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Los ingenieros del MIT avanzan hacia una computadora cuántica tolerante a fallas

Los investigadores lograron un tipo de acoplamiento entre átomos artificiales y fotones que podría permitir la lectura y el procesamiento de la información cuántica en unos pocos nanosegundos. En el futuro, las computadoras cuánticas podrían simular rápidamente nuevos materiales o ayudar a los científicos a desarrollar modelos de aprendizaje automático más rápidos, abriendo la puerta a muchas nuevas posibilidades. Pero estas aplicaciones solo serán posibles si las computadoras cuánticas pueden realizar operaciones extremadamente rápido, por lo que los científicos pueden realizar mediciones y realizar correcciones antes de que las tasas de error combinadas reduzcan su precisión y confiabilidad. La eficiencia de este proceso de medición, conocido como lectura, se basa en la fuerza del acoplamiento entre fotones, que son partículas de luz que transportan información cuántica, y átomos artificiales, unidades de materia que a menudo se utilizan para almacenar información en una computadora cuántica. Ahora, los investigadores del MIT han demostrado lo que creen que es el acoplamiento no lineal más fuerte de luz-materia jamás logrado en un sistema cuántico. Su experimento es un paso hacia la realización de operaciones cuánticas y lecturas que podrían realizarse en unos pocos nanosegundos. Los investigadores utilizaron una nueva arquitectura de circuito superconductor para mostrar un acoplamiento no lineal de luz-materia que es aproximadamente un orden de magnitud más fuerte que las demostraciones anteriores, lo que podría permitir que un procesador cuántico funcione aproximadamente 10 veces más rápido. Todavía hay mucho trabajo por hacer antes de que la arquitectura pueda usarse en una computadora cuántica real, pero demostrar la física fundamental detrás del proceso es un paso importante en la dirección correcta, dice Yufeng “Bright” Ye SM ’20, PhD ’24, autor principal de un artículo sobre esta investigación. “Esto realmente eliminaría uno de los cuellos de botella en la computación cuántica. Por lo general, debe medir los resultados de sus cálculos entre rondas de corrección de errores. Esto podría acelerar la rapidez con la que podemos alcanzar la etapa de computación cuántica tolerante a fallas y poder obtener aplicaciones y valor del mundo real de nuestras computadoras cuánticas, dice Ye. En el artículo se le unen el autor principal Kevin OaBrien, profesor asociado e investigador principal en el Laboratorio de Investigación de Electrónica del MIT que dirige el Quantum Coherent Electronics Group en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación (EECS), así como otros en el MIT, MIT Lincoln Laboratory y la Universidad de Harvard. La investigación aparece hoy en Naturaleza Comunicaciones. Un nuevo acoplador Esta demostración física se basa en años de investigación teórica en el grupo OaBrien. Después de que Ye se unió al laboratorio como estudiante de doctorado en 2019, comenzó a desarrollar un detector de fotones especializado para mejorar el procesamiento de información cuántica. A través de ese trabajo, inventó un nuevo tipo de acoplador cuántico, que es un dispositivo que facilita las interacciones entre qubits. Los Qubits son los componentes básicos de una computadora cuántica. Este llamado acoplador de cuartón tenía tantas aplicaciones potenciales en operaciones cuánticas y lectura que rápidamente se convirtió en un foco del laboratorio. Este acoplador de cuartón es un tipo especial de circuito superconductor que tiene el potencial de generar un acoplamiento no lineal extremadamente fuerte, que es esencial para ejecutar la mayoría de los algoritmos cuánticos. A medida que los investigadores alimentan más corriente en el acoplador, crea una interacción no lineal aún más fuerte. En este sentido, la no linealidad significa que un sistema se comporta de una manera que es mayor que la suma de sus partes, exhibiendo propiedades más complejas. “La mayoría de las interacciones útiles en la computación cuántica provienen del acoplamiento no lineal de la luz y la materia. Si puede obtener una gama más versátil de diferentes tipos de acoplamiento y aumentar la fuerza de acoplamiento, entonces esencialmente puede aumentar la velocidad de procesamiento de la computadora cuántica, explica Ye. Para la lectura cuántica, los investigadores iluminan la luz de microondas en un qubit y luego, dependiendo de si ese qubit está en el estado 0 o 1, hay un cambio de frecuencia en su resonador de lectura asociado. Miden este cambio para determinar el estado de los qubits. El acoplamiento no lineal luz-materia entre el qubit y el resonador permite este proceso de medición. Los investigadores del MIT diseñaron una arquitectura con un acoplador de cuartón conectado a dos qubits superconductores en un chip. Convierten un qubit en un resonador y usan el otro qubit como un átomo artificial que almacena información cuántica. Esta información se transfiere en forma de partículas de luz de microondas llamadas fotones. “La interacción entre estos átomos artificiales superconductores y la luz de microondas que enruta la señal es básicamente cómo se construye una computadora cuántica superconductora completa,” Ye explica. Habilitar una lectura más rápida El acoplador de cuartón crea un acoplamiento no lineal de luz-materia entre el qubit y el resonador que es aproximadamente un orden de magnitud más fuerte de lo que los investigadores habían logrado antes. Esto podría permitir un sistema cuántico con lectura rápida. “Este trabajo no es el final de la historia. Esta es la demostración de física fundamental, pero ahora hay trabajo en curso en el grupo para realizar una lectura realmente rápida, dice OayBrien. Eso implicaría agregar componentes electrónicos adicionales, como filtros, para producir un circuito de lectura que podría incorporarse a un sistema cuántico más grande. Los investigadores también demostraron un acoplamiento materia-materia extremadamente fuerte, otro tipo de interacción qubit que es importante para las operaciones cuánticas. Esta es otra área que planean explorar con el trabajo futuro. Las operaciones rápidas y la lectura son especialmente importantes para las computadoras cuánticas porque los qubits tienen una vida útil finita, un concepto conocido como tiempo de coherencia. Un acoplamiento no lineal más fuerte permite que un procesador cuántico funcione más rápido y con un error menor, por lo que los qubits pueden realizar más operaciones en la misma cantidad de tiempo. Esto significa que los qubits pueden ejecutar más rondas de corrección

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Skydio establece el primer Drone de Americais como Primer Centro de Excelencia de Respuesta a través de su asociación con el Centro de Capacitación de Seguridad Pública de Atlanta

Los socorristas de Atlanta – policía, bomberos, EMS, E-911 – podrán aprovechar los entornos de capacitación y la tecnología de vanguardia para ayudarlos a desarrollar y mantener las habilidades necesarias para servir a su comunidad de la manera más segura posible. Hace unas semanas, tuve la oportunidad de visitar el Centro de Capacitación en Seguridad Pública de Atlanta (PSTC) cuando estaba a punto de terminarse. Se trata de unas instalaciones enormes con estaciones de entrenamiento realistas para prácticamente cualquier escenario posible: desastres naturales, incendios, personas atrincheradas, descarrilamientos de trenes, robos, persecuciones a alta velocidad, y con planes aún más amplios, como rescates en aguas rápidas. El personal de primera respuesta de Atlanta (policía, bomberos, servicios médicos de emergencia, 911) podrá aprovechar entornos de capacitación y tecnología de vanguardia para desarrollar y mantener las habilidades necesarias para servir a su comunidad de la manera más segura posible. Esto comienza ahora, con la inauguración hoy del PSTC de Atlanta . “El Centro de Capacitación en Seguridad Pública refleja un objetivo compartido: hacer que nuestra comunidad sea más segura y, al mismo tiempo, respaldar firmemente a quienes están ahí para protegernos”. – Gobernador de Georgia, Brian Kemp La tecnología de drones como primera respuesta está siendo adoptada rápidamente por las agencias de seguridad pública de todo el país. Y la capacitación es crucial para su éxito, no solo en cómo volar un dron, sino también en cómo ejecutar una misión eficazmente en una gran variedad de entornos donde los segundos pueden marcar la diferencia entre la vida y la muerte. Cómo encontrar rápidamente a personas perdidas en búsqueda y rescate. Cómo volar a través de puertas abiertas, bajo pasos elevados y a través de estacionamientos. Cómo sortear obstáculos. Cómo usar imágenes térmicas para identificar eficazmente puntos calientes en el humo de un incendio. Cómo comunicarse con el personal de respuesta manteniendo el control de la aeronave. Todas estas habilidades, y muchas más, son vitales para el éxito de los programas de DFR. Por eso me emociona tanto anunciar que Skydio se ha asociado con la Fundación de la Policía de Atlanta para incorporar un sistema DFR completamente operativo al Centro de Capacitación de Seguridad Pública de Atlanta. Contaremos con tres muelles con X10 completamente equipados con diferentes paquetes de sensores para distintas misiones, que ejecutarán el Comando DFR y estarán totalmente integrados con Axon Fusus y otros sistemas. Cualquier socorrista de las agencias de seguridad pública de Atlanta puede utilizar estos sistemas en cualquier momento para ejecutar operaciones con drones en cualquiera de las estaciones dentro del centro de entrenamiento. “Es una transformación en cómo colaboramos y cómo servimos”. – Jefe de Bomberos y Rescate de Atlanta, Roderick M. Smith Skydio también invita a clientes actuales y potenciales, incluyendo aquellos fuera del ámbito de la seguridad pública, de todo el sureste y del país a unirse a nosotros para experimentar DFR en un entorno práctico. Próximamente anunciaremos las fechas de las sesiones de capacitación y demostración presenciales. ¿No puedes ir a Atlanta? A finales de este verano, el Centro de Excelencia del DFR estará disponible para vuelos remotos mediante DFR Command o Skydio Remote Ops. Lanza un X10 desde uno de los muelles del sitio usando un navegador, desde cualquier lugar del mundo. “Se ha satisfecho una necesidad generacional en la infraestructura de nuestra ciudad”. – Jefe del Departamento de Policía de Atlanta, Darin Schierbaum Un poco más sobre el Centro de Capacitación en Seguridad Pública de Atlanta: La Ciudad de Atlanta ha construido un nuevo centro de capacitación en seguridad pública para satisfacer su necesidad de un espacio de capacitación dedicado con instalaciones modernas para el personal. El nuevo centro permite a los oficiales juramentados, personal de respuesta civil, bomberos, personal de servicios médicos de emergencia (EMS) y personal del E-911 capacitarse localmente y de forma colaborativa, utilizando filosofías y metodologías modernas basadas en la reducción de daños. El centro está ubicado en la región de South River del Condado de Dekalb, en un terreno de 85 acres propiedad de la Ciudad de Atlanta. Para más información, visite www.atltrainingcenter.com . Skydio News. M. N. Traducido al español

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The Hidden Benefit of Data Centers: Warming Communities, Not Just Servers

Equinix’s excess heat export initiatives in Toronto and around the globe Private and public companies, including data centers, are under the microscope regarding environmental sustainability. Investors, customers and employees alike want to know what businesses are doing to protect the environment and use natural resources more efficiently. There are many ways to employ innovative practices that support cleaner, more efficient operations  and contribute to the daily life of community members. Many people are aware of the global sustainability strategies that companies often pursue, such as increasing their renewable energy coverage. However, the sustainability initiatives that directly benefit residents and businesses in local communities might not be as well-known. Data centers, like many production facilities, require significant amounts of energy and the demand for energy in this sector is forecasted to increase at an unprecedented rate. In the US, as an example, data center energy consumption is forecasted to account for nearly half of the growth in electricity demand between now and 2030[1]. Therefore, energy efficiency needs to be a core requirement for the data center industry. As we launch our annual Equinix sustainability report for 2024, we’re highlighting an innovative way that Equinix is thinking globally and acting locally. Heat export is a significant way that data center operators can give back to communities where they operate, by distributing excess heat to warm buildings and water in local communities. One of the longest-running data center heat export projects is one that Equinix operates in partnership with Markham District Energy, a thermal energy utility in Markham, Ontario, one of Canada’s fastest-growing cities. Data center heat export develops the local circular economy You might be wondering what heat export is and how it works. In a few words, it’s a process used to capture and convert residual heat into a suitable form for other uses within a community. Running servers in our data centers generates heat. With heat export, rather than letting that heat go to waste, we develop partnerships that will allow us to collect heat and redeploy it in our communities for various uses, as shown in the diagram below. By capturing and distributing heat generated in data centers, we’re supporting the circular economy, which involves reusing materials and products as much as possible to reduce waste and optimize valuable resources–like heat. With over a decade of experience recovering and exporting heat, Equinix is at the forefront of this emerging movement. We created the Equinix Heat Export program to establish partnerships with municipal planning agencies, energy utilities and heat network operators worldwide. With these partners, we collaborate to expand the distribution of excess heat from data centers to serve local communities. We have already formed heat export partnerships in Canada, Finland and France, and we have a pipeline of projects under development in several other countries, including the United States. Equinix does not seek any income from the heat we export; it’s an opportunity to give back to the community while making more efficient use of the energy resource we procure for our data centers. Exporting excess heat has a broad reach into the community The city of Markham established Markham District Energy (MDE) in response to the clear need for reliable community energy systems following a 1998 ice storm in eastern Ontario and Quebec. Using heat from the MDE system improves energy resilience and security of the community by reducing or removing reliance on gas and electricity systems (which can be knocked out in an ice storm) to provide warmth in winter. Upon completing the first energy plant in 2000, MDE started serving their first customer, IBM Canada. The IBM research lab and data center was a catalyst for advancing the city’s Municipal Energy plan in 2011 and became the first anchor customer for the heat network. In 2020, Equinix purchased the TR5 data center facility from Bell Canada, as part of a broader acquisition. Equinix continued the MDE heat export partnership that was already in place at TR5. The MDE system that TR5 is connected to supplies heat to over 14 million square feet of mixed-use development, including retail, commercial, institutional and condominium uses. The MDE system heats and cools about 9,000 residential units plus other facilities, including movie theaters, an expanded sub-campus for York University, two high schools, a YMCA and two hotels. The excess heat from the TR5 data center also warms the domestic hot water in condo buildings and two swimming pools in local community centers. Currently, there are times during the summer when there is simply more heat than the community can use, resulting in the rejection of excess heat from the data center. However, as more buildings are connected to the district energy system, the aim is to recover 100% of the excess data center heat. Gauging the success of heat export initiatives Communities throughout the world are using data center heat export as part of their multifaceted energy management strategies. In 2024, we worked with local governments and organizations to establish data center heat export projects at three additional facilities in Paris and Helsinki. This includes connecting to the heat network that supplies the Saint-Denis Olympic Aquatics Centre (OAC) that was used at the 2024 Summer Olympics. Our excess heat from the Equinix PA10 data center in Paris will also warm up more than 1,000 homes in the neighborhoods surrounding the aquatic center. Similarly, heat recovered and exported from one Helsinki location is forecast to warm over 1,000 homes in the local community. We believe there’s an enormous opportunity to make a difference in communities worldwide by expanding the Equinix Heat Export partnership program. Heat export is just one example of our focus on creating solutions that help us minimize and repurpose waste responsibly throughout the life cycle of our buildings while also improving the PUE at our facilities. It’s also part of our Future First commitment to sustainability; we deliver digital infrastructure that fosters positive change through secure, efficient and responsible solutions. To learn more about other sustainability initiatives at Equinix and the progress we made in 2024, check out

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El Beneficio Oculto de los Centros de Datos: Calentando Comunidades, No Sólo Servidores

Iniciativas de exportación de exceso de calor de Equinix en Toronto y en todo el mundo Las empresas privadas y públicas, incluidos los centros de datos, están bajo el microscopio con respecto a la sostenibilidad ambiental. Tanto los inversores como los clientes y los empleados quieren saber qué están haciendo las empresas para proteger el medio ambiente y utilizar los recursos naturales de manera más eficiente. Hay muchas maneras de emplear prácticas innovadoras que apoyan operaciones más limpias y eficientes y contribuyen a la vida diaria de los miembros de la comunidad. Muchas personas son conscientes de las estrategias de sostenibilidad global que las empresas a menudo persiguen, como aumentar su cobertura de energía renovable. Sin embargo, las iniciativas de sostenibilidad que benefician directamente a los residentes y las empresas en las comunidades locales podrían no ser tan conocidas. Los centros de datos, como muchas instalaciones de producción, requieren cantidades significativas de energía y se prevé que la demanda de energía en este sector aumente a un ritmo sin precedentes. En los Estados Unidos, como ejemplo, se pronostica que el consumo de energía del centro de datos representará casi la mitad del crecimiento de la demanda de electricidad entre ahora y 2030[1]. Por lo tanto, la eficiencia energética debe ser un requisito central para la industria del centro de datos. Como nosotros lance nuestro informe anual de sostenibilidad de Equinix para 2024weirre destaca una forma innovadora en que Equinix está pensando globalmente y actuando localmente. La exportación de calor es una forma significativa en que los operadores de centros de datos pueden retribuir a las comunidades donde operan, distribuyendo el exceso de calor a edificios cálidos y agua en las comunidades locales. Uno de los proyectos de exportación de calor de centros de datos de más larga duración es uno que Equinix opera en asociación con Markham District Energy, una empresa de energía térmica en Markham, Ontario, una de las ciudades de más rápido crecimiento de Canadá. La exportación de calor del centro de datos desarrolla la economía circular local Quizás te estés preguntando qué es la exportación de calor y cómo funciona. En pocas palabras, es un proceso utilizado para capturar y convertir el calor residual en una forma adecuada para otros usos dentro de una comunidad. Ejecutar servidores en nuestros centros de datos genera calor. Con la exportación de calor, en lugar de dejar que ese calor se desperdicie, desarrollamos asociaciones que nos permitirán recolectar calor y redistribuirlo en nuestras comunidades para diversos usos, como se muestra en el siguiente diagrama. Al capturar y distribuir el calor generado en los centros de datos, weisre apoya la economía circular, que implica reutilizar materiales y productos tanto como sea posible para reducir el desperdicio y optimizar recursos valiosos como el calor. Con más de una década de experiencia recuperando y exportando calor, Equinix está a la vanguardia de este movimiento emergente. Creamos el programa Equinix Heat Export para establecer asociaciones con agencias de planificación municipal, empresas de servicios públicos de energía y operadores de redes de calor en todo el mundo. Con estos socios, colaboramos para ampliar la distribución del exceso de calor de los centros de datos para servir a las comunidades locales. Ya hemos formado asociaciones de exportación de calor en Canadá, Finlandia y Francia, y tenemos una serie de proyectos en desarrollo en varios otros países, incluido Estados Unidos. Equinix no busca ningún ingreso por el calor que exportamos; es una oportunidad para retribuir a la comunidad al tiempo que hace un uso más eficiente del recurso energético que adquirimos para nuestros centros de datos. Exportar el exceso de calor tiene un amplio alcance en la comunidad La ciudad de Markham estableció Markham District Energy (MDE) en respuesta a la clara necesidad de sistemas de energía comunitarios confiables después de una tormenta de hielo en 1998 en el este de Ontario y Quebec. El uso de calor del sistema MDE mejora la resistencia energética y la seguridad de la comunidad al reducir o eliminar la dependencia de los sistemas de gas y electricidad (que pueden ser eliminados en una tormenta de hielo) para proporcionar calor en invierno. Al completar la primera planta de energía en 2000, MDE comenzó a atender a su primer cliente, IBM Canadá. El laboratorio de investigación y el centro de datos de IBM fueron un catalizador para avanzar en el plan Municipal de Energía de la ciudad en 2011 y se convirtieron en el primer cliente de anclaje para la red de calor. En 2020, Equinix compró el instalación del centro de datos TR5 de Bell Canada, como parte de una adquisición más amplia. Equinix continuó la asociación de exportación de calor MDE que ya estaba en vigor en TR5. El sistema MDE al que TR5 está conectado suministra calor a más de 14 millones de pies cuadrados de desarrollo de uso mixto, incluidos los usos minoristas, comerciales, institucionales y de condominios. El sistema MDE calienta y enfría unas 9.000 unidades residenciales más otras instalaciones, incluyendo salas de cine, un sub-campus ampliado para la Universidad de York, dos escuelas secundarias, una YMCA y dos hoteles. El exceso de calor del centro de datos TR5 también calienta el agua caliente sanitaria en edificios de condominios y dos piscinas en centros comunitarios locales. Actualmente, hay momentos durante el verano en los que simplemente hay más calor del que la comunidad puede usar, lo que resulta en el rechazo del exceso de calor del centro de datos. Sin embargo, a medida que más edificios están conectados al sistema de energía del distrito, el objetivo es recuperar el 100% del exceso de calor del centro de datos. Calcular el éxito de las iniciativas de exportación de calor Las comunidades de todo el mundo están utilizando la exportación de calor del centro de datos como parte de sus estrategias de gestión de energía multifacéticas. En 2024, trabajamos con gobiernos y organizaciones locales para establecer proyectos de exportación de calor de centros de datos en tres instalaciones adicionales en París y Helsinki.

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Industria eólica en Alemania: vuelos de drones sobre aerogeneradores

Artículo técnico «Crítico: Drones y herramientas de IA para maximizar el valor» Un artículo reciente en la revista especializada “Wind Industry in Germany” destaca la importancia de los drones y las herramientas de IA para la maximización del valor sostenible de las turbinas eólicas. En Droniq también nos centramos desde hace años en el uso específico de la tecnología de drones profesionales y ofrecemos soluciones que ya han demostrado su eficacia en la práctica. Inspección con drones: rápida, precisa y segura Los vuelos con energía eólica forman parte desde hace tiempo de la actividad diaria de Droniq. El foco está en la inspección de aerogeneradores mediante drones , un método que no solo es rápido y eficiente en el uso de recursos, sino que también ofrece la más alta calidad de datos. Ya sea para comprobar las palas del rotor, documentar las condiciones de la superficie o detectar anomalías térmicas, nuestros servicios cubren todos los requisitos esenciales. Nuestro portafolio de servicios incluye: La eficiencia se une a la experiencia Realizamos vuelos con energía eólica de forma segura y fiable: con hardware profesional de DJI como la serie Matrice , sistemas de cámaras de alta resolución y una planificación de misiones precisa.  Los beneficios para nuestros clientes: El siguiente paso: digitalización e IA Como también muestra el artículo, el futuro está en la vinculación inteligente de datos. En Droniq, confiamos cada vez más en herramientas de evaluación automatizadas e interfaces para sistemas de mantenimiento digital para integrar sin problemas los datos de inspección de nuestros clientes en sus flujos de trabajo, para obtener un valor agregado real durante todo el ciclo de vida de una turbina eólica. Droniq News. Traducido al español

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Berkeley Voices: Un derrame cerebral la dejó ‘encerrada.’ Con la ayuda de la IA, escuchó su voz de nuevo.

Investigadores de UC Berkeley explican cómo una interfaz cerebro-computadora restauró la capacidad de hablar de Ann Johnson después de 18 años. Llaves para llevar Cuando Ann Johnson tuvo un raro accidente cerebrovascular en el tronco cerebral a los 30 años, perdió el control de todos sus músculos. Un minuto, ella estaba jugando voleibol con sus amigos. A continuación, no podía moverse ni hablar.  Hasta ese momento, Sheased era una persona habladora y extrovertida. Enseñó matemáticas y educación física, y entrenó voleibol y baloncesto en una escuela secundaria en Saskatchewan, Canadá. Sheios acaba de tener un bebé un año antes con su nuevo esposo.  Y la cosa es que ella todavía era esa persona. Es sólo que nadie podía decirlo. Porque la conexión entre su cerebro y su cuerpo ya no funcionaba. Intentaría hablar, pero su boca no se movería.  Dieciocho años después, finalmente escuchó su voz de nuevo. Esto es gracias a los investigadores de UC Berkeley y UC San Francisco que están trabajando para restaurar la capacidad de comunicación de las personas utilizando una interfaz cerebro-computadora. La tecnología, dicen los investigadores, tiene un enorme potencial para hacer que la fuerza laboral y el mundo sean más accesibles para personas como Ann.  Este año en Voces Berkeley, estamos explorando el tema de la transformación. En ocho episodios, exploramos cómo la transformación — de ideas, de investigación, de perspectiva — aparece en el trabajo que ocurre todos los días en UC Berkeley. Nuevos episodios salen el último lunes de cada mes, de Octubre a Mayo. Vea un video sobre Ann Johnson y el ensayo clínico que altera la vida en el que participó, dirigido por investigadores de UC Berkeley y UC San Francisco. UC Berkeley News. Traducido al español

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Los ingenieros de Stanford reinventan la purificación de aguas residuales para desbloquear recursos valiosos

Un equipo de académicos de Stanford está desarrollando una forma de hacer que las aguas residuales sean bebibles y al mismo tiempo recuperar productos valiosos, como componentes de fertilizantes. Las aguas residuales no son solo desechos, sino que están llenas de valor oculto. Investigadores de Stanford están desarrollando resinas de vanguardia (perlas porosas que, en conjunto, actúan como un filtro de café) no solo para eliminar contaminantes, sino también para recuperar productos valiosos, como el amoníaco para fertilizantes. Dado que se prevé que la demanda mundial de agua potable superará la oferta en un 40 % para 2030, el proyecto tiene el potencial de abaratar, hacer más eficiente e incluso rentable el tratamiento del agua. “En medio de los esfuerzos por reducir las emisiones, el consumo de energía y los costes de la fabricación de productos químicos, las resinas selectivas pueden impulsar economías circulares que convierten los contaminantes en productos utilizando aguas residuales como materia prima”, afirmó William Tarpeh , profesor adjunto de ingeniería química y uno de los investigadores principales del proyecto. “Las plantas de tratamiento de aguas residuales se están redefiniendo cada vez más como instalaciones de recuperación de recursos hídricos que generan múltiples beneficios colaterales a la vez”. Financiado por el programa de Proyectos de Emprendimiento Ambiental del Instituto de Medio Ambiente Stanford Woods , el proyecto busca impulsar la tecnología de resinas para eliminar contaminantes con mayor precisión. Tarpeh y sus colegas investigadores han desarrollado resinas especializadas, similares a las perlas de un filtro Brita, que pueden separar sustancias químicas y compuestos nocivos. En el futuro, el equipo podría diseñar resinas para eliminar sustancias perfluoroalquiladas (PFAS), a menudo denominadas «sustancias químicas permanentes» debido a su persistencia en el medio ambiente y su naturaleza bioacumulable. Estas sustancias químicas, que se encuentran comúnmente en artículos domésticos resistentes al calor, como utensilios de cocina antiadherentes, se han incorporado a los suministros de agua de todo el país. Imagen microscópica de perlas de resina desarrolladas en Stanford para su uso en plantas de tratamiento de agua. | Laboratorio de Eric Appel; editado por Madison Pobis Además de mejorar la filtración, el equipo trabaja para acelerar el desarrollo de nuevas tecnologías de purificación mediante la optimización del diseño de resinas, lo que reduce los costos de fabricación de las plantas de tratamiento de agua. Este enfoque ofrece el potencial de una nueva fuente de ingresos. Por ejemplo, el amoníaco y el fósforo podrían extraerse y venderse para fertilizantes y pesticidas, respectivamente. Dado que las resinas ya se utilizan ampliamente en plantas de tratamiento de agua, esta tecnología puede integrarse perfectamente en la infraestructura existente con mínimas interrupciones, eliminando así un obstáculo para su adopción. Colaboración en todo el campus El laboratorio de Tarpeh se especializa en la extracción de recursos valiosos de aguas residuales y en la mejora de los métodos de filtración para que el proceso sea más eficiente y asequible para las plantas de tratamiento de aguas residuales. Ante la creciente preocupación por los contaminantes difíciles de eliminar, como las PFAS, Tarpeh vio la oportunidad de desarrollar una resina mejorada. Las resinas tradicionales son útiles para eliminar contaminantes básicos, como metales pesados, pero carecen de la selectividad necesaria para eliminar las PFAS o recuperar compuestos valiosos. Las resinas funcionan intercambiando iones indeseables, como el calcio, causante de la dureza del agua, por iones inofensivos como el sodio. Si bien son eficaces para potabilizar el agua, las resinas existentes tienen dificultades para capturar y recuperar elementos beneficiosos. Para lograrlo, necesitan una mayor selectividad. Sin embargo, diseñar y probar resinas puede llevar meses, incluso años. Para acelerar el proceso, Tarpeh recurrió a académicos de Stanford de otros departamentos para obtener experiencia en diferentes campos y nuevas perspectivas. Las resinas son un tipo de polímero sintético diseñado para eliminar contaminantes y materiales no deseados. Para perfeccionar esta tecnología de recuperación de recursos, Tarpeh contrató a Eric Appel , experto en polímeros y profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales. La investigación de Appel se centra en la ingeniería de polímeros sintéticos (moléculas largas con forma de cuerda) que se pueden ajustar fácilmente para que tengan diversas propiedades, incluyendo la imitación de polímeros biológicos naturales como las proteínas. «Podemos diseñar numerosos polímeros diferentes inspirados en organismos que filtran el agua de forma natural o en receptores biológicos que se unen a las sustancias químicas del agua», afirmó Appel. Appel adapta las propiedades químicas de los polímeros, como su capacidad de adherirse a moléculas como los PFAS, para mejorar su eficacia en una tarea determinada. En este caso, esto implicaba aumentar la selectividad de la resina o su capacidad para distinguir entre diferentes elementos en las aguas residuales. Sin embargo, analizar estas resinas para garantizar que se dirijan al nutriente o contaminante correcto es lento y costoso, ya que cada una debe evaluarse individualmente. “Transformar los contaminantes de las aguas residuales en productos químicos valiosos puede ayudar a alcanzar objetivos de sostenibilidad, posibilitar economías circulares y mitigar la contaminación, todo a la vez”.William TarpehProfesor asistente de Ingeniería química Aquí es donde entra en juego Polly Fordyce , profesora asociada de bioingeniería y genética. Fordyce se especializa en el desarrollo de plataformas microfluídicas, un método para reducir los procesos biológicos y químicos a una escala miniatura. Como experta en experimentos en miniatura, Fordyce desarrolló un método para probar cientos de polímeros simultáneamente. En lugar de usar tubos y matraces tradicionales llenos de líquido, el equipo puede trabajar con gotitas microscópicas de resina, cuyo volumen es mil millones de veces menor. Este enfoque a microescala reduce tiempo, costes y materiales, a la vez que permite explorar miles de combinaciones de polímeros que, de otro modo, requerirían demasiados recursos para su análisis. Fordyce comparó este enfoque de miniaturización con la reducción de tamaño de las computadoras, que pasaron de ser máquinas del tamaño de una habitación a mediados del siglo XX a dispositivos portátiles lo suficientemente pequeños como para caber en el bolsillo de un pantalón en la actualidad. «Intentamos acelerar el ritmo de la selección y el descubrimiento», afirmó Fordyce. «De la misma manera que los

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El Vendaje Inteligente Limpia Nuevo Obstáculo: Monitorea las Heridas Crónicas en Pacientes Humanos

Caltech profesor de ingeniería médica Gao Wei y sus colegas están imaginando un vendaje inteligente de la futura—, un «laboratorio en la piel» que no solo podría ayudar a los pacientes y cuidadores a controlar el estado de las heridas crónicas, sino también a administrar el tratamiento y acelerar el proceso de curación de esos cortes, incisiones, rasguños y quemaduras que tardan en sanar por sí solos. En 2023, el equipo de Gao despejó el primer obstáculo para lograr ese objetivo al mostrando que un vendaje inteligente que desarrollaron podría proporcionar datos en tiempo real sobre heridas crónicas en modelos animales, al tiempo que acelera el proceso de curación a través de la aplicación oportuna de medicamentos o campos eléctricos para estimular el crecimiento de tejidos. Ahora Gao y sus colegas de Caltech y la Escuela de Medicina Keck de la USC han despejado otro obstáculo al demostrar que una versión mejorada de su vendaje, que llaman iCares, fue capaz de muestrear continuamente líquido, que el cuerpo envía a los sitios de heridas como parte de la respuesta inflamatoria, en 20 pacientes humanos con heridas crónicas. Estas heridas no pudieron sanar debido a la diabetes o la mala circulación sanguínea; los investigadores también estudiaron pacientes adicionales antes y después de la cirugía. El vendaje inteligente, equipado con tres componentes microfluídicos diferentes, módulos en miniatura que canalizan y controlan el flujo de líquidos, elimina el exceso de humedad de las heridas al tiempo que proporciona datos en tiempo real sobre los biomarcadores presentes. «Nuestros innovadores microfluídicos eliminan la humedad de la herida, lo que ayuda a la curación. También se aseguran de que las muestras analizadas por el vendaje sean frescas, no una mezcla de líquido viejo y nuevo. Para obtener mediciones precisas, necesitamos muestrear solo el líquido más nuevo en el sitio de una herida», dice Gao, quien también es Investigador del Instituto de Investigación Médica Heritage. «De esta manera, iCares puede observar en tiempo real biomarcadores importantes de inflamación e infección.» De hecho, en un nuevo artículo en la revista Ciencia Medicina TraslacionalGao y sus colegas muestran que el vendaje inteligente puede detectar moléculas como el óxido nítrico, un indicador de inflamación; y el peróxido de hidrógeno, un biomarcador de infección; potencialmente uno o tres días antes de que los pacientes experimenten síntomas. En un avance adicional, el equipo ha desarrollado un algoritmo de aprendizaje automático que puede clasificar con éxito las heridas de los pacientes y predecir el tiempo de curación con un nivel de precisión comparable al de un médico experto. El vendaje está compuesto por una tira de polímero flexible y biocompatible que se puede imprimir en 3D a bajo costo. Integra una matriz de sensores de biomarcadores de nanoingeniería, que es desechable para aplicaciones de higiene y de un solo uso. El sistema también incluye una placa de circuito impreso reutilizable que maneja el procesamiento de señales y la transmisión inalámbrica de datos a una interfaz de usuario, como un teléfono inteligente. La tríada de módulos microfluídicos dentro de iCares incluye una membrana que succiona el fluido de la herida de la superficie de la herida, un componente bioinspirado que transporta el fluido a través del dispositivo a una matriz de sensores donde se analiza, y un módulo micropilar que transporta el fluido muestreado hacia el exterior del vendaje. Los autores co-líderes del artículo, «Un dispositivo portátil microfluídico para el manejo y análisis de exudados de heridas en heridas crónicas humanas», son los estudiantes graduados de Caltech Canran Wang y Kexin Fan. David G. Armstrong, Profesor Distinguido de Cirugía y Cirugía Neurológica en la Escuela de Medicina Keck de la USC, es coautor del estudio. Autores adicionales de Caltech incluyen a José A. Lasalde-Ramirez, Wenzheng Heng, Jihong Min (PhD ’24), Samuel A. Solomon, Jiahong Li, Hong Han, Gwangmook Kim, Soyoung Shin y Alex Seder; los ex estudiantes graduados Minqiang Wang y Ehsan Shirzaei Sani, que ahora se encuentra en la Universidad de Florida Central, son autores que contribuyeron mientras estaban en Caltech. Los autores de la Escuela de Medicina Keck de la USC son Chia-Ding Shih (también del Hospital Casa Colina y Centros de Salud en PomonaCalifornia) y David Armstrong. El trabajo fue apoyado por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nacional de Ciencias, la Sociedad Americana del Cáncer, la Oficina de Investigación del Ejército, la Actividad de Adquisición de Investigación Médica del Ejército de los Estados Unidos y el Instituto de Investigación Médica Heritage. Caltech’s Instituto de Nanociencia Kavli proporcionó apoyo crítico e infraestructura para este trabajo. Caltech News. Traducido al español

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Altus revoluciona el diagnóstico de enfermedades respiratorias

Con tecnología disruptiva, un equipo de expertos y un mercado de alta demanda, Altus es la encarnación perfecta de la innovación científica al servicio de la salud. Las enfermedades respiratorias representan un importante problema de salud pública, causando una de cada seis muertes en todo el mundo. En la parte superior de la lista, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) y el asma afectan a cientos de millones de personas y representan el 46,7% del gasto en salud relacionado con patologías respiratorias. Sin embargo, el diagnóstico de estas enfermedades sigue siendo un proceso complejo, largo y costoso, que requiere múltiples consultas y costosos equipos médicos. Este es el nicho al que Altus pretende apuntar. Esta nueva empresa emergente de GIPSA-lab*, incubada en Linksium, está desarrollando una tecnología innovadora que combina imágenes de ultrasonido e inteligencia artificial. Tecnología disruptiva para diagnósticos accesibles Altus se basa en una innovación patentada: un chaleco equipado con una serie de sensores que pueden analizar los pulmones en tiempo real, sin contacto y sin radiación. A diferencia de las herramientas clásicas como la espirometría o las tomografías computarizadas, que requieren la cooperación activa del paciente y la exposición a radiografías, esta tecnología permite una evaluación continua, precisa y autónoma de las enfermedades respiratorias. A través del análisis detallado de las señales de ultrasonido, genera una tomografía de la función pulmonar y permite el monitoreo en tiempo real de los cambios en la patología. Desarrollada utilizando la investigación de Cornel Ioanaa en GIPSA-lab, esta tecnología se basa en un enfoque innovador: en lugar de imágenes simples utilizando la reflexión de ondas, Altus utiliza la distorsión de las señales de ultrasonido en el tejido pulmonar para identificar anomalías. El procesamiento avanzado de datos permite detectar la EPOC y el asma en sus primeras etapas y adaptar la atención al paciente. El proyecto ya tiene una patente presentada y recibió el apoyo de Linksium para su maduración tecnológica y despliegue industrial. El dispositivo está programado para llegar al mercado en 2026, después de una fase de validación clínica en asociación con el Hospital Universitario de Grenoble. Un mercado con alto potencial e impacto social El mercado global de dispositivos médicos para enfermedades respiratorias se estima en $6 mil millones, con un fuerte crecimiento relacionado con los desafíos del monitoreo y la detección remotos. Al dirigirse a neumólogos privados y hospitalarios, Altus apunta a lograr €24 millones en facturación en los próximos cinco años. A largo plazo, el dispositivo también podría usarse en campañas de detección temprana o departamentos de emergencias y cuidados intensivos. Pero más allá de las perspectivas económicas, Altus tiene como objetivo principal revolucionar el tratamiento de las enfermedades respiratorias, reduciendo las barreras para el diagnóstico. Al reducir los costos de las pruebas cuatro veces y reducir el cronograma promedio para el diagnóstico de 30 a 3 días, la puesta en marcha basada en Grenoble está abriendo posibilidades para una atención médica más preventiva y efectiva. * CNRS / UGA /Grenoble INP – UGA, Traducido al español

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