Robots en el valle inexplicable

Esta semana en la empresa hemos terminado de dar los últimos retoques a un robot móvil que hemos construido para un cliente. No puedo quejarme de mi trabajo, la robótica me ha fascinado desde que tengo uso de razón. Supongo que no hay muchas personas que hayan tenido la oportunidad de convertir una vocación tan duradera en una forma de ganarse la vida.

El robot en el que he trabajado es una sencilla estructura de metacrilato y aluminio llena de cables y circuitos. No se parece en nada a la idea de robot humanoide que aparece en muchas películas y novelas de ciencia ficción. Pero aún así resulta curioso cómo la gente no puede evitar una sonrisa cuando lo ve en movimiento por primera vez. Y es que hay algo en los robots, por poco aspecto humano que tengan, que hace que uno los vea como algo más que simples máquinas. Supongo que tiene que ver con que su forma de moverse nos recuerda de alguna manera a un ser vivo.Pero existen robots que son específicamente diseñados para intentar parecer humanos. Y eso tiene sus problemas.

En muchos blogs se ha hablado ya de la teoría conocida como Teoría del Valle Inexplicable. Como otros lo han explicado muy bien antes que yo, no me extenderé en la explicación. En resumen, esta teoría dice que, por alguna razón no muy aclarada (de ahí el nombre de la teoría), objetos que parecen ligeramente humanos generan en las personas sentimientos de simpatía, pero cuando el parecido comienza a ser demasiado realista aparece un sentimiento de rechazo. En el momento en el que el objeto es indisguible de una persona real, el rechazo desaparece. El "objeto" puede ser un robot, un maniquí, un personaje de videojuego, o cualquier otra representación antropoide. Una cara humana está formada por cientos de músculos que se mueven según pautas muy complejas, y el cerebro es un órgano tremendamente eficaz a la hora de descubrir la más mínima anomalía en esas pautas.



Veamos algunos ejemplos de robots en relación con la teoría. En los dos siguientes vídeos vemos dos robots humanoides (androides) diseñados como juguetes. Por ello los diseñadores han tenido cuidado de no hacerlos demasiado humanos, pero además les han dado algunas características adicionales que provocan simpatía (cabezas grandes, ojos grandes...):




Ahora un ejemplo de androide (o debería decir ginoide?) que empieza a acercarse peligrosamente a la zona del valle inexplicable:



Por último, un ejemplo de robot cuyo aspecto se encuentra en el mismo fondo del valle inexplicable. Lo siento mucho por sus diseñadores, pero no creo que a nadie le pueda resultar agradable esa cabeza. Y no es que esté mal hecha, pero... no sé, hay algo demasiado extraño en ella:


Coninua...

El diseño de John Dobson

Continúo desarrollando el tema de los telescopios que empecé en la entrada anterior, y que (aviso para los que les aburra: sois libres de leer otra cosa) me dará para bastantes más. De todos modos, intentaré intercalar de vez en cuando algo diferente para no hacer del blog algo monotemático.

No es mi primera vez en este asunto de la construcción de telescopios. El primero lo construí hace 11 años. Después de un tiempo rediseñé por completo la parte mecánica (montura) para poder situarlo en un observatorio de cúpula, también de cosecha propia. En ambos casos la montura era un artefacto de metal de construcción bastante compleja, y esa complejidad, unida a la falta de herramientas adecuadas, hacía que los instrumentos adolecieran de algunos defectos. Esta vez voy a probar algo diferente. Voy a ir a lo más sencillo, pero también a lo más seguro.

Antes de nada, voy a definir algunos términos. La montura es la parte mecánica que soporta el tubo óptico de un telescopio y es la que permite que éste pueda dirigirse hacia el punto que se desea observar. Una montura altazimutal es la que tiene uno de sus ejes vertical y el otro horizontal. Es el sistema de ejes más sencillo, el que todo el mundo se imagina aunque no tenga ni idea de telescopios. Un eje para girar el tubo hacia arriba y hacia abajo (altura) y otro para girarlo hacia derecha e izquierda (azimut). Una montura ecuatorial es la que tiene uno de sus ejes paralelo al eje de rotación de la Tierra, de forma que es posible compensar el movimiento aparente de los astros haciendo girar al telescopio en torno a él a la velocidad de una vuelta cada 24 horas. Este mecanismo de seguimiento es completamente necesario si se desea hacer fotografía astronómica.

Fue a principios de los 60 cuando un monje hinduista retirado llamado John Lowry Dobson comenzó a construir telescopios reflectores de tipo Newton con un diseño altazimutal que acabaría revolucionando la astronomía amateur. La mayor parte de sus compañeros de afición en aquella época estaban convencidos de que la única forma de construir un telescopio casero de calidad era utilizando caras herramientas de precisión para trabajar metal. Las únicas monturas "serias" eran las ecuatoriales. Eran las únicas que permitían mantener el objeto observado en el ocular durante largos períodos de tiempo, utilizando un motor y engranajes. Y tenían su parte de razón. Pero el diseño de Dobson tenía la enorme ventaja de que no necesitaba herramientas ni materiales caros. Se podía construir una montura muy robusta utilizando poco más que unas tablas de madera y en pocos días de trabajo.


El diseño de Dobson fue perfeccionado por otros, como Richard Berry o Ivar Hamberg, hasta llegar a constituir una obra maestra de la ingeniería, manteniendo el espíritu inicial de sencillez y "baja tecnología". A pesar de su aspecto simplón, cada detalle de una buena montura Dobson está ideado para lograr la máxima robustez y la suavidad de movimiento. La evolución de este diseño ha permitido a los astrónomos aficionados acceder a aperturas cada vez mayores.


En los últimos años una nueva revolución, la digital, ha permitido dotar a los telescopios de tipo Dobson, y a cualquier tipo de montura altazimutal, de sistemas de seguimiento con las mismas prestaciones que los de las monturas ecuatoriales. La automatización necesaria para lograr esto es mucho más compleja, pero eso no es problema, debido al abaratamiento de los componentes electrónicos y a la producción en masa.

Para realizar el seguimiento de un objeto con una montura altazimutal ambos ejes tienen que estar motorizados, sea con motores paso a paso o con servomotores. El sistema de control debe realizar varias veces por segundo la trasformación de coordenadas celestes ecuatoriales a altazimutales, teniendo en cuenta la localización geográfica del telescopio y la fecha y hora actuales. Pero es un desperdicio hacer que el circuito haga sólamente eso, por lo que este tipo de sistemas de guiado tienen siempre muchas más capacidades, hasta el punto de poder convertir el telescopio en un completo sistema automatizado. Un buen ejemplo de este tipo de sistemas es el creado por Mel Bartels, especialmente concebido para su uso en telescopios Dobson, aunque no únicamente.

La conclusión a la que he llegado, como muchos otros antes que yo, es que cada vez hay menos razones para utilizar monturas ecuatoriales. Los grandes observatorios modernos usan invariablemente monturas altazimutales, y por algo será. Espero no tener que cambiar de idea tras acabar de construir el nuevo telescopio
Coninua...

Construyendo un telescopio

Estos días estoy dedicando mi poco tiempo libre a construir un telescopio. Como tengo el blog un poco abandonado he decidido escribir sobre ello e ir comentando aquí mis avances. Hoy explicaré cómo funciona la óptica.

La inmensa mayoría de los telescopios construidos por aficionados son de tipo newtoniano, llamados así, claro está, porque su inventor fue Sir Isaac Newton. A su vez, los telescopios newtonianos son un tipo de telescopios reflectores, lo que quiere decir que su funcionamiento se basa en la reflexión de la luz por medio de espejos, no en la refracción por medio de lentes como es el caso de los telescopios refractores.

Los telescopios reflectores tienen ciertas ventajas: permiten disponer de mayores aperturas (diámetro del objetivo, que al final es lo que más importa) a igualdad de precio, no presentan aberración cromática, no necesitan tubos demasiado largos en comparación con su diámetro... y algunas más. En grandes aperturas, no hay rival para los reflectores. Es curioso que el telescopio refractor (el típico catalejo) siga siendo la imagen que a la gente le viene a la cabeza cuando oyen la palabra "telescopio". Prácticamente todos los grandes telescopios del mundo, incluyendo el Hubble, son reflectores.

En el diagrama siguiente se ve el funcionamiento de un telescopio de tipo Newton.



La luz que viene de un objeto muy lejano (esto es otra forma de decir que sus rayos de luz son paralelos) entra por el extremo abierto del tubo y atraviesa éste hasta el espejo primario. Este espejo es la pieza más importante de todo el telescopio, y la más cara. Su superficie en forma de paraboloide de revolución hace que la luz se concentre en un punto, el punto focal. La distancia entre el centro del espejo y ese punto se llama distancia focal, y al diámetro del espejo se le llama apertura.
Pero de nada sirve concentrar la luz en un punto que se encuentra en medio del camino visual. Hay que desviar la luz hacia otro sitio. Para eso necesitamos otro espejo, llamado secundario, que se encuentra centrado en el extremo abierto del tubo, es plano y está inclinado 45 grados respecto al eje del tubo. Unas chapas metálicas forman la llamada araña, que sustenta el espejo secundario en su posición sin interrumpir apenas el camino de la luz. El punto focal se encuentra entonces a un lado del tubo y fuera de él. Ahí es donde se topa con el ocular, que es un conjunto de lentes que permite que la imagen se forme en nuestro ojo. El ocular se puede intercambiar, con lo lo que lograremos más o menos aumentos de una misma imagen.

Todo el mundo se hace la misma pregunta cuando empieza a comprender el diseño de un telescopio reflector: ¿No tapa el espejo secundario parte del campo visual del telescopio? ¿cómo es entonces que no se ve un círculo negro en medio de la imagen cuando uno mira por el ocular?. Pues sí es cierto que el secundario se interpone en el campo visual, pero el único efecto que eso produce es una ligera reducción de la luminosidad de la imagen (menos de un 4%, en mi telescopio). Para entenderlo rápidamente, digamos que la imagen del espejo secundario está tan "desenfocada" que no se ve. Por la misma razón no podemos ver nuestras propias pestañas. La explicación está en la geometría, pero no voy a explicar más, que ya me estoy enrollando más de lo que pretendía.
Coninua...