SISTEMAS AVANZADOS DE MICROSCOPIA ÓPTICA ADAPTATIVA SENSADO DE FRENTE DE ONDA

1.- ADJUDICACIÓN 13° CONVOCATORIA DE INNOVACIÓN EMPRENDEDORA
CÓDIGO DE ADJUDICACIÓN DE PROYECTO: 15.185-EM.CIE
TÍTULO DE PROYECTO: DISEÑO, DESARROLLO E IMPLEMENTACIÓN DE HERRAMIENTAS ANALÍTICAS INTEGRADAS PARA VIDEO-MICROSCOPÍA DE ORGANISMOS VIVOS.
CATEGORÍA: DISEÑO PROTOTIPO

PATROCINADOR: INCUBA-UDEC UNIVERSIDAD DE CONCEPCIÓN
RUT: 81.494.400-k
RAZÓN SOCIAL: UNIVERSIDAD DE CONCEPCIÓN
REPRESENTANTE LEGAL: SERGIO LAVANCHY MERINO.
PERIODO DE DESARROLLO: 2016-2017
ESTADO DEL PROYECTO: COMPLETADO-CERRADO

El problema o desafío que se enfrentaba y que justificó la ejecución del proyecto:

En microscopía, los equipos comerciales de análisis se han estandarizado para aplicaciones muy específicas de identificación y caracterización de muestras biológicas. Por ejemplo, el costo mínimo para los equipos basados en técnicas de fluorescencia y super-resolución óptico/digital es del orden de US500 mil. Si bien sus capacidades son notables, son instrumentos limitados a muestras/especímenes fijos y a un segmento de resolución espacial [1-200 nm] (1nm = 1 mil millonésimo de metro) que está sobre-dimensionado para la observación tradicional de células, bacterias y pequeños especímenes [500 nm-1cm]. Luego, la microscopía óptica tradicional ha quedado relegada a un instrumento de observación e identificación humano, sin mayores prestaciones cuantitativas para el rango de observación de 500 nm a 1cm. En esta propuesta pretendemos ocuparnos de este vacío instrumental a fin proveer la video-microscopía con herramientas analíticas integradas.
En el contexto educacional, tanto a nivel escolar como universitario, se estudian, para fines docentes, elementos biológicos dentro del rango de 500 nm a 1cm (polen, microorganismos, células, etc.). A fin de ocuparnos del déficit en la capacidad instrumental para el rango de 500 nm a 1cm en el contexto educacional, se justifica el desarrollo de una herramienta óptica/digital para una caracterización cuantitativa en comparación a una herramienta de microscopía óptica tradicional. Con esto se busca incrementar los rendimientos académicos en la asignatura de ciencias naturales de séptimo a cuarto medio en los establecimientos que adquieran este prototipo.

Objetivos técnicos del proyecto:

Objetivo General

Diseñar, desarrollar e implementar un programa virtual, basado en procesamiento de imágenes digitales, con prestaciones analíticas integrables a un video-microscopio óptico tradicional (básico).

Objetivos Específicos

1. Construcción de equipo de análisis capaz de identificar muestras biológicas en la micro escala [500nm a 1cm], de las cuales obtendremos información cuantitativa y cualitativa, como ejemplo, representar numéricamente la densidad, el tamaño y la morfología de una muestra de glóbulos rojos, cultivos bacterianos y elementos vegetales, principalmente.
2. Validar técnicamente nuestro prototipo, mediante pruebas en laboratorio docente en el espectro educativo de séptimo a cuarto medio. La validación tiene por objetivo mejorar el software de análisis biológico, la unidad de procesamiento y el formato de integración de sus subunidades, en base a la retroalimentación con el usuario.

2. Concurso de I+D+i Ciencia+ “Impulsando la Investigación y Desarrollo desde la Ciencia– 2025”:
Nombre proyecto: Microscopía holográfica sin lentes asistida por visión computacional inteligente para certificación de monofloralidad de miel endémica chilena.
Monto financiamiento: $16.000.000
Los objetivos específicos que permiten el logro del objetivo especifico se divide en 3 aspectos fundamentales y son descritos a continuación:
1. Diseñar y poner en marcha un sistema de microscopía holográfica compacto y sin lentes, mecánicamente optimizado y con la resolución óptica adecuada para la identificación automatizada de partículas en muestras de miel.
2. Implementar y entrenar modelos de aprendizaje profundo, y encontrar el que mejor clasifique la composición botánica de la miel chilena a partir de imágenes de polen reconstruidas desde un microscopio holográfico sin lentes.
3. Integrar el sistema de microscopia holográfica sin lentes con el modelo de aprendizaje profundo y validar la clasificación automática de pólenes de manera que se opere en línea sin la necesidad de usuarios expertos.

3. Miembro de OPTICA, Sociedad de óptica de america
ID de miembro: 962477
Activo desde 2009 a la fecha
Entre otras actividades, cumplo funciones de Advisor de "Optoval Society Student Chapter", capitulo estudiantil que realiza difusión de la Ciencia

4. Miembro de SPIE
SPIE ID#: 4374584
Activo desde 2022