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Para monitorear a pacientes con temblores o síndrome de Parkinson y para realizar un uroanálisis de manera más rápida, eficaz y segura, en las aulas de la Universidad Autónoma del Caribe se desarrollaron dos nuevos software cuyos registros fueron aprobados por la Dirección Nacional de Derecho de Autor (DNDA), oficina administrativa adscrita al Ministerio del Interior.

 

Tacktikinsor y UROVA son los dos proyectos que fueron desarrollados por docentes y estudiantes del programa de Ingeniería Mecatrónica, con apoyo de personal médico y en las instalaciones de la Clínica de la Costa.

 

“La participación de la Clínica de la Costa tuvo que ver con la aplicación de los software, en primer lugar lo que se hizo fue generar las variables clínicas, las características clínicas de la enfermedad y, con base en esto, diseñar el software junto con los ingenieros para que pudiese arrojar las características correlacionadas con la sintomatología de las enfermedades”, explica el médico Gustavo Aroca, director de la Clínica de la Costa.

 

El primer proyecto, Tacktikinsor, es una aplicación móvil para Android que hace la medición de vibraciones motoras en pacientes con temblores o enfermedad de Parkinson, graficando y mostrando los resultados de las vibraciones en las manos del paciente.

 

Su función es medir los cambios de posición en los ejes x, y, z, y mediante procesos y ecuaciones matemáticas mostrar un valor resultante de los datos obtenidos; para el propósito de tratar y monitorear a pacientes con temblores o síndrome de Parkinson.

 

Equipo Tacktikinsor.jpg

 

El equipo de investigadores estuvo conformado por los estudiantes (hoy egresados) de Ingeniería Mecatrónica Andrés López Lobos e Israel Ubarnes Vidal. Desde el punto ingenieril y de ejecución, el proyecto estuvo a cargo de Pablo Bonaveri (Ph.D) y Carlos Díaz Sáenz (Ph.D (c)), quienes trabajan en la línea de bioingeniería y biomédica del GIIM – Grupo de Investigación en Ingeniería Mecatrónica, de la Universidad Autónoma del Caribe, categorizado en A (Minciencias). Contaron con el apoyo de los doctores Gustavo Aroca Martínez, Ángela Ulloa y Oswaldo Lara.

 

Docentes Carlos Saínz y Pablo Bonaveri.jpg

 

En cuanto al proyecto UROVA, la Clínica de la Costa colaboró con el desarrollo del proyecto mediante el préstamo de su Laboratorio de Toma de Muestras de Orina. Los investigadores utilizaron el laboratorio durante 2 meses, 2 días por semanas, y realizaron cerca de 600 pruebas con uso de tiras reactivas.

 

UROVA es un software que obedece a sistema experto para análisis de orina por medio de tiras reactivas, utilizando visión artificial. El software es capaz de leer las tiras reactivas de uroanálisis de manera rápida, eficaz y segura, obteniendo finalmente un resultado con mayor grado de precisión; esto se pudo llevar a cabo gracias a la implementación de la visión artificial, el procesamiento de imagen y la evaluación de la escala RGB en los parámetros como: glucosa, proteína, bilirrubina, urobilinógeno, PH, gravedad específica, cetonas, nitritos, leucocitos y sangre.

 

El software cuenta con un componente adicional de innovación en el área de Diseño Mecatrónico, Ciencias Biomédicas y Biomecatrónica, pues que integra sensores y manipula señales y lecturas provenientes de las tiras reactivas de uroanálisis empleando visón artificial.

 

Estudiantes de UROVA.jpg

 

La investigación estuvo desarrollada por los estudiantes (hoy egresados) del programa de Ingeniería Mecatrónica Rodolfo Flórez y José Banda, bajo la dirección de los Ingenieros Carlos Díaz Sáenz y Pablo Bonaveri de Uniautónoma. Además contaron con el apoyo de los doctores Gustavo Aroca Martínez y Johana Soto.

 

Sobre lo lo que sigue para estas investigaciones, el doctor Aroca señala que una vez que han sido otorgados los registros de software “viene un gran desarrollo para estos proyectos”. 

 

“En primer lugar realizar un mayor número de estudios aplicados con distintos pacientes, de distintas instituciones, para hacer la validación de los resultados con una muestra mucho más representativa, de por lo menos 50 pacientes. Esta investigación es de gran importancia para la Región Caribe, donde existe un elevado número de personas con las patologías que estamos investigando, y este proyecto ayuda a mejorar el diagnóstico clínico, así como un abordaje más temprano y de mejor calidad de la atención con mejores resultados en los pacientes”, manifiesta el director de la Clínica de la Costa. 

 

En la actualidad, el proyecto URO-VA está aplicando a la convocatoria del Sistema General de Regalía, como alistamiento tecnológico, y así, posteriormente realizar el registro de patente ante la Superintendencia de Industria y Comercio - SIC de Colombia.

 

Análisis de Orina FreePik.jpg

 

Para continuar con este tipo de investigaciones conjuntas, la Universidad Autónoma del Caribe y la Clínica de la Costa firmarán un convenio marco y específico de colaboración en proyectos de investigación, enfocados en el sector salud.

 

Para el doctor Gustavo Aroca es importante que “la ingeniería biomédica esté articulada con los clínicos, ya que de las observaciones y del trabajo en equipo se logra contextualizar la sintomatología clínica de los pacientes, y esto va a dar unos mejores resultados. El desarrollo tecnológico de la Autónoma, aliada con la Clínica de la Costa, sin duda ofrecerá avances científicos importantes en los próximos años”.

 

Desde la Universidad Autónoma del Caribe se fomentan los procesos investigativos de los estudiantes y docentes, en la búsqueda de brindarle a la sociedad soluciones efectivas a sus necesidades y a sus problemas. La investigación es una de las más importantes actividades misionales de nuestra Casa de Estudios y hace parte de la formación integral de nuestros egresados.

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La Dirección Nacional de Derecho de Autor, oficina administrativa del Ministerio del Interior, otorgó en los últimos días a la Universidad Autónoma del Caribe los registros de cinco programas o softwares para computadoras, de creación inédita y original.

 

Cuatro de los programas fueron creados en las aulas del programa de Ingeniería Mecatrónica y el quinto en el programa de Ingeniería Mecánica. Todos buscan aportar una mejora o una solución a problemáticas en campos diversos como las matemáticas, la medicina y la ingeniería.

 

Estos son los cinco nuevos registros de software. En total, Uniautónoma tiene 38 registros de programas electrónicos.

 

EMASOFT: ENERGY MANAGEMENT SOFTWARE.

El programa EMASOFT soporta el cálculo de manera rápida y ágil, la obtención de la línea meta y su ecuación con el fin de usarla en el análisis de la eficiencia energética de una entidad. Fue desarrollado con el lenguaje de programación OPENSOURCE DE PYTHON y apoyado en sus diferentes librerías (NUMPY, SKLEARN, MATH, PANDAS y MATPLOTLIB).

 

Los autores son el estudiante de Ingeniería Mecatrónica Felipe González y los docentes Saúl Pérez, Carlos Díaz y Pablo Bonaveri.

 

TOHAND: OSTEOARTHRITIS OF THE HAND.

El software TOhand fue desarrollado en Arduino y es utilizado en guantes robóticos que empleen como base de movimiento la robótica blanda. Incluye la programación de una pantalla con pulsadores que cumple la función de interfaz interactiva entre el usuario y el software. Para su utilización, se requiere la instalación previa de Arduino y la librería LIQUID CRYSTAL I2C.

 

Los autores son los estudiantes de Ingeniería Mecatrónica María Paula Huertas y Byron Ospino, junto a los docentes Carlos Díaz y Pablo Bonaveri.

 

BIOS_MARK: BIOLOGICAL IDENTIFIER OF STATISTICAL MARKERS.

El software identificador de biomarcadores en medidas obtenidas mediante cromatografía de gases fue diseñado a partir del lenguaje de programación propio del software MATLAB, por medio de la herramienta de editor de diseño gráfico GUIDE.

 

Los autores de este programa son las estudiantes de Ingeniería Mecatrónica Daniela Márquez y Daniela Movilla, junto a los docentes Kelvin Beleño, Carlos Díaz y Jean Coll.

 

GIATROS.

GIATROS es una plataforma de inteligencia artificial flexible que conecta investigadores con pacientes. Los investigadores pueden subir análisis de diferentes pacientes con una enfermedad dada, luego la plataforma, genera modelos predictivos usando DEEP LEARNING y MACHINE LEARNING, los cuales fueron optimizados utilizando una técnica de AUTOML.

 

Los autores son el estudiante de Ingeniería Mecatrónica Héctor Pulido y los docentes Kelvin Beleño, Carlos Díaz y Jean Coll.

 

SIMECSOLAB.

El objetivo de SIMECSOLAB es brindar un modelo de análisis de resultados de la deflexión en vigas, en el marco del laboratorio de resistencia de materiales que se imparte en ingeniería y otras carreras afines. Para lograr este objetivo, SIMECSOLAB hace uso de dos alternativas, las cuales incluyen la posibilidad de recibir datos tomados en laboratorio y la generación de datos automática, en ambos casos estos datos son procesados para brindar a los usuarios información sobre el fenómeno estudiado.

 

Los autores son los docentes del programa de Ingeniería Mecánica Wilmer Velilla y Argemiro Palencia.

 

Desde la Universidad Autónoma del Caribe se fomentan los procesos investigativos de los estudiantes y docentes, en la búsqueda de brindarle a la sociedad soluciones efectivas a sus necesidades y a sus problemas. La investigación es una de las más importantes actividades misionales de nuestra Casa de Estudios y hace parte de la formación integral de nuestros egresados.

 

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La Oficina de Registro de la Dirección Nacional de Derecho de Autor, adscrita al Ministerio del Interior, otorgó a la Universidad Autónoma del Caribe el registro de IRIS (Intelligent Retinal Image Segmentation), un software que analiza imágenes de los ojos para detectar posibles enfermedades.

 

La investigación fue desarrollada por docentes y estudiantes de la maestría en Ingeniería Electrónica, los ingenieros José Escorcia, Margarita Gamarra, Melitsa Torres, Evert De los Ríos (director del programa de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones), Meglys Pérez y Natasha Madera, esta última la líder del proyecto.

 

“La idea surgió acompañada de mi asesor de maestría, el ingeniero José Escorcia, el cual está realizando su doctorado en España, y allá están haciendo más estudios en esa área. De hecho, nos dieron acceso a la base de datos de muchas imágenes para poder entrenar nuestro software”, explica Natasha Madera.

 

El software IRIS puede realizar de manera fácil y práctica la segmentación de la estructura ocular de vasos sanguíneos el procesamiento digital de una imagen de fondo de ojo, sin tener conocimientos en el área de programación y/o medicina, por medio de un entorno grafico sencillo. Esta interfaz es capaz de realizar este procedimiento mediante 4 procesos, los cuales son: selección de imagen, un preprocesamiento, luego de esto la imagen pasa por el tratamiento de una red neuronal, finalmente es mejorada por una etapa de post procesamiento, para así obtener la imagen final y guardarla, realizando todo esto en cuestión de segundos.

 

“Desde la ingeniería de diseños de sistemas CAD (Computer-Aided Design) se propone un método automatizado para la identificación de características de referencia como el disco óptico, la fóvea y los vasos sanguíneos. Tomemos por ejemplo una enfermedad como la retinopatía diabética (RD), que es una complicación producto de la diabetes. Esta puede llegar a causar ceguera, convirtiéndose en una amenaza a nivel mundial por la afectación de personas a temprana edad y vinculadas al campo laboral, además de ser un enfermedad silenciosa. El rol de la medicina en el diagnóstico de esta enfermedad está asociado al análisis de patologías y ahí es donde desde la ingeniera actuamos”, señala la magíster en Ingeniería Electrónica.

 

El trabajo del software IRIS es simplificar y agilizar la detección de estas patologías, como microaneurismas, hemorragias y exudados presentes en imágenes de fondo de ojo. “Esta tarea es tediosa, costosa en tiempo para el personal médico y repercute en demoras en el diagnostico debido a la alta demanda de pacientes con RD”, agrega la ingeniera.

 

Otra de las bondades del software es que puede ser utilizado por personas que no tengan formación en medicina o en ingeniería. “Implementarlo es muy fácil. Está hecho para que personas que no son médicos podamos ejecutarlo, así que en esta etapa era importante la simplicidad de la interfaz y los tiempos de ejecución”, finaliza. 

 

Cabe resaltar que ISIS es producto de una investigación de dos años, como parte de la tesis de Natasha Madera para su maestría en Ingeniería Electrónica, con el acompañamiento de docentes, y es un subproducto de una convocatoria de Colciencias, en la que participaron a nombre de Uniautónoma y resultaron beneficiados.

 

Este software se une otros 32 registros que ya le han otorgado a nuestra Casa de Estudios, para un total de 33, y cinco (5) más están en espera de ser avalados. Junto a ellos están siete (7) patentes registradas y cuatro (4) están en procesos de evaluación.

 

Esta es una muestra de la capacidad académica de la Universidad Autónoma del Caribe, que se ha traducido en potencia de investigación y desarrollo para la región Caribe, en la búsqueda por generar soluciones a las problemáticas de la sociedad.

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La Dirección Nacional de Derecho de Autor, como organismo del Estado Colombiano que posee la estructura jurídica de una Unidad Administrativa Especial adscrita al Ministerio del Interior, otorgó los registros de 4 software (Soporte Lógico Software) a la Universidad Autónoma del Caribe.

 

Los cuatro software fueron desarrollados por docentes y estudiantes del programa de Ingeniería Mecatrónica, durante los procesos formativos de los jóvenes, buscando dar solución a las problemáticas y necesidades del entorno.

 

"Estuvimos trabajando en estos softwares durante un año, en el periodo que comprende la opción de grado 1 y 2 del programa de Ingeniería Mecatrónica. Los proyectos son desarrollados por nosotros los docentes junto con los estudiantes que asesoramos", señala el docente Carlos Díaz.

 

Estos registros de Soporte Lógico Software se suman a los indicadores de nuestra Alma Mater, y en este caso de la amplia producción del Grupo de Investigación en Ingeniería Mecatrónica (GIIM) de Uniautónoma, que cuenta con 3 patentes concedidas y 3 en estudio; más de 6 registros de software, 2 libros resultados de investigación y 39 artículos duplicados en revistas indexadas, entre otros productos científicos. 

 

Los resultados posicionan a GIIM como grupo tipo A en la categoría del Modelo de Medición de Grupos de Investigación, Desarrollo Tecnológico o de Innovación y de Reconocimiento de Investigadores del Sistema Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación. 

 

Estos son los software registrados:

• UROVA: SISTEMA EXPERTO PARA ANÁLISIS DE ORINA POR TIRAS REACTIVAS EMPLEANDO VISIÓN ARTIFICIAL.

El Software fue desarrollado bajo la dirección de los ingenieros Carlos Díaz Sáenz y Pablo Bonaveri del programa Ingeniería Mecatrónica, junto a los ingenieros egresados Rodolfo Antonio Flórez Ríos y José Carlos Banda Bolaños, quienes recibieron mención meritoria por parte de Uniautónoma en el desarrollo de este proyecto.

 

El Software es capaz de leer las tiras reactivas de uroanálisis (análisis de orina) de manera rápida, eficaz y segura, obteniendo finalmente un resultado con mayor grado de precisión; esto se pudo llevar a cabo gracias a la implementación de la visión artificial, el procesamiento de imagen y la evaluación de la escala RGB en los parámetros como: glucosa, proteína, bilirrubina, urobilinógeno, PH, gravedad específica, cetonas, nitritos, leucocitos y sangre.

 

• EIDON - SOFTWARE PARA LA DETECCIÓN DE OBJETOS Y RECONOCIMIENTO DE COLORES CON RESPUESTA AUDITIVA.

El Software fue desarrollado bajo la dirección de los ingenieros Carlos Díaz Sáenz y Kelvin Beleño Sáenz del programa Ingeniería Mecatrónica, junto a los egresados Jaider Enrique Racines Almanza y Wilson Alberto De La Ossa Sevilla, quienes recibirán su título de Ingenieros Mecatrónicos en la próxima ceremonia de grados de la UAC prevista para el mes de octubre de 2020.

 

El software EIDON junto con un dispositivo creado para un uso específico, permite la detección de colores y medición de distancias de objetos próximos al portador del dispositivo. Utilizando códigos de programación en lenguaje C++ a través del software de compilación Arduino, genera una respuesta auditiva a manera de aviso, permitiendo así, seleccionar entre las diferentes modalidades dependiendo de la necesidad del usuario.

 

Permite detectar colores y medición de distancias de objetos próximos a un portador del dispositivo que tenga problemas de visión (ceguera completa, parcial o daltonismo).

 

 Registros de Software.jpg

 

• D2O - DETECTION AND DIAGNOSIS OF OSCILLATIONS.

El Software fue desarrollado bajo la dirección de los ingenieros Carlos Díaz Sáenz y Javier Jiménez Cabas del programa Ingeniería Mecatrónica, junto a los egresados Samir José Hadechni Bonett y Jhon Mario Ramírez Parra, quienes recibirán su título de ingenieros mecatrónicos en la próxima ceremonia de grados de la UAC prevista para el mes de octubre de 2020.

 

El software D2O realiza la detección de oscilaciones en los sistemas de control de lazo cerrado, identificación y diagnóstico de perturbaciones, con el fin de no alterar el proceso productivo en una planta. Utiliza 3 métodos de detección de errores en el sistema: Detección de picos en el espectro de potencia, Integral de error absoluto (IAE) y la función de auto covarianza, por medio de programación lógica desarrollada en el GUI de Matlab y un ejecutable.

 

Permite detectar oscilaciones en sistemas de control cerrados, por ejemplo, en una planta de producción, detecta las perturbaciones para que no se alteren los procesos productivos.

 

• SFD - STATIC FRICTION DIAGNOSTIC.

El Software fue desarrollado bajo la dirección de los ingenieros Carlos Díaz Sáenz y Javier Jiménez Cabas del programa Ingeniería Mecatrónica, junto a los egresados Leonardo Andrés Escobar Davidson y Stephany Sofia Sucerquia Rincones, quienes recibirán su título de ingenieros mecatrónicos en la próxima ceremonia de grados de la UAC prevista para el mes de octubre de 2020.

 

El software SFD fue creado en el TOOLBOX APPDESIGNER del software Matlab, su función es la detección de fricción estática en actuadores en los sistemas de control, esto logrado aplicando diferentes métodos los cuales fueron recopilados y seleccionados durante la etapa de desarrollo de la herramienta a saber: detección de fricción estática basada en correlación cruzada, detección de no linealidad y análisis de patrón PV-OP y diagnóstico basado en el ajuste de curvas.

 

"Luego del registro, el siguiente paso es mejorar lo que tenemos. Nuestra intención es participar con el dispositivo que creamos junto con el software que ya está registrado en las diferentes convocatorias, ya sean por regalías, MinCiencias, o convocatorias internas y externas de la UAC que nos permitan desarrollar un dispositivo mucho mejor que el que ya tenemos", explica el ingeniero Carlos Díaz.

 

Sobre la noticia, Díaz manifiesta que se sintió “muy feliz, sobre todo por los estudiantes, que ellos se adentren en el mundo de la investigación es muy interesante”. 

 

“Los estudiantes que asesoramos saben lo exigente que suelo ser en todos los proyectos, sin duda, esto les ayudará a visibilizarse para que puedan entrar a trabajar en muchas empresas y continúen sus estudios en posgrados. Estos logros nos hacen felices y contribuyen al posicionamiento del grupo de investigación de la Universidad Autónoma del Caribe", agrega.

 

El programa de Ingeniería Mecatrónica cuenta con varias patentes que se suman al gran portafolio de resultados del programa. Entre estos, se encuentran diferentes registros de softwares, artículos publicados en revistas Q1, Q2, Q3 y Q4.

 

Estos registros son la confirmación de la excelente labor que están realizando los docentes y el fortalecimiento de la investigación en la Universidad Autónoma del Caribe, como parte de sus actividades misionales. 

 

 

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La Dirección Nacional de Derecho de Autor, Unidad Administrativa Especial del Ministerio del Interior, otorgó un Certificado de Registro de Soporte Lógico – Software a la Universidad Autónoma del Caribe, por un programa denominado Alicia (por su nombre en inglés: Assistant for Laboratory Investigations in Cell Image Analysis), que es un asistente para investigaciones de laboratorio en análisis de imágenes celulares. 

 

Este programa es desarrollado en la plataforma MatLab y es una herramienta de asistencia cuyo propósito es facilitar el análisis de imágenes celulares tomadas por microscopio, mediante un entorno gráfico que posibilite el uso de algoritmos de distintas técnicas para la segmentación y caracterización de esas imágenes.

 

En palabras más sencillas, Alicia permite segmentar las imágenes microscópicas obtenidas en los laboratorios para realizar el conteo de las células de una manera óptima, específicamente para el conteo de las células del epitelio bronquial humano y aquellas que sean tipo HEP-2.

 

Este conteo tiene un propósito médico, ya que analizar la naturaleza de estas células permite determinar si hay presencia de un virus, qué tipo de virus es el que afecta la célula y por ende, qué nivel de afectación posee.

 

“Alicia es una propuesta innovadora que mejora completamente el proceso de conteo de células. Antes este proceso lo realizaba una persona encargada y teniendo en cuenta la gran cantidad de imágenes obtenidas el conteo podía demorar alrededor de una semana. Ahora, gracias al software, esta carga se minimiza y el proceso se puede realizar en cuestión de segundos. Es importante destacar la labor asistencial del software, su objetivo es auxiliar en el conteo de células, pero el médico es quien determina el resultado del análisis, la incidencia del conteo en el ámbito médico”, explicó el docente José Escorcia, ingeniero electrónico y candidato a doctor en Ingeniería Informática y Matemáticas de la Seguridad.

 

El proyecto fue desarrollado en articulación con la maestría en Ingeniería Electrónica y el pregrado de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones. En él participaron la ingeniera Margarita Gamarra, doctora en Informática; el docente José Escorcia Gutiérrez, la ingeniera de control y especialista en Proceso Digital del Imagen, Meliza Torres; el estudiante de Maestría en Ingeniería Electrónica, Yesit Manjarrés Alarcón, y los estudiantes de pregrado de Ingeniería Electrónica Diego Torres Montes y Jean Martínez Morales.

 

El software es una compilación de cinco algoritmos que se desarrollaron en distintas etapas investigativas, según indicó Escorcia, y que “se hicieron visibles mediante una herramienta más compleja por la unión de estos algoritmos que se complementan y que hacen más eficaz el proceso de analizar las imágenes, ese fue el plus que le dimos”.

 

José Escorcia, docente de la Facultad de Ingeniería, destacó la importancia de estos proyectos de investigación. “Con el desarrollo de esta herramienta logramos mostrar lo que se está haciendo desde la academia, en los programas de nuestra universidad. Los aportes investigativos que realizamos de acuerdo a nuestro perfil, en este caso, al procesamiento digital de imágenes con aplicación médica. Este registro de software es la evidencia que todo el trabajo que se está haciendo”.

Sobre lo que viene para Alicia, el docente expresó que el proyecto puede perfeccionarse más pero que para eso se necesita el “apoyo de empresas que estén interesadas y que se conviertan en coequiperos para aplicar a convocatorias de Colciencias, lo que permitiría obtener recursos para continuar la investigación y el desarrollo del software".

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