El pasado mes de noviembre asistí a la celebración del tercer congreso de la Big Data Value Association (BDVA) en Valencia (España). La BDVA es una organización autofinanciada sin ánimo de lucro que representa a la parte “privada” de la PPP (Colaboración Público-Privada) Big Data Value, siendo la Comisión Europea la parte “publica” de dicha colaboración. La PPP, operativa desde 2015, tiene como principal objetivo impulsar la investigación, el desarrollo y la innovación europea dando valor a grandes cantidades de datos.
Dentro de la PPP la asociación BDVA busca:
Fortalecer la competitividad y asegurar el liderazgo industrial de los proveedores y usuarios finales de los sistemas y servicios basados en tecnología de Big Data;
promover la mayor y mejor utilización de las tecnologías y servicios de Big Data para uso profesional y privado;
establecer la excelencia de la base científica de creación de valor a partir de Big Data.
La BDVA cuenta actualmente con más de 150 miembros de 27 países diferentes y organiza su actividad alrededor de 9 tareas principales: Programa, Impacto, Comunidad, Comunicación, Policita y Sociedad, Técnica, Aplicación, Negocio, Habilidades y Educación.
Durante 2016 se convocaron las primeras “calls” promovidas por la PPP desde del programa H2020. En enero de 2017, los proyectos aprobados celebrarán sus reuniones de lanzamiento. Uno de esos proyectos, en el cual participa CARTIF, es el proyecto Transforming Transport. Nuestras tareas técnicas estarán relacionadas principalmente con el Análisis de los Datos (Data Analytics) y el acercamiento de las técnicas Big Data al entorno real de uno de los pilotos.
La aplicación de técnicas de Análisis de Datos y/o algoritmos de Inteligencia Computacional no es nueva para CARTIF. A lo largo de los últimos años hemos realizado diferentes proyectos en el ámbito del transporte. Todos ellos tenían en común un enfoque basado en el Análisis de Datos para valorizar el conocimiento y la experiencia acumulada en las empresas, que no es aprovechada de forma sistemática por múltiples razones.
Entre estos proyectos estaba el OPTIRAIL, que desarrolló un marco de trabajo inteligente basado en conocimiento que diera apoyo a la toma de decisiones a las empresas de mantenimiento ferroviario.
En el proyecto PREFEX se implementaron modelos computacionales basados en técnicas de inteligencia computacional que permitían caracterizar el frente de excavación y predecir su futura evolución, o GEOMAF, cuyo principal objetivo fue el desarrollo de nuevas herramientas de gestión de las operaciones de mantenimiento ferroviario tanto en infraestructura como en superestructura.
Técnicamente, el proceso de análisis de datos se realiza a partir de los datos (monitorizaciones, información histórica, etc…) y del conocimiento (experiencia) de un experto del dominio. Un empleo adecuado de dichos recursos en base a las metodologías de inteligencia computacional y otras relacionadas, hace posible extraer, modelar, validar y transferir un conocimiento que permitirá a las compañías involucradas generar un mayor valor añadido a su actividad y servicios.
Aun así, la aplicación de las técnicas de análisis de datos a entornos industriales reales ha estado por debajo de lo esperado hasta el momento, por lo que es necesario seguir divulgando los beneficios que técnicas de este tipo pueden aportar tanto en el ámbito social como en el entorno industrial y de servicios. Gracias a la BDVA y a eventos como el celebrado en Valencia, está difusión tan necesaria llega cada vez a oídos de un mayor número de empresas.
En una primera aproximación al mundo de la RA, establecimos las diferencias entre las tecnologías de realidad mixta, aumentada y virtual. En esta segunda entrega, vamos a repasar las aplicaciones que ya se están haciendo de estas realidades en el sector salud.
Visualización de datos médicos
Aplicaciones cuyo objetivo es el visionado ágil de datos de pacientes como ultrasonidos, imágenes de tomografía… obteniendo una visión más precisa de esos datos, mejorando diagnósticos y facilitando la toma de decisiones para posibles intervenciones quirúrgicas.
Sistema de visionado de ultrasonidos de Victor Skobov
Simulación y entrenamiento
La RV no necesita que el paciente humano esté presente, ya que se ocupa más de la simulación fuera de línea. Esto lo hace muy adecuado para el entrenamiento.
El simulador llamado LapSim emula una cirugía real con la técnica de laparoscopia usando un dispositivo háptico que permite reproducir las sensaciones de los movimientos realizados.
Cirugía
Tanto la RA como la RV son capaces de mejorar la cirugía permitiendo la preparación de la misma con datos del paciente y probar previamente diversas técnicas para elegir la más conveniente. A su vez, es capaz de guiar y marcar información relevante durante el desarrollo de la operación, consiguiendo cirugías más eficaces y menos invasivas.
El Sistema MEVIS permite preparar una cirugía utilizando imágenes en 3D de rayos X y tomografías para reconstruir las ubicaciones de los vasos sanguíneos. Además, durante el desarrollo de la misma, es capaz de superponer los datos de planificación y mostrar el sistema de vasos en diferentes colores
Diagnóstico, terapia y rehabilitación
La RA y la RV tienen una clara aplicación en pruebas para diagnóstico de enfermedades, tratamiento de fobias y apoyo e incentivo en la rehabilitación, generando situaciones virtuales y seguras.
Sistema de tratamiento de fobias a las arañas de Phobos Center
Otro ejemplo sería el Sistema de rehabilitación para la plataforma de salud Tratamiento 2.0 realizado por CARTIF. Este sistema permite gestionar ejercicios de rehabilitación para los pacientes por parte del personal sanitario mientras los pacientes realizan los ejercicios a modo de juego en su casa con el uso de una webcam. El sistema registra la evolución del tratamiento y la realización de los ejercicios.
Servicio de Rehabilitación (SER) de CARTIF para plataforma Tratamiento 2.0
Sistema de evaluación emocional desarrollado por CARTIF. En este caso, el sistema genera situaciones y emociones a través de un avatar humano. Estas emociones deben ser identificadas por personas con esquizofrenia. Se puede utilizar en diagnóstico, en tratamiento y evaluación del progreso.
Sistema evaluador de emociones desarrollado por CARTIF
Educación
En este aspecto, la RA proporciona un nuevo canal que permite mejorar el aprendizaje proporcionando otros puntos de vista sobre el conocimiento. Un buen ejemplo son los libros que, por medio de aplicaciones móviles, permiten ver partes de la anatomía en 3D.
Libro de anatomía con realidad aumentada
Por otra parte, conviene recordar que el uso de estas tecnologías se sustenta en una serie de técnicas. Cualquier avance en estas técnicas mejora enormemente las tecnologías. Las principales técnicas usadas son:
Registro de la información y seguimiento. Es muy importante posicionar al usuario para poder ubicar correctamente los contenidos en su entorno, aunque el usuario o los objetos se muevan o incluso se tapen parcialmente. Esto se realiza por medio de marcas visuales como “bidis” que son identificadas por el sistema y permiten ubicar con precisión los contenidos.
Pantallas de visualización. Permiten la integración entre lo real y lo virtual. La técnica más llamativa es el uso de pantallas en la cabeza (gafas inteligentes) que permite al usuario poder ver el mundo físico a través de la lente y superponer información gráfica en el campo de visión del usuario reflejándola en sus ojos. Otras técnicas son pantalla en mano (móviles o tabletas) que captan el mundo físico con una cámara y superponen sobre el video la información gráfica. La proyección espacial hace uso de proyectores digitales para mostrar información gráfica sobre los objetos físicos.
Pantalla en la cabeza
Pantallas transparentes. Sistema de guiado (STAR)
Interacción. Para interactuar con estos sistemas se suelen usar las típicas interfaces como pantalla táctil, ratón, teclado o interfaces más avanzadas y específicas como guantes, interfaces cerebrales o utensilios propios de la simulación como material quirúrgico.
Como hemos visto, la RA y la RV tienen un potencial prometedor para usarse en aplicaciones médicas, ya que proporcionan una integración perfecta de la visualización de datos con el cuerpo del paciente. Esto permite mejorar los métodos de diagnóstico y tratamiento médicos. Aún existen limitaciones tecnológicas, sobre todo en las pantallas y el registro de datos, que hacen que esta tecnología no tenga todavía una aplicación clínica realista en un entorno médico regular, pero el progreso en I+D y el interés de los usuarios es alentador.
Por último, es necesario resolver un gran reto que se suele pasar por alto y es el hecho de mejorar la usabilidad real de estos sistemas, evitando la sobrecarga sensorial y haciendo que la experiencia de visualización sea más controlable, sencilla, ágil y transparente para que la única preocupación del personal sanitario sea el paciente.
Empezamos el año cumpliendo la promesa de escribir una segunda parte del post “Sin azúcar, por favor” sobre las posibles alternativas para elaborar alimentos sin sacarosa o “azúcar de mesa”, el edulcorante más utilizado en el mundo industrializado.
Como por pedir que no quede, esta fue mi “carta tecnológica” a los Reyes Magos:
Queridos Reyes Magos:
Como sabéis, la búsqueda de alternativas a la sacarosa es un tema de interés general para la industria alimentaria, consumidores, investigadores, profesionales de salud, etc. Por eso este año, en el que me he esforzado en encontrar la manera para desarrollar alimentos más saludables, quería pediros un edulcorante muy especial. En primer lugar me gustaría que ese edulcorante aporte un dulzor equivalente a la sacarosa, que fuera incoloro, no cariogénico y, por supuesto, que no aporte calorías.
Desearía que su sabor fuera limpio y con el tiempo no aportara sabores extraños. Que sea soluble en agua y estable tanto en medios ácidos como básicos para un amplio rango de temperaturas.
Pensando en la industria, lo ideal sería que pudiera procesarse de forma similar a la sacarosa para que puedan seguir utilizando el mismo equipamiento. Me encantaría que pudiera incluirlo en cualquier matriz alimentaria y que no perjudique la vida útil del producto final.
Como sois magos y muy majos, también quiero que su precio sea competitivo en relación a la sacarosa y fácil de producir, almacenar y transportar. Y para terminar, por favor lo más importante de todo, es que sea SEGURO para toda la población. Me refiero a que no sea tóxico y se metabolice sin producir ninguna alteración no deseada.
Pues nada, muchas gracias y, si cumplís lo que os pido, os prometo que el año que viene tendremos el carbón dulce más sano del mundo!
Con cariño,
María
Así que yo envíe mi carta muy emocionada y el día 6 de enero los niños que siempre se levantan a las 8 de la mañana, vinieron a despertarme gritando: Mamaaá!, los Reyes Magos te han dejado una carta! Tenían razón, los mismísimos Reyes Magos se habían molestado en responder a mi carta y esto es lo que decían:
Querida María:
Hemos recibido tu carta y estamos muy orgullosos de que en CARTIF sigáis apostando por una alimentación más saludable pero, tenemos que decirte que aunque somos magos, no hacemos milagros. Sentimos comunicarte que por el momento no existe el edulcorante ideal que describes en tu carta. Solo podemos aconsejarte que utilices de forma inteligente los edulcorantes que tienes. Combínalos entre ellos para conseguir un efecto sinérgico y así utilizar menos cantidad.
Si buscas edulcorantes sin calorías o menos calorías que la sacarosa tienes los edulcorantes intensivos y los polialcoholes, aunque sabemos que les vas a poner pega,s como que han suscitado polémicas sobre sus efectos en la salud, que pueden dar sabores extraños y que se etiquetan como aditivos.
Nos han llegado noticias del “Stevia-boom” que está viviendo la industria alimentaria. Si tienes ocasión, nos gustaría que transmitieras que, aunque la stevia es de origen vegetal (E-960) esto no significa que sea “natural”. Recuerda que todo o nada es veneno y que la diferencia está en la dosis. Ten presente que también puedes utilizar fibras solubles como la inulina y la polidextrosa que, aunque aportan menos dulzor, fermentan la microbiota intestinal actuando como prebióticos, aportan pocas calorías y no se etiquetan como aditivos.
Y antes de despedirnos, como sabemos que no te ha tocado la lotería, sigue animando a las empresas para que desarrollen productos con un perfil nutricional más equilibrado.
La tecnología está muy presente en nuestras vidas. Prueba de ello es el uso cada vez más intensivo de ordenadores, teléfonos inteligentes, tabletas y vídeo juegos. La tecnología nos ayuda en las tareas diarias y nos proporciona entretenimiento y diversión, pero también puede mejorar campos como la medicina y la salud ayudando a comprender conceptos, formando e incentivando tanto a pacientes como al personal sanitario.
Tecnologías como la realidad virtual, realidad aumentada y realidad mixta han sido introducidas en nuestras vidas sobre todo a través de los vídeo juegos y poseen mucho potencial para su implementación el mundo de la salud. A todo el mundo nos suenan estos conceptos, pero vamos a comentar estos términos para evitar confusiones.
La realidad mixta (RM) consiste en combinar el mundo virtual y el mundo real, creando espacios donde interactúan objetos y personas virtuales con reales y viceversa. El grado de mezcla entre estos dos mundos da lugar a los conceptos que conocemos como realidad aumentada y realidad virtual.
La realidad aumentada (RA) es una simplificación de la realidad mixta donde se estimula al usuario con contenidos virtuales en tiempo real.
La realidad virtual (RV), sin embargo, consiste en la interacción virtual con objetos virtuales en un entorno virtual.
La tecnología de realidad aumentada (RA) y realidad mixta (RM) tiene un amplio campo de trabajo en el ámbito médico, como por ejemplo, la fusión de los datos de la exploración médica en 3D con la vista del paciente que permite mejorar la precisión en los diagnósticos. La RA tiene una aplicación clara en el apoyo a la cirugía, mientras que la RV es más adecuada para una simulación sin el paciente real. Cualquiera de estas tecnologías se puede utilizar para la formación de médicos y estudiantes de medicina, ya que mejoran la situación y la conciencia espacial del practicante. Además, el paciente también puede ser apoyado por una variedad de aplicaciones a través de esta tecnología enfocadas a formación, tratamiento, rehabilitación…
El uso de estas tecnologías en diferentes aspectos de la medicina ha sido frecuente en los últimos años. Una vez explicados los conceptos, dedicaré mi próximo post a la aplicación de estos tres tipos de realidades en el sector salud.
En este post me gustaría retomar el tema de las carreteras con suelo radiante, con el fin de profundizar un poco más en el beneficio que puede tener calentar los puntos más críticos de la carretera.
Como ya indiqué, la solución actual para evitar y eliminar la formación de hielo en las carreteras es la aplicación de fundentes, lo que todos conocemos como “sal de carretera”. En mayor o menor medida, esta sustancia es cloruro de sodio, un producto barato y efectivo. Me gustaría pararme aquí para que hagamos una pequeña reflexión, ¿realmente somos conscientes del daño que estamos haciendo empleando estas sustancias? Seguramente no; de ahí que la mayor parte de la gente se alegre cuando ve echar la sal.
Anualmente se esparcen millones de toneladas por nuestras carreteras, a menudo, sin una distribución apropiada a la calzada y con una frecuencia excesiva. Por esta razón me gustaría destacar alguna de sus nefastas consecuencias:
La vegetación próxima a la calzada es la primera en sufrir los efectos negativos de estas sustancias. Por un lado, las altas concentraciones de cloruro lo convierten en un elemento tóxico, causando el dorado o quema de las hojas y, por otro, las altas concentraciones de sodio pueden afectar al crecimiento de las plantas al alterar la estructura del suelo, la permeabilidad y la aireación.
Una proporción importante de la sal es arrastrada por el agua de lluvia llegando a acuíferos, embalses, ríos, humedales, etc. Esto provoca un aumento drástico del riesgo de contaminación de delicados ecosistemas e incluso en muchos casos, del agua que bebemos.
La sal afecta en gran medida a la salud de la fauna silvestre desde dos puntos de vista: por las graves consecuencias de su consumo dada su toxicidad, en especial las aves, y por la frecuencia de atropellos, dado que la sal atrae a los animales para su ingestión.
Otro punto que apenas tenemos en cuenta es el suelo, a pesar de que su degradación es un problema grave para Europa. La sal reduce la estabilidad del suelo, modifica su conductividad eléctrica, disminuye su pH y en general, perjudica seriamente su fertilidad.
Como podemos ver, el impacto medioambiental de estas sustancias es muy grande, por lo tanto, deberíamos tratar de hacer un esfuerzo para minimizar su efecto, utilizando toda la tecnología que esté a nuestro alcance para conseguir un mantenimiento invernal menos agresivo.
Una solución parcial sería poder medir en tiempo real la cantidad de fundentes en cada punto de la carretera, no solo en un punto fijo. Esto solo se conseguiría embarcando los sensores en los vehículos de intervención y mantenimiento. En la actualidad existen algunos sistemas en fase de desarrollo que miden la salpicadura de la rueda, midiendo el índice de refracción del agua (Japan Highway Public Corporation) o la conductividad eléctrica (Universidad de Connecticut). Dados sus resultados, en ningún caso han sido incorporados al mercado.
En CARTIF, con la colaboración de la empresa Collosa, estamos investigando el desarrollo de este producto. Nuestros principales objetivos son evitar esparcir más sal cuando las cantidades actuales son suficientes, echar solo la cantidad necesaria en el lugar preciso que lo necesite (dado el sistema de posicionamiento global de estos dispositivos) y dotar al responsable del mantenimiento invernal de una herramienta objetiva sobre la que basar sus decisiones de intervención.
En CARTIF apostamos por una solución definitiva que evite, en lo posible, dispersar los fundentes. Si conseguimos atacar a tiempo el problema en los puntos más peligrosos, previniendo y evitando la formación de hielo, evitaremos la salida del camión para cubrir de fundentes dichos puntos. Además, esta salida no solo cubrirá los puntos peligrosos, sino que, ya que sale, esparcirá los fundentes por toda la carretera.
Esta solución es el desarrollo de un suelo radiantemás económico con mayor eficiencia energética, basado en energía geotérmica. Para ello es fundamental el desarrollo de una predicción inteligente que evite la formación del hielo y se base en el empleo de nuevas mezclas bituminosas.
Sin lugar a dudas, esto supondrá una reducción importante del impacto medioambiental que supone la vialidad invernal de nuestras carreteras y en particular, en los puntos más delicados de nuestra geografía como los parques naturales.
¿Alguna vez te has preguntado cómo surgen los proyectos de I+D? ¿Cómo se consigue, por ejemplo, poder aplicar un tratamiento fotocatalítico en pleno centro de Madrid? Trabajar garantizando el respeto por el medio ambiente a través de la I+D exige un plan de acción detallado, que involucra a actores muy diversos y que requiere de una secuencia de actuación repleta de piezas a encajar.
Vamos a ver la receta del éxito:
1º) IDEA. También conocida como la “Fase ¡Eureka!”. Comprende ese momento en que, debido a un problema ambiental conocido, una empresa/entidad/Administración decide contactar con un centro tecnológico para buscar una solución. O al revés, son los investigadores de CARTIF, en su continuo compromiso con la actualización del estado del arte de las tecnologías en las que trabajan, quienes deciden buscar empresas comprometidas con el medio ambiente para trabajar en un nuevo reto.
2º) INVESTIGACIÓN APLICADA. Conocida, en petit comité, como la “Fase veamos qué tenemos aquí”. Decidido ya el problema ambiental a abordar y conocidos los principios de Ciencia que lo rigen, éste es el punto en el que se decide revertirlos hacia las áreas de demanda. Llega el momento de utilizar los conocimientos generados por la investigación básica y dirigirlos al problema ambiental identificado en la fase de Idea. Aquí pretenderemos siempre producir tecnología para el desarrollo integral de la temática ambiental abordada y, si es posible contar con ayuda externa que soporte parte de la financiación a realizar, mejor. Estas ayudas facilitan que las empresas puedan abordar esta fase con más recursos y multiplicar, consecuentemente, el alcance de sus resultados. Las convocatorias que hace CDTI son muy adecuadas para ello.
3º) DEMOSTRACIÓN. También denominada como la “Etapa manos a la obra”. Conocemos los principios científicos y sabemos que, a nivel de laboratorio, la tecnología desarrollada funciona. Llega entonces el momento de ampliar la escala y probarla a un nivel mayor. Para esta fase vuelva a ser muy interesante contar con una parte de financiación externa. La convocatoria de proyectos LIFE, por ejemplo, es el único instrumento financiero de la Unión Europea dedicado, de forma exclusiva, al medio ambiente. Actualmente en CARTIF estamos ejecutando 10 de estos proyectos y los temas abordados son muy diversos ¿los conoces?.
4º) COMUNICACIÓN. La última parte (y no menos importante) es publicar los resultados. Por eso denominamos a esta fase “Grítalo a los cuatro vientos”. La concienciación ambiental pasa, inevitablemente, por saber en qué se está trabajando, sobre qué se está avanzando, qué se puede estar consiguiendo y/o qué empresas están comprometidas con ello. Las publicaciones científicas, las patentes, etc, son un buen punto de partida para nosotros, como centro tecnológico, pero también existen otras formas, como el etiquetado ambiental y las Declaraciones Ambientales de Producto (DAPs), que hacen visibles a las empresas que se comprometen con el medio ambiente.
Veamos un ejemplo práctico (y exitoso):
La contaminación ambiental por óxidos de nitrógeno es un reto ambiental importante para las ciudades y reducirla se presenta como un gran reto (Fase ¡Eureka!). CARTIF participó hace unos años en el proyecto FENIX, trabajando activamente, entre otras tareas, en la fase de estudio, identificación y selección de nanomateriales fotocatalizadores (Fase “veamos qué tenemos aquí”). En base a los buenos resultados obtenidos, parte de los socios implicados en esa acción deciden continuar trabajando y contactan con el Ayuntamiento de Madrid para aumentar la escala de la investigación y poder aplicar el tratamiento desarrollado en las calles de Madrid (Fase “manos a la obra”). Surge entonces otro proyecto de I+D, LIFE EQUINOX, coordinado por CARTIF, que se encuentra ahora mismo en plena fase de ejecución (Fase “grítalo a los cuatro vientos”).
Esto nos demuestra que siempre será mejor no empezar la casa por el tejado.
