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| La línea roja de esta imagen representa el camino que recorrió el "navegante", mientras que la línea blanca con puntos muestra el camino registrado por MuWNS. Crédito: 2023 Hiroyuki K.M. Tanaka |
La navegación en entornos interiores y subterráneos se ha estudiado
ampliamente para hacer realidad la automatización del hogar, el hospital, la
oficina, la fábrica y los servicios mineros, y se han propuesto diversas
técnicas para su aplicación.
Científicos de la Universidad de Tokio han ideado una nueva tecnología para
navegar en lugares donde no llega el GPS. Utilizando su tecnología, pudieron
calcular la posición del receptor en el sótano de un edificio de seis plantas.
Curiosamente, la tecnología utiliza estaciones terrestres de detección de
muones sincronizadas con un receptor subterráneo de detección de muones.
Los muones han acaparado recientemente la atención por su capacidad para
permitirnos asomarnos a través de pirámides, explorar las profundidades bajo
los volcanes y observar ciclones. Los muones caen de forma continua y regular
(10.000 por metro cuadrado y minuto de media) y no pueden manipularse.
El profesor Hiroyuki Tanaka, de Muographix, de la Universidad de Tokio,
afirma: "Los muones de los rayos cósmicos caen por igual a través de la Tierra
y viajan siempre a la misma velocidad independientemente de la materia que
atraviesen, penetrando incluso kilómetros de roca. Ahora, utilizando muones,
hemos desarrollado un nuevo tipo de GPS, al que hemos llamado sistema de
posicionamiento geométrico (MIPS), que funciona bajo tierra, en interiores y
bajo el agua".
Creado para detectar cambios en el fondo marino, el MuPS utiliza cuatro
estaciones de referencia de detección de muones en superficie para
proporcionar coordenadas a un receptor de detección de muones bajo tierra. En
versiones anteriores de esta tecnología, el receptor tenía que estar conectado
a una estación terrestre, lo que limitaba mucho los movimientos. Sin embargo,
el estudio más reciente sincroniza las estaciones terrestres con el receptor
utilizando relojes de cuarzo de alta precisión.
Las coordenadas del receptor pueden calcularse utilizando los cuatro
parámetros suministrados por las estaciones de referencia y los relojes
sincronizados necesarios para medir el "tiempo de vuelo" de los muones. Este
nuevo sistema se denomina sistema muométrico de navegación inalámbrica
(MuWNS).
Para las pruebas, los científicos colocaron los detectores en la sexta planta
de un edificio mientras un "navegante" llevaba un detector receptor a la
planta del sótano. Sujetaban el receptor y se movían con cuidado por los
pasillos del sótano. En lugar de utilizar la navegación en tiempo real, se
obtuvieron mediciones para determinar su rumbo y validar la trayectoria que
habían seguido.
Según Tanaka, "la precisión actual de MuWNS oscila entre 2 y 25 metros, con un
alcance de hasta 100 metros, dependiendo de la profundidad y la velocidad de
la persona que camina. Esto es tan bueno, si no mejor, que el posicionamiento
GPS de un solo punto sobre el suelo en zonas urbanas. Pero aún está lejos de
un nivel práctico. La gente necesita precisión de un metro, y la clave para
ello es la sincronización temporal".
"Mejorar este sistema para permitir una navegación en tiempo real y con
precisión de un metro depende del tiempo y el dinero. Idealmente, el equipo
quiere utilizar relojes atómicos a escala de chip (CSAC): Los CSAC ya se
comercializan y son mejores que los actuales relojes de cuarzo. Sin embargo,
ahora son demasiado caros. Pero se abaratarán mucho a medida que aumente la
demanda mundial de CSAC para teléfonos móviles.
En el futuro, los MuWNS podrían utilizarse para dirigir vehículos sin
conductor bajo tierra o robots submarinos. Aparte del reloj atómico, todas las
demás piezas electrónicas de MuWNS pueden miniaturizarse, y el equipo prevé
que pronto será posible integrar MuWNS en dispositivos portátiles, como el
teléfono. Esto podría transformar la forma en que los equipos de búsqueda y
rescate actúan en situaciones de emergencia, como el derrumbe de un edificio o
una mina.
Fuentes, créditos y referencias: