Los sistemas de detección electroquímica tradicionales suelen ser voluminosos, limitados a mediciones fijas, costosos (alcanzando miles de euros o dólares), requieren un mantenimiento manual intensivo y ejecutan algoritmos de inteligencia artificial en la nube.
Un innovador microchip permitirá el análisis en tiempo real de líquidos para prever riesgos ambientales y alimentarios. Esta tecnología actúa como un laboratorio en miniatura, emulando el sistema sensorial humano para examinar sustancias acuosas en cualquier momento y lugar.
Los sistemas de AiQUOS integran las avanzadas capacidades de un laboratorio en un solo chip, facilitando análisis electroquímicos y control preciso de sustancias acuosas donde y cuando sea necesario. Esta tecnología combina cientos de sensores multiparamétricos y análisis basados en inteligencia artificial en un microchip con funcionamiento neuromórfico, inspirado en los sentidos y el cerebro humano. AiQUOS es una nueva empresa tecnológica que ha surgido del Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB), parte del Centro Nacional de Microelectrónica (CNM) bajo el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España, y del Instituto de Neuroinformática de la Universidad de Zúrich en Suiza, con el objetivo de llevar estos dispositivos al mercado.
“Es la primera microtecnología neuromórfica diseñada para realizar análisis electroquímico continuo de sustancias acuosas”, afirma Josep Maria Margarit, investigador Ramón y Cajal del IMB y líder del proyecto.
“Hasta ahora, no se habían creado chips con matrices de sensores electroquímicos y circuitos inspirados en la neurociencia para la percepción multimodal in situ. La combinación de ambas funcionalidades otorga inteligencia al sistema, permitiéndole adaptarse a variaciones y perturbaciones ambientales, así como interpretar de manera robusta y personalizada la información de múltiples sensores para predecir riesgos ambientales, agroalimentarios o de salud”, añade el científico y cofundador de la empresa. Todo esto es posible “en un único dispositivo que imita los mecanismos nerviosos biológicos para ofrecer datos, aprendizaje y toma de decisiones con un consumo mínimo”.
Las capacidades del sistema permiten su miniaturización y adaptación a diversos espacios, asegurando autonomía energética y operativa, así como su producción en grandes volúmenes a bajo coste sobre obleas de silicio (el sustrato semiconductor donde se integran los chips).
La empresa está llevando a cabo pruebas de esta tecnología en sondas de control para su futura comercialización. “Estamos incorporando los chips en sondas para monitorizar agua, como en tanques de producción acuícola o estaciones de tratamiento de agua, gracias a colaboraciones previas y actuales con socios industriales como IRTAmar y Aigües de Barcelona. Estas sondas están diseñadas para realizar mediciones sin necesidad de calibración frente a la variabilidad de la señal debida al envejecimiento e interferencias del medio, además de generar alertas tempranas por contaminación”, explica Cecilia Jiménez, investigadora del IMB y cofundadora. “La sonda se puede reconfigurar fácilmente para operar en nuevas ubicaciones durante varias semanas con el mismo chip y permite transmitir datos a través de una red ethernet, funcionando como un dispositivo IoT (Internet de las Cosas)”, añade Jiménez.
La tecnología AiQUOS es el resultado de una extensa colaboración internacional entre el IMB y la Universidad de Zúrich. Además, en su transferencia a la empresa se ha incorporado otra tecnología desarrollada por la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB). (Fuente: IMB / CNM / CSIC)