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A un paso de ser realidad la nariz electrónica como implante biomédico

Integrantes del Laboratorio Rosenstein de la Universidad de Brown, en Rhode Island presentaron un prototipo impreso en 3D de un circuito montado en una tarjeta Raspberry Pi con diversos sensores, el cual detecta una gran variedad de olores y químicos.

ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas

La Escuela de Ingeniería de la Universidad de Brown (Rhode Island, EEUU) se ha colgado un nuevo reconocimiento gracias a los ingenieros de su Laboratorio Rosenstein, quienes presentaron un nuevo circuito electrónico capaz de “olfatear” y detectar una gran variedad de olores e incluso de aquellos pequeños compuestos químicos de mínima intensidad, lo que abre una puerta para la creación de prototipos de narices electrónicas como implantes biomédicos.

     

El nombre de este circuito es “TruffleBot” descrito en el artículo científico de los académicos como un dispositivo multi paramétrico al cual se le han adherido otras funcionalidades como la capacidad de operar con fluidos mecánicos y diseñarse en formatos con dimensiones espacio temporales, lo que en pocas palabras quiere decir, que sirve para comenzar con la fabricación de nuevas narices artificiales altamente poderosas y precisas.

El TruffleBot posee un arreglo de diminutos sensores químicos, de presión y de temperatura embebidos que realizan la función de olfateo para detectar las diferentes moléculas de su entorno.

“Al ‘inhalar’ los vapores en una secuencia modulada temporalmente a través de cuatro diferentes canales o rutas en ocho ubicaciones de sensores, introducimos información espacial y temporal que mejoran significativamente la clasificación de los olores. Usando solo series de tiempo químicas, demostramos 91% de precisión en la clasificación validada de nueve olores. Con la adición de series de tiempo, de presión y temperatura, la asertividad de la clasificación de TruffleBot pudo alcanzar el 95-98%”, mencionó Jacob Rosenstein, líder del equipo desarrollador.

La nariz electrónica de Rosenstein está compuesta por diversos sensores montados en una tarjeta Raspberry Pi los cuales pueden alcanzar grandes niveles de precisión en la detección molecular de los olores.
     

El circuito está montado sobre una tarjeta de desarrollo de Raspberry Pi al cual se le integraron los sensores que reaccionan ante cualquier cambio mínimo en la presión del aire y la temperatura para llevar a cabo su trabajo.

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El reporte de la institución menciona que las narices electrónicas o también llamadas e-nose a menudo identifican los olores detectando la “huella digital” de los compuestos químicos a través de la serie de sensores que poseen, los cuales a su vez, son controlados por un software de reconocimiento de patrones que gestiona la información recolectada por los dispositivos de medición para definir el tipo de esencia.

Actualmente, estos circuitos electrónicos también se están probando para determinar la capacidad para detectar enfermedades mediante la identificación de los niveles de glucosa en la sangre, la respiración, y las partículas despedidas en las muestras de excremento para definir el tipo de enfermedad intestinal.

Por ejemplo, un dato interesante compartido por lo investigadores de esta casa de estudios, es que en el caso de los olores de la cerveza causan una ligera disminución de la presión del aire y un ligero aumento de la temperatura debido a las propiedades físicas del vapor etílico.

Jacob Rosenstein, líder del equipo desarrollador.
     

“Se sintió como algo natural hacer una extensión de una nariz electrónica que agrega más información contextual”, refirió Rosenstein, quien encabezó la presentación de sus trabajos conseguidos por él y su equipo de colegas durante la celebración del Congreso de Sistemas y Circuitos Biomédicos 2018, llevado a cabo en la ciudad de Cleveland, Ohio.

El ingenieró electrónico mencionó que el proyecto de trabajo también fue inspirado en la manera en que los animales efectúan el rastreo de olores en el aire, lo cual dijo, la mayoría de estos seres levantan su cabeza y comienzan a olfatear tomando muestras de aire para definir de qué trata la esencia.

El equipo de científicos estima que este primer prototipo dará paso a una gama de aparatos que en el futuro inmediato puedan ser utilizados para crear implantes biomédicos para ayudar a todas aquellas personas que han sido afectadas en su sentido del olfato, ya sea por algún trauma de accidente, enfermedad crónica, síndrome por nacimiento o defecto, mientras que el precio también beneficiará a estos pacientes, pues de entrada se habla que el costo rondará los 150 dólares.

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