Tendencias Científicas
Un investigador, con las Google Glass y el dispositivo de iluminación, analizando una hoja. Fuente: UCLA.
Científicos del Instituto de NanoSistemas de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA, EE.UU.) han desarrollado una aplicación de Google Glass que, combinada con un dispositivo de iluminación, permite al usuario analizar rápidamente la salud de una planta sin dañarla.
La aplicación analiza la concentración de clorofila -la sustancia de las plantas responsable de convertir la luz solar en energía-. Una reducción de la producción de clorofila en las plantas puede indicar degradación del agua, del suelo o de la calidad del aire.
Un método actual para medir la concentración de clorofila requiere retirar algunas de las hojas de la planta, disolverlas con un disolvente químico y después realizar el análisis químico. Con el nuevo sistema, las hojas son examinadas, y quedan intactas y funcionando.
La investigación, dirigida por Aydogan Ozcan, directivo del Instituto de NanoSistemas y profesor de Ingeniería Eléctrica y Bioingeniería, ha sido publicada en línea por la Royal Society of Chemistry, en la revista Lab on a Chip.
El sistema desarrollado por el laboratorio de Ozcan utiliza una imagen capturada por la cámara Google Glass para medir la absorción de luz de la clorofila en la parte verde del espectro óptico.
Fabricado con impresión 3D
El módulo principal de la unidad de iluminación de mano puede fabricarse mediante impresión 3-D y funciona con tres pilas AAA; con una pequeña placa de circuito añadido, se puede montar por menos de 30 dólares.
Colocado detrás de la hoja, frente a la persona que lleva las Google Glass, el iluminador emite luz que mejora la transmisión de imágenes de contraste de la hoja, en interiores o exteriores, con independencia de las condiciones de iluminación ambientales.
El usuario puede controlar el dispositivo con el teclado de control táctil Google Glass o mediante comandos de voz: "Está bien, Glass, haz una imagen de una hoja." Glass fotografía la hoja y envía una imagen mejorada de forma inalámbrica a un servidor remoto, que procesa los datos de la imagen y envía de vuelta una lectura de la concentración de clorofila, todo en menos de 10 segundos.
"Una sorpresa agradable con la que nos encontramos fue que utilizamos cinco especies de hoja para calibrar nuestro sistema, y que esta misma calibración funcionó y detectó con precisión la concentración de clorofila en 15 especies de hoja diferentes sin tener que volver a calibrar la aplicación", recalca Ozcan en la información de UCLA.
"Esto permitirá a un científico obtener lecturas a pie, moviéndose de planta a planta en un campo de cultivos, o analizar muchas plantas diferentes en una zona asolada por la sequía y acumular datos de salud de plantas muy rápidamente."
La aplicación de Google Glass y la unidad de iluminación podrían reemplazar a los relativamente costosos y voluminosos instrumentos de laboratorio. Ozcan señala que la comodidad, rapidez y relación coste-efectividad del nuevo sistema podrían ayudar a los científicos a estudiar los efectos de la sequía y el cambio climático en zonas remotas.
La aplicación analiza la concentración de clorofila -la sustancia de las plantas responsable de convertir la luz solar en energía-. Una reducción de la producción de clorofila en las plantas puede indicar degradación del agua, del suelo o de la calidad del aire.
Un método actual para medir la concentración de clorofila requiere retirar algunas de las hojas de la planta, disolverlas con un disolvente químico y después realizar el análisis químico. Con el nuevo sistema, las hojas son examinadas, y quedan intactas y funcionando.
La investigación, dirigida por Aydogan Ozcan, directivo del Instituto de NanoSistemas y profesor de Ingeniería Eléctrica y Bioingeniería, ha sido publicada en línea por la Royal Society of Chemistry, en la revista Lab on a Chip.
El sistema desarrollado por el laboratorio de Ozcan utiliza una imagen capturada por la cámara Google Glass para medir la absorción de luz de la clorofila en la parte verde del espectro óptico.
Fabricado con impresión 3D
El módulo principal de la unidad de iluminación de mano puede fabricarse mediante impresión 3-D y funciona con tres pilas AAA; con una pequeña placa de circuito añadido, se puede montar por menos de 30 dólares.
Colocado detrás de la hoja, frente a la persona que lleva las Google Glass, el iluminador emite luz que mejora la transmisión de imágenes de contraste de la hoja, en interiores o exteriores, con independencia de las condiciones de iluminación ambientales.
El usuario puede controlar el dispositivo con el teclado de control táctil Google Glass o mediante comandos de voz: "Está bien, Glass, haz una imagen de una hoja." Glass fotografía la hoja y envía una imagen mejorada de forma inalámbrica a un servidor remoto, que procesa los datos de la imagen y envía de vuelta una lectura de la concentración de clorofila, todo en menos de 10 segundos.
"Una sorpresa agradable con la que nos encontramos fue que utilizamos cinco especies de hoja para calibrar nuestro sistema, y que esta misma calibración funcionó y detectó con precisión la concentración de clorofila en 15 especies de hoja diferentes sin tener que volver a calibrar la aplicación", recalca Ozcan en la información de UCLA.
"Esto permitirá a un científico obtener lecturas a pie, moviéndose de planta a planta en un campo de cultivos, o analizar muchas plantas diferentes en una zona asolada por la sequía y acumular datos de salud de plantas muy rápidamente."
La aplicación de Google Glass y la unidad de iluminación podrían reemplazar a los relativamente costosos y voluminosos instrumentos de laboratorio. Ozcan señala que la comodidad, rapidez y relación coste-efectividad del nuevo sistema podrían ayudar a los científicos a estudiar los efectos de la sequía y el cambio climático en zonas remotas.
El laboratorio
El laboratorio de Ozcan está especializado en imágenes computacionales, sensores y dispositivos de diagnóstico para diversas aplicaciones móviles de salud y telemedicina.
Su trabajo previo incluye un análisis rápido de muestras de alimentos en busca de alérgenos, de muestras de agua en busca de metales pesados y bacterias y recuentos de células en muestras de sangre.
El equipo ha ideado una manera de utilizar Google Glass para procesar resultados de pruebas de diagnóstico, y una aplicación con dispositivo adicional que convierte un smartphone en un microscopio de fluorescencia para obtener imágenes de virus y moléculas individuales de ADN.
Otra aplicación reciente para Google Glass
Otra aplicación reciente de Google Glass es un software que transforma la voz en texto, para que las personas sordas o con dificultades de audición puedan enterarse de las conversaciones cotidianas. De ese modo, la persona puede observar a su interlocutor al mismo tiempo que va leyendo lo que dice, como si estuviera subtitulado.
Para ello, el interlocutor debe hablarle a un smartphone Android, que acompaña al software, para evitar el ruido ambiental. Google Glass tiene su propio micrófono, pero está destinado a la persona que las lleva puestas.
"Este sistema permite centrarse en los labios del orador y en sus gestos faciales", explica el profesor de Computación Interactiva del Instituto de Tecnología de Georgia (Atlanta, EE.UU.), Jim Foley. "Si la gente con problemas de oído entiende el habla, la conversación puede continuar sin esperar al texto. Sin embargo, si se pierde una palabra, puede echar un vistazo a la transcripción, mirar el par de palabras que se ha perdido y volver a la conversación".
El laboratorio de Ozcan está especializado en imágenes computacionales, sensores y dispositivos de diagnóstico para diversas aplicaciones móviles de salud y telemedicina.
Su trabajo previo incluye un análisis rápido de muestras de alimentos en busca de alérgenos, de muestras de agua en busca de metales pesados y bacterias y recuentos de células en muestras de sangre.
El equipo ha ideado una manera de utilizar Google Glass para procesar resultados de pruebas de diagnóstico, y una aplicación con dispositivo adicional que convierte un smartphone en un microscopio de fluorescencia para obtener imágenes de virus y moléculas individuales de ADN.
Otra aplicación reciente para Google Glass
Otra aplicación reciente de Google Glass es un software que transforma la voz en texto, para que las personas sordas o con dificultades de audición puedan enterarse de las conversaciones cotidianas. De ese modo, la persona puede observar a su interlocutor al mismo tiempo que va leyendo lo que dice, como si estuviera subtitulado.
Para ello, el interlocutor debe hablarle a un smartphone Android, que acompaña al software, para evitar el ruido ambiental. Google Glass tiene su propio micrófono, pero está destinado a la persona que las lleva puestas.
"Este sistema permite centrarse en los labios del orador y en sus gestos faciales", explica el profesor de Computación Interactiva del Instituto de Tecnología de Georgia (Atlanta, EE.UU.), Jim Foley. "Si la gente con problemas de oído entiende el habla, la conversación puede continuar sin esperar al texto. Sin embargo, si se pierde una palabra, puede echar un vistazo a la transcripción, mirar el par de palabras que se ha perdido y volver a la conversación".
Referencia bibliográfica:
Bingen Cortazar, Hatice Ceylan Koydemir, Derek Tseng, Steve Fenga y Aydogan Ozcan: Quantification of plant chlorophyll content using Google Glass. Lab on a Chip (2015). DOI: 10.1039/C4LC01279H.
Bingen Cortazar, Hatice Ceylan Koydemir, Derek Tseng, Steve Fenga y Aydogan Ozcan: Quantification of plant chlorophyll content using Google Glass. Lab on a Chip (2015). DOI: 10.1039/C4LC01279H.
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