La nueva ingeniería y su mezcla con otras tecnologías

Ricardo Sánchez Peña, el director del Departamento de Investigación y Doctorado, presenta tres tendencias en las que está trabajando actualmente.

En las últimas décadas, la ingeniería tradicional se ha ido transformando y mezclando con otras ciencias y tecnologías, por dentro y por fuera de la misma. He visto a lo largo de mi carrera que muchos problemas prácticos requieren cada vez más de mayores niveles de sofisticación. Tuve la oportunidad de trabajar muy de cerca con matemáticos y físicos para resolver problemas de este tipo, surgidos de la práctica “real” de la Ingeniería, en distintas ramas de la misma. Lo viví en la resolución de problemas de control en las áreas de mecánica (estructuras flexibles), acústica (control activo de ruido), aeronáutica (análisis y diseño de vehículos aéreos no tripulados: aviones, helicópteros, quadrotores), astronáutica (cohetes y satélites), y robótica, entre otras.

Actualmente, los límites de la ingeniería han sido empujados un poco más allá de las ciencias “duras” y de la tecnología, y se acercaron –incluso- a las ciencias sociales. Se lograron avances en medicina, biología, economía, y hasta se creó la Engineering Psychology. Básicamente, la relación entre la tecnología y la sociedad cambió de manera fundamental.

Otra característica de la nueva ingeniería es que está atravesada fuertemente por las matemáticas. De forma resumida: se puede abstraer un problema real, llevarlo al terreno de las ecuaciones, resolverlo y luego traducirlo nuevamente a la realidad. El poder de la abstracción y la traducción de problemas reales a ecuaciones permite resolver situaciones nuevas y muy complejas, para las cuales no alcanza con la experiencia previa, siendo que muchas veces esta no existe. Esto además hace que la práctica de la ingeniería sea más rica, dado que la abstracción nos permite meternos en problemas muy diversos, como los que he mencionado anteriormente.

Mis nuevos proyectos van en esta línea y utilizan herramientas matemáticas del área de sistemas dinámicos y control, en el cual se especializa el grupo que dirijo.

1. Páncreas Artificial para pacientes con Diabetes tipo 1. Se denomina “páncreas artificial” a un sistema automático que consta de un sensor de glucosa y una bomba de infusión de insulina, conectados mediante un software de control que modula la liberación de insulina de acuerdo a la necesidad del paciente. El objetivo primario de este tipo de sistemas es regular de forma automática en pacientes insulino-dependientes el valor de azúcar en sangre sin necesidad de intervención del mismo o del médico. En noviembre de 2016 realizamos un primer estudio clínico en el Hospital Italiano con un algoritmo de control desarrollado en la Universidad de Virginia. Este año, realizaremos la segunda etapa evaluando un nuevo algoritmo de control desarrollado por investigadores del ITBA en colaboración con la Universidad Nacional de Quilmes y de La Plata. Ambas representan las primeras pruebas clínicas realizadas en Latinoamérica. Hemos estado coordinando ingenieros y médicos, locales y del exterior en pos de un objetivo común, con el apoyo económico de las Fundaciones Nuria (Argentina) y Cellex (España).
2. Uso de la optogenética para explorar el funcionamiento del cerebro. La optogenética combina métodos ópticos (láser o LED) y genéticos para transferir a un grupo específico de neuronas el cDNA que codifica proteí­nas sensibles a la luz. Es una tecnologí­a de vanguardia que fue declarada la más importante del año en 2010 por la revista Nature. Por otro lado, se pueden leer los comportamientos de múltiples neuronas, los potenciales de campo, por métodos electrónicos. Esto establece un sistema de control que puede leer e incidir sobre grupos de neuronas. En teoría, puede utilizarse en el tratamiento del sueño, la epilepsia, el Parkinson, las adicciones y hasta la ceguera. En nuestro proyecto, en conjunto con investigadores de la Facultad de Medicina de UBA, se intenta establecer las relaciones entre la Habénula y el Hipocampo, específicamente para saber cómo el cerebro procesa los hechos negativos.
3. Pérdidas de audición por ruido (NIHL) mediante control activo de ruido acústico. Este proyecto, subsidiado por un Programa de Recursos Humanos (PRH) de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, tiene como objetivo la construcción de un prototipo de casco de motocicleta, dentro del cual los niveles sonoros sobre el conductor no excedan los límites recomendables por la legislación vigente, para resguardar su salud auditiva. En el caso particular de los motociclistas ocupacionales suelen superarse ampliamente los márgenes permitidos para jornadas estándares de ocho horas. El proyecto consistió en el diseño de un sistema de control que atenúa de forma activa el ruido dentro del casco, teniendo en cuenta que este ruido es variable con la velocidad del vehículo.

Estos tres proyectos son un claro ejemplo de la política de Investigación y Doctorado del ITBA: se basa en articular las tesis de doctorado con los proyectos de investigación y competir por recursos. Esto significa obtener financiación interna, nacional e incluso internacional, por medio de concursos abiertos. Además, se busca financiar el desarrollo de las tesis de los doctorandos mediante becas, preferentemente externas al ITBA. En estos casos han participado tres estudiantes de Doctorado financiados por becas de CONICET y de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica. Dos de ellos ya se han doctorado y continúan trabajando con Becas post-doctorales de CONICET.

La financiación de los proyectos ha sido una combinación de proyectos internos, nacionales e internacionales, todos ellos obtenidos por concurso, al igual que las becas. Esperamos que esta política que llevamos adelante continúe y se siga expandiendo en nuestra institución como ha sido en los últimos años.

Ricardo S. Sánchez Peña, PhD