Este año se ha acordado financiar la propuesta presentada por un grupo de investigadores pertenecientes a diferentes instituciones, radicadas en Andalucía, para el diseño de un prototipo portátil capaz de detectar el virus SARS-CoV-2 depositado sobre superficies de distintos materiales, mediante el uso de tecnologías ópticas ya existentes combinadas con la Inteligencia Artificial (IA).
El Instituto de Salud Carlos III, dependiente del Ministerio de Ciencia e Innovación, ha decidido financiar la iniciativa con cargo a la Convocatoria Extraordinaria de Proyectos de Investigación sobre el SARS-CoV-2 y la enfermedad del coronavirus (COVID-19).
Representantes de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla, Hospital Universitario Virgen del Rocío, Instituto de Biomedicina de Sevilla, Red Andaluza de diseño y traslación de Terapias Avanzadas (RAdytTA) y del TEDAX-NRBQ de la Policía Nacional integran este grupo de investigadores.
También participan actores del Observatorio Astronómico de Calar Alto (CAHA, Almería), Proyecto HUMAINT del Joint Research Centre (JRC) de la Comisión Europea y Corporación Tecnológica de Andalucía (CTA).
“Sus miembros decidieron hace varias semanas reorientar proyectos de investigación que ya tenían en marcha hacia la lucha contra el coronavirus. Este nuevo proyecto está siendo presentado en estos días en diversas plataformas y foros internacionales sobre las aplicaciones de la IA en relación con el virus y la pandemia COVID-19”.
Tomando en cuenta que en la actualidad no existen métodos de detección y visualización de la presencia del virus en superficies, se ha conocido que el objetivo del nuevo proyecto 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.
Además, incluiría métodos de análisis mediante óptica computacional y Aprendizaje Automático (Machine Learning, ML).
“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”.
Tecnologías ópticas y fotónicas avanzadas
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, quien lidera el equipo de científicos, ya venía trabajando en el desarrollo de tecnologías ópticas y fotónicas avanzadas y de Inteligencia Artificial, aplicadas a diferentes campos.
Se ha precisado que esta investigación no contempla pruebas en pacientes ni interferirá en los procedimientos clínicos, de diagnóstico o tratamiento de la COVID-19.
En todo caso, se centrará en la toma de imágenes de muestra, tanto en zonas contaminadas por el virus como en zonas limpias, para que los algoritmos de Machine Learning puedan extraer conclusiones que permitan avanzar en el desarrollo del prototipo portátil.
“Las mayores dificultades del proyecto, que entraña un gran desafío científico y tecnológico, radican tanto en la escasa información de que se dispone acerca del virus (en cuanto a sus características físicas, mecanismos de interacción y de depósito sobre superficies, interacción con la luz) como en su tamaño, apenas 120 nanómetros (un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro)”.
Es por esto que se han planteado explorar prácticamente la totalidad del rango óptico, incluyendo las bandas ultravioleta, el espectro visible, el infrarrojo y hasta la banda de terahercios, algunas que ya se están utilizando con éxito para determinar propiedades ópticas y electromagnéticas de otros tipos de virus, incluso más pequeños que este SARS-CoV-2.
El problema al que se enfrentan, aunque los investigadores parten de tecnología ya disponible, es que la visualización de zonas contaminadas no visibles para el ojo humano es muy compleja y la combinación de técnicas ópticas y de procesado propuestas resulta muy innovadora.
