Ideen un dispositiu per «veure» Covid-19 a les superfícies

L’Institut de Salut Carles III, dependent del Ministeri de Ciència i Innovació, ha acordat finançar, amb càrrec a la Convocatòria Extraordinària de Projectes d’Investigació sobre el SARS-CoV-2 i la malaltia Covid-19, la proposta presentada per un grup d’investigadors pertanyents a diferents institucions establertes a Andalusia per al disseny d’un prototip capaç de detectar el virus SARS-CoV-2 dipositat sobre superfícies de diferents materials mitjançant l’ús de tecnologies òptiques ja existents combinades amb intel·ligència artificial (IA).

«Aquest avenç suposaria una gran contribució als esforços per contenir la pandèmia i evitar nous contagis, ja que permetria detectar amb precisió les superfícies contaminades pel coronavirus», destaca la Universitat de Sevilla (US) en una nota de premsa.

En el projecte participen investigadors de l’Escola Tècnica Superior d’Enginyeria de l’US, l’Hospital Universitari Virgen del Rocío, l’Institut de Biomedicina de Sevilla, la Xarxa Andalusa de disseny i translació de Teràpies Avançades, els TEDAX de la Policia Nacional, l’Observatori Astronòmic de Calar Alto, el Joint Research Centre (JRC) de la Comissió Europea i la Corporació Tecnològica d’Andalusia (CTA).

Aquest nou projecte està sent presentat en aquests dies en diverses plataformes i fòrums internacionals sobre les aplicacions de l’IA en relació amb el virus i la pandèmia de Covid-19.

Segons expliquen, l’objectiu del nou projecte, ja que en l’actualitat no existeixen mètodes de detecció i visualització de la presència del virus en superfícies, és desenvolupar un prototip portàtil que combinaria sistemes de lectura d’imatges multiespectrals, tant en el rang òptic (d’ultraviolat a infraroig tèrmic) com en el rang de terahertz, mètodes d’anàlisi mitjançant òptica computacional i intel·ligència artificial (machine learning).

Això permetria, expliquen, l’anàlisi ràpida i sense contacte de les zones contaminades per mitjà de la generació de mapes de distribució espacial d’aquestes imatges en el camp de visió captat pel dispositiu. Suposaria un gran avenç quant a disposar de mètodes que ajudin la neteja i descontaminació de dispositius mèdics i instal·lacions i la reducció del contagi per contacte.

Un projecte en marxa

L’equip de científics, liderat pel catedràtic Emilio Gómez González, director del Grup de Física Interdisciplinària del Departament de Física Aplicada III de l’ETS d’Enginyeria de la Universitat de Sevilla, ja venia treballant en el desenvolupament de tecnologies òptiques i fotòniques avançades i d’intel·ligència artificial, aplicades a diferents camps.

De fet, el comunicat apunta que per finançar l’adquisició del material tècnic, els investigadors compten amb un projecte d’aproximadament un milió d’euros de la convocatòria d’Adquisició d’Equipament que ja els havia concedit el Ministeri de Ciència i Innovació el 2019 (Ref: EQC2019-006240-P) per a la compra de càmeres en els rangs espectrals ressenyats, algunes de la qual ja estan disponibles i d’altres es troben en procés d’adquisició.

I afegeix que el finançament compromès ara per l’Institut de Salut Carles III (508.500 euros més l’IVA corresponent) permetrà cobrir la totalitat del pressupost per a l’adquisició d’altres recursos complementaris necessaris per a la detecció del SARS-CoV-2 i la realització de proves en entorns contaminats.

Aclareixen que aquesta investigació no contempla proves en pacients ni interferirà en els procediments clínics, de diagnòstic o tractament del Covid-19. La investigació se centrarà en la presa d’imatges de mostra tant en zones contaminades pel virus com en zones netes, perquè mitjançant l’ús d’algoritmes d’intel·ligència artificial (machine learning) es puguin extreure conclusions que permetin avançar en el desenvolupament del prototip.

«Un gran desafiament»

Segons informen en el comunicat, les dificultats més grans del projecte, que comporta «un gran desafiament» científic i tecnològic, es troben tant en l’escassa informació que es disposa sobre el virus –quant a les seves característiques físiques, mecanismes d’interacció i de dipòsit sobre superfícies, interacció amb la llum– com en la seva mida, tot just 120 nanòmetres (un nanòmetre és la milionèsima part d’un mil·límetre).

Per a això es plantegen explorar la pràctica totalitat del rang òptic, incloent les bandes ultraviolat, l’espectre visible, l’infraroig i fins a la banda de terahertz, algunes de les quals ja s’estan utilitzant amb èxit per determinar propietats òptiques i electromagnètiques d’altres tipus de virus, fins i tot més petits que aquest SARS-CoV-2.

Tot i que els investigadors parteixen de tecnologia ja disponible, el problema a què s’enfronten, la visualització de zones contaminades no visibles per a l’ull humà és molt complexa i la combinació de tècniques òptiques i de processat proposades resulten molt innovadores.

Segons els científics embarcats en aquest projecte, en només tres mesos podrien començar a obtenir-se els primers resultats, si bé la investigació es planteja un horitzó d’uns vuit mesos.

El grup d’investigadors publicarà en obert els resultats científics que vagi obtenint en el transcurs de la investigació, i també els dissenys i dispositius que es desenvolupin, per possibilitar-ne la utilització i millora per la comunitat internacional.

Trajectòria de l’equip multidisciplinari

Les institucions i els investigadors que participen aporten al projecte una experiència àmplia en els camps d’estudi més directament relacionats amb la mateixa.

Així, el Grup de Física Interdisciplinària (GFI) del Departament de Física Aplicada III de l’ETSI, sota la direcció d’Emilio Gómez González, té experiència en el disseny, desenvolupament i posada en funcionament de tecnologies òptiques, sistemes i mètodes de processat d’imatge en aplicacions de molt alta complexitat i entorns molt demandants (neurocirurgia i cirurgia fetal, entre d’altres).

El Virgen del Rocío i l’IBIS compten amb dilatada experiència en coordinació mèdica, aspectes clínics i epidemiològics, així com en la realització de proves en l’entorn sanitari, sent en l’actualitat un dels centres més destacats en la lluita contra la pandèmia del Covid-19.

Per la seva part, l’àrea preclínica de la Xarxa Andalusa de disseny i translació de Teràpies Avançades (RAdytTA), dirigida per Rosario Sánchez, aporta la seva capacitat de síntesi i anàlisi de virus, mentre que Calar Alto, dirigit per Jesús Aceituno, està considerat com l’observatori astronòmic més important de l’Europa Continental i aporta equipament òptic especialitzat.

El Grup Tedax-NRBQ de Sevilla del Cos Nacional de Policia, a càrrec de l’Inspector José M. Navas, és especialista en coordinació operativa i realització de proves en entorns generals, de la mateixa manera que els investigadors del projecte Humaint del JRC, liderat per Emilia Gómez, i amb seu al PCT Cartuja de Sevilla, són experts en ‘machine learning’ i en els aspectes ètics i socials de la intel·ligència artificial aplicada a la medicina i la salut.

Notícies relacionades

¿Quan és el Dia de la Mare 2020? Dates de tots els països

Mor ofegat un menor al Bages al llançar-se a una bassa

Així mateix, el JRC té una iniciativa transversal d’investigació relacionada amb el coronavirus que inclou totes les seves seus a Europa i en la qual, entre altres línies, s’ha desenvolupat un material especial de control per als tests. Per la seva part, CTA és especialista en transferència de tecnologia i difusió de resultats d’investigació al teixit productiu.