Coronavirus ūüė∑ Investigadores espa√Īoles dise√Īar√°n un dispositivo que permita “VER” el virus sobre objetos y superficies



El Instituto de Salud Carlos III, dependiente del Ministerio de Ciencia e Innovación, financiará con medio millón de euros la investigación de un prototipo que permita el análisis rápido y sin contacto de superficies contaminadas por el SARS-CoV-2, combinando sistemas de adquisición de imágenes en todo el rango óptico y de terahercios y su análisis con Inteligencia Artificial

El coronavirus en superficies

El Instituto de Salud Carlos III acord√≥ la financiaci√≥n, con cargo a la Convocatoria Extraordinaria de Proyectos de Investigaci√≥n sobre el SARS-CoV-2 y la enfermedad COVID-19, la propuesta presentada por un grupo de investigadores pertenecientes a diferentes instituciones radicadas en Andaluc√≠a para el dise√Īo de un prototipo capaz de detectar el virus SARS-CoV-2 depositado sobre superficies de distintos materiales mediante el uso de tecnolog√≠as √≥pticas ya existentes combinadas con Inteligencia Artificial (IA). Este avance supondr√≠a una gran contribuci√≥n a los esfuerzos por contener la pandemia y evitar nuevos contagios, ya que permitir√≠a detectar con precisi√≥n las superficies contaminadas por el coronavirus.

En el proyecto participan investigadores de la Escuela T√©cnica Superior de Ingenier√≠a de la Universidad de Sevilla, el Hospital Universitario Virgen del Roc√≠o, el Instituto de Biomedicina de Sevilla, la Red Andaluza de dise√Īo y traslaci√≥n de Terapias Avanzadas, los TEDAX de la Polic√≠a Nacional, el Observatorio Astron√≥mico de Calar Alto, el Joint Research Centre (JRC) de la Comisi√≥n Europea y Corporaci√≥n Tecnol√≥gica de Andaluc√≠a (CTA). Este nuevo proyecto est√° siendo presentado en estos d√≠as en diversas plataformas y foros internacionales sobre las aplicaciones de la IA en relaci√≥n con el virus y la pandemia COVID-19.

El objetivo del nuevo proyecto, dado que en la actualidad no existen métodos de detección y visualización de la presencia del virus en superficies, es desarrollar un prototipo portátil que combinaría sistemas de lectura de imágenes multiespectrales, tanto en el rango óptico (de ultravioleta a infrarrojo térmico) como en el rango de terahercios, métodos de análisis mediante óptica computacional e Inteligencia Artificial (machine learning).

Esto permitiría el análisis rápido y sin contacto de las zonas contaminadas por medio de la generación de mapas de distribución espacial de estas imágenes en el campo de visión captado por el dispositivo. Ello supondría un gran avance en cuanto a disponer de métodos que ayuden a la limpieza y descontaminación de dispositivos médicos e instalaciones y a la reducción del contagio por contacto.

Un proyecto en marcha 

El equipo de científicos, liderado por el catedrático Emilio Gómez González, director del Grupo de Física Interdisciplinar del Departamento de Física Aplicada III de la ETS de Ingeniería de la Universidad de Sevilla, ya venía trabajando en el desarrollo de tecnologías ópticas y fotónicas avanzadas y de inteligencia artificial, aplicadas a diferentes campos.

De hecho, para financiar la adquisici√≥n del material t√©cnico, los investigadores cuentan con un proyecto de aproximadamente un mill√≥n de euros de la convocatoria de Adquisici√≥n de Equipamiento que ya les hab√≠a concedido el Ministerio de Ciencia e Innovaci√≥n en 2019 (Ref: EQC2019-006240-P) para la compra de c√°maras en los rangos espectrales rese√Īados, algunas de las cuales ya est√°n disponibles y otras se encuentran en proceso de adquisici√≥n. La financiaci√≥n comprometida ahora por el Instituto de Salud Carlos III (508.500 euros m√°s el IVA correspondiente) permitir√° cubrir la totalidad del presupuesto para la adquisici√≥n de otros recursos complementarios necesarios para la detecci√≥n del SARS-CoV-2 y la realizaci√≥n de pruebas en entornos contaminados.

Esta investigación no contempla pruebas en pacientes ni interferirá en los procedimientos clínicos, de diagnóstico o tratamiento del Covid-19. La misma se centrará en la toma de imágenes de muestra tanto en zonas contaminadas por el virus como en zonas limpias, para que mediante el uso de algoritmos de Inteligencia Artificial (machine learning), se puedan extraer conclusiones que permitan avanzar en el desarrollo del prototipo.

Un gran desaf√≠o 

Las mayores dificultades del proyecto, que entra√Īa un gran desaf√≠o cient√≠fico y tecnol√≥gico, radican tanto en la escasa informaci√≥n de que se dispone acerca del virus –en cuanto a sus caracter√≠sticas f√≠sicas, mecanismos de interacci√≥n y de dep√≥sito sobre superficies, interacci√≥n con la luz– como en su tama√Īo, apenas 120 nan√≥metros (un nan√≥metro es la millon√©sima parte de un mil√≠metro).

Para ello se plantean explorar la pr√°ctica totalidad del rango √≥ptico, incluyendo las bandas ultravioleta, el espectro visible, el infrarrojo y hasta la banda de terahercios, algunas de las cuales ya se est√°n utilizando con √©xito para determinar propiedades √≥pticas y electromagn√©ticas de otros tipos de virus, incluso m√°s peque√Īos que este SARS-CoV-2.

Aunque los investigadores parten de tecnología ya disponible, el problema al que se enfrentan, la visualización de zonas contaminadas no visibles para el ojo humano es muy complejo y la combinación de técnicas ópticas y de procesado propuestas resultan muy innovadoras.

Seg√ļn los cient√≠ficos embarcados en este proyecto, en s√≥lo tres meses podr√≠an empezar a obtenerse los primeros resultados, si bien la investigaci√≥n se plantea un horizonte de unos ocho meses. El grupo de investigadores publicar√° en abierto los resultados cient√≠ficos que vaya obteniendo en el transcurso de la investigaci√≥n, y tambi√©n los dise√Īos y dispositivos que se desarrollen, para posibilitar su utilizaci√≥n y mejora por la comunidad internacional.

Trayectoria del equipo multidisciplinar

Las instituciones y los investigadores que participan en la investigaci√≥n aportan al proyecto una experiencia amplia en los campos de estudio m√°s directamente relacionados con la misma. As√≠, el Grupo de F√≠sica Interdisciplinar (GFI) del Departamento de F√≠sica Aplicada III de la ETS de Ingenier√≠a (ETSI) de la Universidad de Sevilla, bajo la direcci√≥n del catedr√°tico Emilio G√≥mez Gonz√°lez, tiene experiencia en el dise√Īo, desarrollo y puesta en funcionamiento de tecnolog√≠as √≥pticas, sistemas y m√©todos de procesado de imagen en aplicaciones de muy alta complejidad y entornos muy demandantes (neurocirug√≠a y cirug√≠a fetal, entre otros).

El Hospital Universitario Virgen del Rocío, centro de referencia del Servicio Andaluz de Salud (SAS), y el Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBIS), cuentan con dilatada experiencia en coordinación médica, aspectos clínicos y epidemiológicos, así como en la realización de pruebas en el entorno sanitario, siendo en la actualidad uno de los centros más destacados en la lucha contra la pandemia del COVID-19. La coordinación de los numerosos servicios que colaboran en este proyecto corre a cargo de los doctores José Miguel Cisneros, Javier Padillo y Javier Márquez y la parte técnica por el Servicio de Electromedicina, dirigido por José D. Sanmartín.

Por su parte, el √°rea precl√≠nica de la Red Andaluza de dise√Īo y traslaci√≥n de Terapias Avanzadas (RAdytTA), dirigida por la Dra. Rosario S√°nchez, por su experiencia en biolog√≠a molecular y biotecnolog√≠a, aporta su capacidad de s√≠ntesis y an√°lisis de virus, mientras que el Observatorio Astron√≥mico de Calar Alto, dirigido por el Dr. Jes√ļs Aceituno, est√° considerado como el observatorio astron√≥mico m√°s importante de la Europa Continental y aporta equipamiento √≥ptico especializado.

El Grupo TEDAX-NRBQ de Sevilla del Cuerpo Nacional de Policía, a cargo del Inspector José M. Navas, es especialista en coordinación operativa y realización de pruebas en entornos generales, del mismo modo que los investigadores del Proyecto HUMAINT del Joint Research Centre (JRC) de la Comisión Europea, liderado por la Dra. Emilia Gómez, y con sede en el PCT Cartuja de Sevilla, son expertos en machine learning y en los aspectos éticos y sociales de la Inteligencia Artificial aplicada a la Medicina y la Salud. Asimismo, el JRC tiene una iniciativa transversal de investigación relacionada con el coronavirus que incluye a todas sus sedes en Europa y en la que, entre otras líneas de trabajo, se ha desarrollado un material especial de control para los tests. Por su parte, Corporación Tecnológica de Andalucía (CTA), es especialista en transferencia de tecnología y difusión de resultados de investigación al tejido productivo.

C√°mara Multiespectral - Imagen Universidad de Sevilla-

Comentarios

Angel ha dicho que…
Francamente, parece muy bien definido el proyecto y muy correctamente decidido el equipo humano.

Me ha sorprendido saber con qué cuenta Andalucía... no imaginaba algo así allí ( prejuicios arrastrados... ) y me alegra nucho que sea así.

No me queda más que desearles a todos acierto y producto fructífero.

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