Sábados de la Ciencia: Viajes virtuales para aprender ciencia


Hoy he tenido el placer de asistir a una conferencia distinta. No era sobre un tema científico en particular sino más bien una muestra de las nuevas herramientas que han surgido en la red para el estudio la ciencia e incluso para ayuda de la comunidad científica a hacer ciencia. La conferencia fue impartida de forma muy amena y participativa (a la conferencia asistieron muchos padres con sus hijos y muchos profesores de primaria y secundaria) por parte de Jesús Marco del Instituto de Física de Cantabria (IFCA)

El tema de los viajes y la ciencia no son nada nuevo. Los viajes por curiosidad científica existen desde muy antiguo. Se citaron ejemplos de los viajes más famosos como los de Darwin o Humboldt, que ayudaron a expandir el conocimiento científico. El concepto de viaje virtual tampoco es novedoso. Tradicionalmente los libros de viajes nos han permitido a través de la lectura transportarnos a otros lugares y conocer otras culturas, aprendiendo de primera mano de la experiencia del viajero. La tecnología ha avanzado y se ha pasado del libro de viaje a Google Earth.

Es precisamente esta primera herramienta, centrada en la visualización de la tierra, la que se comenta en la conferencia. Permite realizar viajes virtuales a cualquier parte del mundo y ver desde la geografía física del territorio en cuestión hasta fotografías de vista aérea de cualquier ciudad e incluso recientemente se ha añadido la posibilidad de realizar modelos en 3D visualizables desde la herramienta de monumentos emblemáticos, como por ejemplo la torre Eiffel. La cobertura de información geográfica y georreferenciada es variable. Hay lugares con más información que otros (algunos países no dejan que les fotografíen y ya ha habido problemas al respecto …) En la presentación se hicieron viajes a lugares sugeridos por los asistentes: París (se vio el modelo en 3D de la torre Eiffel), Roma, Pisa (se vio la versión en 3D de la torre inclinada de pisa), accidentes geográficos como los Alpes (a partir de la búsqueda del Montblanc) donde se pudieron ver los glaciares y las morrenas. También sobre el mapa de Cantabria se pudo ver en zoom el lugar donde se celebraba la conferencia (la facultad de ciencias) Se pudo ver el detalle del desierto del Sahara y de la selva amazónica, …

Es de destacar que los lugares se pueden encontrar tanto con el buscador que lleva la herramienta como por las coordenadas de latitud y longitud (obtenidas por ejemplo del GPS de un móvil)

Lo más espectacular desde mi punto de visto fue ver las animaciones que han hecho a partir de la plataforma Google Earth, muchas de las cuales tienen sentido científico. Se basan en fotogramas de simulaciones temporales de todo tipo sobre cambios en la superficie de la tierra. Se vieron ejemplos como Blue Marble de la NASA, con imágenes de la tierra libres completamente de la capa de nubes que suele cubrir grandes zonas de la tierra. Otra animación interesante sobre el cambio climático en el continente antártico ha sido la realizada por los científicos británicos del proyecto British Antarctic Survey. En la animación se podía apreciar los cambios en las placas de hielo al borde del continente desde 1946 hasta nuestros días. Otra animación del servicio meteorológico británico (Met Office) mostraba una predicción sobre el cambio de temperatura de la tierra en los próximos 100 años. Todas las simulaciones se han realizado a partir de datos recogidos de misiones de exploración de la tierra desde el espacio, procesadas en GRID.

Las imágenes que se muestran en Goolge Earth (y también en Google Maps) se han hecho a partir de imágenes tomadas desde satélites de observación de la tierra y de aviones de reconocimiento. El profesor Jesús Marco explicó que estas imágenes se habían obtenido con cámaras especiales para captar un amplio espectro de longitudes de onda, desde las ondas de radio hasta el infrarrojo, pasando por el espectro visible (que es el que pueden percibir nuestros ojos), dentro del espectro electromagnético. La radiación electromagnética está relacionada con fenómenos físicos, con su energía y con la temperatura de los cuerpos que las emiten. De ahí que proporcionen tanta información.

En España también se pueden ver herramientas online para el estudio de la meteorología. Se mostró la página web de la agencia española de meteorología (AEMET), en donde tienen una sección donde se pueden ver los mapas por satélite con las evoluciones de la atmósfera con mapas en varias longitudes de onda, desde radio hasta infrarrojos pasando por el espectro de la luz visible. Fue curioso comprobar como se podían ver las evoluciones de las nubes cargadas de agua con las ondas del espectro radio y como el mapa combinado de luz visible e infrarrojos daba información de los cambios de temperatura de zonas de la atmósfera y de las masas nubosas, que junto con la presión forman la información más importante para un meteorólogo.

Otra hazaña española que se mostró fue la simulación de la evolución de la concentración de ozono en la troposfera de la zona mediterránea que se hizo en el Centro de Supercomputación de Barcelona (BSC)

De la tierra (litosfera, hidrosfera y atmósfera) pasamos a los seres vivos. La simulación de seres vivos desde el nivel atómico al del organismo es un reto computacional. No obstante se vienen haciendo simulaciones con éxito por ejemplo de partes del cuerpo humano, como el corazón (buscando por la red información sobre simulación del corazón he encontrado un sitio japonés donde explican el funcionamiento del corazón desde el nivel molecular hasta el sistema completo) La simulación de células, que son las unidades básicas de la vida, es un campo de gran actualidad. Se mostró un experimento realizado en el Centro de Supercomputación de Pittsburg (PSC) en USA. Se trataba de simular el funcionamiento de la membrana de la célula para atrapar e introducir fluidos externos.

La aplicación más interesante que permite hacer un viaje virtual a los seres vivos más pequeños es el microsocopio virtual virtualab de la Universidad de Illinois (existe otro virtual lab, según he podido ver buscando por Google, que es un producto de la NASA que dice hacer lo mismo) Se hicieron demostraciones de ver bacterias, insectos, las células sanguíneas, unos pequeños seres llamados Diatoms (que son plantas unicelulares, aunque se agrupan en colonias simbióticas que asemejan a un ser multicelular, que no utilizan la clorofila para alimentarse y además tienen paredes celulares de silicio!) e incluso circuitos integrados. El programa simula los aumentos que se pueden conseguir en los modernos microscopios. Impresionante.

En la última parte de la conferencia, tornamos nuestras miradas hacia el universo. Para los viajes virtuales disponemos de dos herramientas (de las que ya he hablado hace unos días) llamadas Google Sky y Microsoft Virtual Telescope, que han hecho realidad para el publico general una prueba de concepto que se está intentando implementar en en campo científico: los observatorios virtuales. Ambos ponen en un entorno completamente interactivo y 3D todas las imágenes conseguidas por los telescopios y misiones espaciales de todas la agencias espaciales del mundo. Para mí, esto representa un salto cualitativo tanto en el aspecto académico como de divulgación. Las herramientas no solamente aportan un nuevo paradigma de visualización inmersiva, sino que permiten elaborar nuevo material a partir de la navegación y el análisis de la información almacenada, viajes virtuales multimedia a los que se puede aportar voz y otras imágenes , para construir nuevos materiales científicos o educativos.

Con la herramienta de Microsoft se pudieron hacer viajes virtuales al Sol, a Marte (se pudo ver el detalle de la superficie del mismo), a Neptuno, a la Via Láctea, al agujero negro que se encuentra en el centro de la nuestra galaxia, la nebulosa del cangrejo (resto de una gran explosión de una estrella), …

Aprovechando esta característica de estas herramientas que hemos visto de poder realizar viajes virtuales reproducibles en las mismas herramientas en otros PCs, el profesor Jesús Marco presentó la iniciativa del concurso de viajes virtuales organizado por el IFCA, del que ya hemos hablado en este blog.

Como frontera de los viajes virtuales también se mencionó de pasada el proyecto Blue Brain (recientemente me hice eco de la participación de España de este proyecto) que supone un viaje alucinante al funcionamiento del cerebro humano, un terreno casi inexplorado del que desconocemos casi todo y estamos empezando el camino de su comprensión, lo cual sin duda nos abrirá puertas que ni sospechamos hacia nuevos avances técnicos y científicos.

Estos tipos de interfaces inmersivos, interactivos, con perfil de web social (en el que la comunidad científica o cualquiera puede aportar nuevo contenido, que puede ser integrado y buscado y utilizado a su vez para crear nuevo contenido) creo que son una novedad en Internet y pueden suponer toda una revolución. Me pregunto si el mismo concepto de visualización y fabricación de contenidos se puede aplicar a otros campos donde se necesitan herramientas de visualización sofisticadas.

Un comentario en “Sábados de la Ciencia: Viajes virtuales para aprender ciencia

  1. la torre de pisa me parece muy interesante, y mas porque Galileo Galilei realizo hace muchos años un experimento de gravedad que años despues lo aclaro Isaac Newton. Me encanta y sueño que algun dia la visite para fotografiarla y admirar su inclinacion

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