El documento explora la convergencia de nanotecnología, biotecnología, informática y ciencias cognitivas (NBIC) y su impacto en la mejora del desempeño humano y la salud. Describe las propiedades únicas de los materiales a escala nano y sus aplicaciones en diversas industrias, incluyendo medicina y tecnología. También se abordan los desafíos y riesgos asociados con el uso de estas tecnologías y la necesidad de investigar su manipulación segura.

1. Dr. Hugo A. Banda Gamboa
hbanda@ieee.org
Departamento de Informática y Ciencias de Computación
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
Quito, 29 de Noviembre de 2007

2. Contenido
 Introducción
 Convergencia NBIC
 Conclusión
 Referencias
(c) Dr. Hugo A. Banda Gamboa - EPN - 2007 2

3. (c) Dr. Hugo A. Banda Gamboa - EPN - 2007 3

4. Definiciones Básicas
 La nano ciencia involucra la investigación para descubrir
nuevos comportamientos y propiedades de materiales con
dimensiones a escala nanométrica (1 a 100 nm).
 La nano tecnología comprende las formas en las cuales los
descubrimientos hechos a nivel nanométrico, son puestos a
trabajar.
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5. La nano escala
 Los materiales presentan propiedades diferentes a escala
nano:
 Mejor conducción del calor o de la electricidad.
 Más fuertes.
 Diferentes propiedades magnéticas.
 Mejoran las propiedades de reflexión de la luz.
 Cambio de colores a medida que cambian de tamaño.
 Mayor superficie disponible para interacción con otros
materiales.
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6. Materiales a Escala Nano en
Nuestro Entorno
 Los científicos tratan de imitar los secretos de la
naturaleza para construir a escala nano y crear
procesos y máquinas.
 Los investigadores han logrado copiar la nano
estructura de la hojas de loto para crear superficies
repelentes de agua, que se utilizan para la fabricación
de ropa a prueba de manchas, así como otras telas y
materiales.
 Nuestros cuerpos y los de otros animales usan
materiales a escala nano, tales como proteínas y otras
moléculas para controlar muchos sistemas y procesos
internos.
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7. Materiales a Escala Nano en Nuestro
Entorno
 Vivimos rodeados de materiales a escala nano. Están en el
humo, en la ceniza volcánica y en cualquier producto
resultante de un proceso de combustión.
 Muchos materiales empezaron a ser utilizados por el ser
humano alrededor del siglo X. Con oro a escala nano se
decoraba piezas de vidrio y de cerámica.
 Pero tomó diez siglos más, antes de que se pudieran
desarrollar microscopios de alto poder y equipo de
precisión para permitir la visualización y la manipulación
de materiales a escala nano.
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8. Nano Tecnología en Acción
 En los últimos 20 años, los científicos han logrado
dominar las técnicas para trabajar con nano materiales y
lograr propiedades nunca antes visualizadas:
 Vendas anti bacteriales para cubrir heridas, usan plata a
escala nano.
 Un polvo seco a escala nano puede neutralizar toxinas
gaseosas o líquidas.
 Baterías son fabricadas con nano materiales para proveer de
más energía, más rápido, con menos pérdidas.
 Fabricantes de cosméticos y de productos alimenticios están
empleando ingredientes a escala para mejorar su efectividad.
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9. Nano Tecnología en Acción
 Pantallas solares recubiertas con dióxido de titanio u
oxido de zinc a escala nano son transparentes pero
reflejan la luz ultravioleta .
 Recubrimientos con materiales a escala nano agregan
propiedades anti reflejo y resistencia al rayado a gafas,
ventanas y espejos para vehículos.
 En nano medicina, se están desarrollando nuevas
formas para diagnosticar y tratar enfermedades.
Estructuras especiales de nano partículas de oro han
demostrado su capacidad para destruir calóricamente
células no deseadas en nuestro organismo, como las
células cancerígenas.
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10. Nano Tecnología en Acción
 Los dendrímeros son un tipo de nano estructura capaz de
detectar células enfermas, dosificar medicina, informar
acerca de resultados de una terapia, etc.
 Membranas hechas con nano tubos de carbón o de dióxido
de titanio están siendo utilizadas para purificar, desalinizar
el agua y neutralizar bacterias como la e-coli.
 Materiales hechos a base de nano tubos de carbón han
demostrado ser más fuertes con mucho menos peso por
unidad de volumen que materiales tradicionales.
 Baterías solares y transistores con nano materiales
convierten y hacen uso eficiente de la energía.
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11. Impactos de la Nano Tecnología
 Todas las tecnologías tienen impactos en nuestras vidas y
junto con los beneficios pueden haber riesgos.
 De acuerdo con los expertos, el riesgo involucra dos factores:
peligro y exposición. Si no hay exposición aún los materiales
peligrosos no implican peligro.
 Muchos fondos también se destinan a la comprensión de los
nano materiales y a la identificación de formas seguras de
manipulación de los mismos.
 Investigación se realiza a nivel gubernamental y privado para
determinar la existencia de impactos no deseados por uso,
reciclaje o desecho de nano materiales.
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12. Conocimiento NBIC
Grado de Conocimiento NBIC en la
Comunidad Científica Ecuatoriana
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
50%
Nanociencia
Nanotecnología
Biotecnología
Biomedicina
incluyendo
Ingeniería
Genética
Tecnologíade
laInformación
y
Comunicación
(TICs)
Informáticay
Computación
Avanzada
Ciencias
Cognitivas
incluyendolas
Neurociencias
Cognitivas
Muy Bueno
Bueno
Poco
Nada
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14. Convergencia NBIC [1]
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15. Convergencia nano-bio-cogno-socio-tecno
Sistema Codificación Procesamiento Replicación
Nano Materia
(Natural)
Átomos y
Moléculas
De Universo a
Átomos
Galaxia,
sistema
planetario
Bio Vida
(Natural)
ADN De células a
ecosistemas
Evolución
Cogno Pensamiento
(Natural /
Humano)
Cerebro Redes
Neuronales
Evolución -
Cultura
Socio Cultura
(Humano)
Gente Organizaciones Evolución -
Cultura
Tecno Tecnología
(Humano)
Artefactos y
Bits
Computadores Diseño -
Fábricas
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16. Motivación y Difusión
 Estrategia nacional hacia la convergencia NBIC
 Tecnologías convergentes y competitividad
 Visión prospectiva de las tecnologías convergentes
 Zonas de convergencia NBIC
 Biomedicina en el futuro
 Balance entre oportunidades e inversiones en NBIC
 El impacto de NBIC en los negocios y en las economías
del futuro
 Coherencias y divergencias en las mega tendencias de
la ciencia y la ingeniería
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17. Expansión del Conocimiento Humano
y la Comunicación
 Mejoramiento del desempeño humano (oportunidades y
retos)
 Mejoramiento del conocimiento y la comunicación
humana mediante la ingeniería de sistemas de sensores
 Nanotecnología en la arquitectura de las futuras redes de
comunicación
 Tecnologías convergentes en el conocimiento espacial
 Tecnologías convergentes y el lenguaje visual
 Mejora del desempeño humano cuando el computador no
es una herramienta sino un compañero.
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18. Mejora de la Capacidad Física y Salud
Humanas
 La nano-biotecnología y la extensión de la esperanza de
vida.
 La conexión nano-bio y su implicación en el desempeño
humano.
 Terapia genética
 Implicaciones del bio-informática.
 Readecuación y sustitución sensorial.
 Interacción cerebral.
 Evolución cognitiva y desempeño humano.
 La convergencia NBIC en las enfermedades, deficiencias e
incapacidades.
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19. Mejora del Desempeño Humano:
Marco Referencial Interno - Externo
Posición Relativa Áreas de Mejoramiento
Externa
(Fuera del cuerpo, en el
entorno)
Nuevos Productos.- Materiales, dispositivos y sistemas,
agricultura, alimentos
Nuevos Agentes.- Cambios sociales, organizaciones,
personas, robots, animales.
Nuevos Lugares.- Reales, virtuales, mixtos.
Nuevos Intermediarios.- Herramientas y artefactos
Externa
(Fuera del cuerpo, colectiva)
Interacción y creatividad grupal mejorada
Unificación del aprendizaje científico y la educación
Externa
(Fuera del cuerpo, personal)
Intermediarios.- Herramientas móviles, artefactos y prendas
de vestir
Interna
(Dentro del cuerpo, temporal)
Ingeribles.- Alimentos, medicinas.
Interna
(Dentro del cuerpo,
permanentes)
Órganos.- Implantes, sensores y efectores
Habilidades.- Aprendizaje, nuevos usos de lo viejo.
Genes.- Nuevas especies, desarrollo genético y celular
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20. Ampliación de la Productividad
Grupal y Social
 Tecnologías convergentes en el conocimiento, interacción
y comunicación social.
 Aplicaciones de la Ciencia Cognitiva para mejorar el
desempeño humano.
 Ingeniería de la Mente para mejorar la productividad
humana.
 Las tecnología convergentes y las ciencias ambientales
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21. Seguridad Nacional
 NBIC en la política y estrategias del Ministerio de Defensa
Nacional.
 Investigación del impacto de las NBIC en la seguridad
nacional.
 La mejora del desempeño humano y la estrategia de
seguridad nacional
 NBIC en la defensa nacional: Detección, protección de
amenazas químicas, biológicas, radiológicas y explosivas.
 Impactos futuros de NBIC en la lucha contra el
narcotráfico y el terrorismo.
 Educación y entrenamiento militar avanzado.
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22. Unificación de Ciencia y Educación
 Combinación de NBIC y sociedad
 Amplitud, profundidad y sectores académicos en NBIC
 Sistemas complejos y principios de unificación.
 Las tecnologías convergentes y la visión de la materia.
 Tecnologías convergentes y educación para el
mejoramiento del desempeño humano.
 Beneficios y riesgos potenciales de la convergencia NBIC.
(c) Dr. Hugo A. Banda Gamboa - EPN - 2007 22

23. “La ciencia, el arte y las demás ramas
de la cultura sirven en la medida que
ayuden a resolver problemas de la
humanidad, a adecentar sus vidas, a
construir el azaroso orbe de la
dignidad humana.
La inteligencia es nuestro gran
recurso, nuestro gran riesgo y nuestra
gran esperanza”
José Antonio Marina. El Vuelo de la Inteligencia. Debolsillo, España, 2002.
23(c) Dr. Hugo A. Banda Gamboa - EPN - 2007
Conclusión

24. (c) Dr. Hugo A. Banda Gamboa - EPN - 2007 24

25. 1. Roco M. C. and Bainbridge W. S. Converging
Technologies for Improving Human Performance.
National Science Foundation, Arlington, Virginia, USA,
Jun 2002.
2. Nordmann A. Converging Technologies – Shaping the
Future of European Societies. European Communities,
Report 2004.
Referencias
25(c) Dr. Hugo A. Banda Gamboa - EPN - 2007

26. (c) Dr. Hugo A. Banda Gamboa - EPN - 2007 26
Hugo A. Banda Gamboa
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