Reportaje - Lituania, la punta de lanza en tecnología láser
Los pulsos de láser ultracortos, en el orden de los picosegundos o los femtosegundos, se emplean en distintos campos desde la fabricación a la medicina. La mitad de los láseres de picosegundos vendidos en todo el planeta se producen en empresas lituanas y los amplificadores de luz paramétricos de femtosegundos lituanos, utilizados en la generación de pulsos de láser ultracortos, copan el 80 % del mercado mundial. La Universidad de Vilnius y el Instituto de Física de Vilnius (Lituania) se han dedicado a la investigación puntera en el ámbito de los láseres desde la década de los setenta, apenas dos lustros tras la primera demostración de un láser en funcionamiento, y su actividad en este campo sigue a buen ritmo hoy en día. El láser en el punto de mira En el proyecto FAST-DOT (1), por ejemplo, la Universidad de Vilnius colabora con otros diecisiete socios de doce países en la creación de una nueva generación de láseres con aplicaciones biomédicas. Con respecto a la anterior tecnología de láser, la nueva invención posee un tamaño mucho menor (más cercano al de una caja de cerillas que al de una de zapatos) y una eficiencia energética superior que permite su aplicación en microscopía y también en nanocirugía, un ámbito éste en el que los cortes, las imágenes y las terapias requieren una precisión extrema. El grupo científico de la Universidad de Vilnius, dirigido por R. Tomasiunas, afirmó que su contribución consiste en «investigar de forma experimental las dinámicas de portador con resolución temporal en materiales de punto cuántico utilizados en la fijación de modos mediante distintas técnicas, como la mezcla de cuatro ondas con excitación y absorbancia ("pump-probe, four-wave mixing")». De acuerdo con Neil Stewart, coordinador del proyecto FAST-DOT, «los objetivos del proyecto son la utilización de una tecnología llamada materiales de punto cuántico, probablemente arseniuro de galio, y el aprovechamiento de sus características de láser en aplicaciones biomédicas como la pinza óptica utilizada en microcirugía». La ventaja de estas técnicas, en palabras de Neil Stewart, radica en que los cirujanos tendrán acceso a láseres más baratos y con mayores prestaciones que los actuales y accederán a nuevos ámbitos de aplicación de láseres en la práctica biomédica. El proyecto LAMP (2), en el que participa el fabricante de láseres lituano Ekspla, también trabaja con materiales de punto cuántico aplicados a láseres. El objetivo de esta iniciativa es el desarrollo de nuevas tecnologías de fabricación de LED empleando láseres que sean sustancialmente más baratos, generen menos residuos y tengan mayor eficiencia. Los dispositivos LED fabricados mediante estos métodos emitirán luz con mayor eficiencia, un avance que podría aumentar la calidad y el consumo de los dispositivos LED. Otra empresa lituana, Light Conversion, aporta su tecnología de láser a otro proyecto con fines muy distintos. Mediante el proyecto CROSS TRAP (3), ocho socios internacionales han recabado fondos de la Comisión Europea con el fin de generar un sistema de láser que detecte contaminantes atmosféricos en forma de sustancias químicas, bacterias y gases. La tecnología se basa en la excitación de moléculas con un láser, la medición de la luz reflejada y la identificación de moléculas en función de su vibración. No obstante, para dar con una solución de este tipo es necesario superar antes varios retos tecnológicos, como por ejemplo la extremada debilidad de la retrodispersión de la luz en el aire en condiciones atmosféricas normales. No obstante, si se logran los objetivos marcados sería posible contar en un futuro con una serie de sistemas de vigilancia, seguridad y protección medioambiental capaces de detectar contaminantes y toxinas en el aire circundante. No cabe duda de que los láseres suponen la punta de lanza de la investigación y la innovación en Lituania, pero sin duda existen otros campos a los que la comunidad científica del país dedica sus esfuerzos. Colaboración en Internet En el proyecto VirtualLife (4), un equipo científico de la Universidad de Vilnius se asoció con entidades de Alemania, Estonia, Francia, Italia y Rumanía para crear una tecnología que permitiese generar un nuevo tipo de mundo virtual compuesto por entornos en Internet que no sólo resulten amenos e inmersivos, sino también seguros, democráticos y adaptables. «VirtualLife supone una nueva organización virtual que representa una transición desde los mundo virtuales existentes, centrados en el administrador hacia una organización civil regida por una normativa común enmarcada en un entorno tridimensional de realidad virtual inmersivo y de alta calidad», afirmó el equipo. Las herramientas propuestas para crear mundos virtuales con facilidad están diseñadas para lograr una implementación sencilla en ámbitos industriales, de formación, educativos, culturales y empresariales. En ellas se incluye una arquitectura P2P ampliable y fiable destinada a un entorno tridimensional, una infraestructura segura y de confianza y un sistema de autentificación certificada. Los ensayos de validación apuntan a que la arquitectura P2P y las herramientas de gestión y de suscripción de contratos en un entorno virtual creadas por el proyecto permiten a los usuarios construir entornos en línea más plenos y mejor adaptados a la formación, el comercio electrónico y los negocios. A los entornos colaborativos también se ha dedicado la iniciativa DEMI (5), cuyo objetivo es mejorar los sistemas de diseño de productos y procesos de ingeniería para que los profesionales del ramo puedan diseñar en colaboración procesos de fabricación eficientes desde el punto de vista energético. Además, el equipo, en el que participan investigadores del Instituto de la Energía de Lituania, trabaja en herramientas de apoyo a las decisiones y de control energético basadas en inteligencia ambiental y arquitecturas orientadas a los servicios para su aplicación en entornos de producción industrial. El proyecto se ha propuesto producir un conjunto de sistemas de diseño asistido por ordenador que ayuden a los ingenieros a lograr un ahorro energético de al menos el 15 % con respecto a los procesos empleados en la actualidad. TIC para la salud Mediante una tecnología base similar y una arquitectura también orientada a los servicios, el proyecto PONTE (6) está desarrollando un sistema con un objetivo claramente distinto: contribuir a la ciencia farmacéutica. El método de PONTE permite diseñar y planificar ensayos clínicos mediante una herramienta de creación aplicable al ensayo de nuevos fármacos o de nuevos usos para fármacos existentes. La herramienta permite identificar y elegir pacientes óptimos para este tipo de pruebas en función de la eficacia del propio ensayo clínico, la seguridad para el paciente y el coste del estudio clínico. El sistema aúna interoperabilidad semántica de sistemas de información sobre cuidados clínicos, información sobre investigaciones clínicas y bases de datos de conocimientos dedicadas a fármacos y enfermedades. También incluye el estudio de técnicas de minería de datos y algoritmos de aprendizaje mejorados. «Este acercamiento entre la ciencia básica y la práctica clínica supone un reto científico nuevo capaz de generar aplicaciones clínicas útiles a bajo precio y al mismo tiempo aumentar la seguridad del paciente», apuntaron desde el equipo del proyecto. También en el sector sanitario, la Universidad Tecnológica de Kaunas colabora en el proyecto TBICARE (7), dedicado al desarrollo de una solución basada en objetivos e indicios con la que gestionar el traumatismo craneoencefálico (TCE) a través de una mejora de las decisiones sobre el diagnóstico y el tratamiento de cada paciente. Los TCE provocados por golpes en la cabeza son una de las causas de discapacidad más comunes en personas de menos de cuarenta años de edad. Su tratamiento y la asistencia debida a los pacientes generan una factura en Europa superior a los cien mil millones de euros. En la Unión Europea se producen al año más de 1,6 millones de TCE que devienen en cerca de cien mil discapacitados, un aumento del 21 % durante el último lustro. «El proyecto está creando una herramienta que facilitará la práctica clínica diaria de los médicos y revolucionará el tratamiento de los TCE. Esta herramienta informática permitirá establecer una relación entre las variables de cada paciente y las relativas a la lesión mediante el empleo conjunto de múltiples bases de datos. El programa generará un análisis preciso de la condición de la lesión encefálica del paciente, dará con el tratamiento óptimo y proporcionará un pronóstico gracias al empleo generalizado de bases de datos y simulación de sistemas», explicó el equipo al cargo. La Universidad Tecnológica de Kaunas también ha dedicado recursos a otro sistema de vigilancia sanitaria propuesto por el proyecto AVERT-IT (8), en este caso destinado a personas con hipotensión arterial. Los investigadores desarrollaron un sistema de control clínico innovador que no sólo registra los cambios en la tensión arterial, sino que además es capaz de predecir empeoramientos antes de que se produzcan y alertar oportunamente al personal médico, una función que mejoraría considerablemente la atención que recibe el paciente. --- Los proyectos mencionados en el presente artículo contaron con fondos del Séptimo Programa Marco (7PM) de investigación. (1) FAST-DOT: «Fuentes de láser compactas y ultrarrápidas basadas en estructuras de punto cuántico innovadoras» (2) LAMP: «Síntesis de materiales poliméricos nanocompuestos inducida por láser y desarrollo de transistores y diodos emisores de luz (LET y LED) híbridos micrograbados» (3) CROSS TRAP: «Rastreo de contaminantes atmosféricos por espectroscopia Raman monohaz a distancia mejorada por coherencia» (4) VirtualLife: «Entorno de colaboración seguro, de confianza y regido por leyes en la vida virtual» (5) DEMI: «Diseño de productos y procesos para instalaciones de fabricación eficientes desde el punto de vista energético compatibles con AmI» (6) PONTE: «Selección eficiente de pacientes aplicada a ensayos clínicos innovadores de fármacos existentes para dar con nuevas indicaciones» (7) TBICARE: «Sistema de planificación para el tratamiento y el diagnóstico de lesiones traumáticas encefálicas basado en indicios» (8) AVERT-IT: «Predicción avanzada de eventos de hipotensión arterial negativos mediante una red neuronal bayesiana innovadora» Enlaces a los proyectos en CORDIS: - el 7PM en CORDIS - FAST-DOT en CORDIS - LAMP en CORDIS - CROSS TRAP en CORDIS - VirtualLife en CORDIS - DEMI en CORDIS - PONTE en CORDIS - TBICARE en CORDIS - AVERT-IT en CORDIS Otros enlaces: - pagina web de la Comisión Europea sobre la Agenda Digital