, seguint una trajectòria en paral·lel a l'equador, es va desplaçar cap a l'est a una velocitat aproximada de 24 cm per any, sense que hom pugui explicar-se actualment aquest ràpid canvi no previst pel  Moviment de Chandler (1).

La hipòtesi més plausible del desplaçament de l'eix de rotació s'explicaria pel desplaçament de masses provocat pel ràpid desglaç observat a la zona polar de l'hemisferi nord: una gran massa de gel solid immòbil transformada en aigua. Una hipòtesi que es recolza en el fet que les anàlisis dels satèl·lits entre 2011 i 2014 mostraven que Groenlàndia i l'Antàrtida estaven perdent uns 500 milions de tones de gel per any - de les quals, 3/4 parts a Groenlàndia. Un augment de dues a tres vegades més gran que la pèrdua mesurada entre 2003 i 2009 (1). Altres estudis, com el de Jianli CHEN (University of Texas at Austin), deien que fins l'any 2013 s'estaven fonent prop de 250 giga-tones de gel cada any a Groenlàndia, l'equivalent de 194 giga-tones per any a les glaceres de muntanya i 180 giga-tones per any a l'Antàrtida (2).

Altres factors, com ara els grans terratrèmols, també poden modificar la inclinació de l'eix de rotació de la Terra -i fins i tot la seva velocitat de rotació- segons quina sigui la seva magnitud, la seva ubicació i en funció de la direcció del pla de la falla. Entre els forts terratrèmols més recentment estudiats (el de Nepal encara no ho ha estat) cal destacar el del 11.03.2011 al Japó, de magnitud 9 segons l'escala de Richter, que va provocar un desplaçament mitjà de 4 m de la costa del Japó en direcció oest, una variació de l'eix de rotació de la Terra de 17 cm en direcció est i una reducció de la rotació en 1.8 microsegons. En comparació, el terratrèmol del 2010 a Xile, amb una magnitud de 8,8 hauria d'haver escurçat la durada del dia en prop de 1,26 microsegons i desplaçat l'eix de rotació de 8 cm. Un càlcul similar realitzat després del terratrèmol de magnitud 9,1 de Sumatra del 2004 va revelar que hauria escurçat la durada del dia en 6,8 microsegons i mogut l'eix de 7 cm (3).

En realitat però l'eix de rotació de la Terra canvia més sovint del que creiem. I no solament a causa dels terratrèmols, sinó també a causa dels canvis en la circulació atmosfèrica i la oceànica: el desplaçament de masses del que parlàvem abans. En el transcurs d'un any la durada dels dies augmenta i disminueix al voltant d'una mil·lèsima de segon (molt més doncs que els 1.8 microsegons del terratrèmol del Japó). També la posició de l'eix de rotació de la Terra (3).

La diferència amb el passat és que l'acció de l'home el converteix ara en actor d'aquests canvis i en que aquests es produeixen a una velocitat que ens era desconeguda fins ara. Sabíem que l'eix de rotació de la Terra podia variar en funció dels terratrèmols. Però avui sabem que també ho està fent ràpidament a causa dels canvis en la repartició de masses lligats a la fusió del gel a les zones polars i a les muntanyes. Sabem que el responsable és el canvi canvi climàtic i tenim molt bones pistes per saber qui l'ha provocat. Sabem que amb la fusió del gel atrapat al permafrost s'estan alliberant grans quantitats de metà, un gas que augmenta l'efecte hivernacle, i que l'escalfament accelera la fusió del gel. També sabem que la fusió del gel provocarà l'elevació de les zones que estaven ensorrades sota el pes de la seva massa (4), i que l'aigua del desglaç cobrirà territoris que avui es troben a penes pel damunt del nivell del mar, per no parlar dels efectes sobre l'equilibri isostàtic continental. També sabem que la gran massa d'aigua dolça que s'està abocant al mar farà baixar la seva taxa de salinitat i que això tindrà efectes sobre la circulació circulació oceànica i plausiblement sobre el clima europeu (5).  També sabem que, gràcies al canvi climàtic, una part de l'aigua resultant de la fusió del gel està passant a un estat de vapor a l'atmosfera i comencem a sentir els seus efectes climàtics devastadors (6). I, potser el més important, és que avui també sabem que si tots aquests efectes poden tenir un impacte sobre la inclinació de l'eix de rotació de la Terra, és aquesta qui determina les hores d'insolació i qui marca el ritme de les estacions i, en conseqüència, del clima global del planeta.

Personalment, segueixo creient que l'elecció del model energètic i de consum que escollim va molt més enllà de ser una elecció de caire polític. També segueixo creient que els estudiants no haurien de sortir de les universitats sense conèixer quines son les relacions de causa-efecte d'aquesta elecció. De totes maneres, estic convençut de que sinó fem nosaltres la bona elecció, la Terra la farà per nosaltres. 


(1) Karl S. KRUSZELNICK: Global warming shifts spin axis of Earth, ABC Science, 07.04.2015
(2) Anil ANANTHASWAMY: Earth's poles are shifting because of climate change, New Scientist, 13.12.2013
(3) Alan BUIS: Japan Quake May Have Shortened Earth Days, Moved Axis, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif., 14.03.2011
(4) Veure en aquest blog: Vertical Elevation of Icelandic Crust, 06.03.2015
(5) Un incremento en el flujo de agua dulce en la superficie del Atlántico Norte, puede llevar a un significativo debilitamiento o un completo colapso en la circulación termohalina. Éste sería el resultado neto de varios retroalimentadores. (Shutdown of thermohaline circulation, Wikipedia, en anglès o espanyol)
(6) Veure en aquest blog: Major Snowstorms in a Warming World, 01.02.2015

Altres referències: