Riverside, un equipo de investigadores y estudiantes de la Universidad de California, ha creado un sistema de bloques tipo Lego que permite a los usuarios fabricar a medida instrumentos de investigación química y biológica de forma rápida, fácil y asequible. El sistema de bloques impresos en 3D puede serutilizado en laboratorios universitarios, escuelas, hospitales y en cualquier lugar donde sea necesario crear herramientas científicas.
Los bloques, que se denominan Componentes Evolutivos Multifluídicos MEC debido a su flexibilidad y adaptabilidad, se describen hoy 20 de julio en la revista PLOS UNO . Cada bloque en el sistema realiza una tarea básica que se encuentra en un instrumento de laboratorio, como bombear fluidos, realizar mediciones o interactuar con un usuario. Dado que los bloques están diseñados para trabajar juntos, los usuarios pueden construir aparatos, como biorreactores para hacer alternativascombustibles o herramientas de titulación a base de ácido para las clases de química de la escuela secundaria, de manera rápida y eficiente. Los bloques son especialmente adecuados para entornos de recursos limitados, donde una biblioteca de bloques podría usarse para crear una variedad de diferentes herramientas de investigación y diagnóstico.
El proyecto está dirigido por Douglas Hill, un estudiante graduado que trabaja con William Grover, profesor asistente de bioingeniería en el Bourns College of Engineering de la UCR. Antes de unirse al programa de doctorado de la UCR en Bioingeniería, Hill trabajó durante 20 años en el campo de la electrónicadiseño, donde utilizó componentes electrónicos diseñados para trabajar entre sí. Se sorprendió al ver que no había un conjunto similar de componentes en las ciencias de la vida.
"Cuando Doug llegó a UC Riverside, se sorprendió un poco al descubrir que los bioingenieros construyen nuevos instrumentos desde cero", dijo Grover. "Está acostumbrado a armar algunas resistencias y condensadores y hacer un nuevo circuito en solo unos pocosminutos. Pero construir nuevas herramientas para la investigación en ciencias de la vida puede llevar meses o incluso años. Doug se propuso cambiar eso ".
Armado con una subvención del programa de Desarrollo de Instrumentos para la Investigación Biológica de la Fundación Nacional de Ciencias, Hill y Grover comenzaron a desarrollar sus bloques de construcción. Solicitaron la ayuda de estudiantes universitarios de UC Riverside que han diseñado nuevos bloques y construyeron instrumentos usando los bloques. Hasta ahora,han participado más de 50 estudiantes de todo el campus de la UCR, creando un sistema extenso de más de 200 bloques MEC y un sistema de esquemas que guían el ensamblaje de los bloques de construcción MEC en instrumentos terminados.
Grover dijo que además de su funcionalidad y accesibilidad, el sistema MEC ofrece a los estudiantes una experiencia de aprendizaje única mientras trabajan juntos para crear instrumentos de una pieza a la vez.
"Este es un proyecto verdaderamente interdisciplinario: hemos hecho que los estudiantes de ciencias de la computación escriban el código que ejecuta los bloques, los estudiantes de bioingeniería cultivan células utilizando instrumentos construidos a partir de los bloques, e incluso los estudiantes de arte diseñan la interfaz gráfica para el software que controlalos bloques ", dijo.
"Una vez que los estudiantes han creado estos instrumentos, también entienden cómo funcionan, pueden 'piratearlos' para mejorarlos y pueden desarmarlos para crear otra cosa".
Grover y Hill ahora planean poner a prueba el sistema MEC en dos distritos escolares de California, donde apoyará los 'Estándares de Ciencias de la Próxima Generación', una iniciativa de varios estados para fortalecer la educación científica en las escuelas K-12.
"Los Estándares de Ciencias de la Próxima Generación requieren que los maestros de ciencias brinden a sus estudiantes experiencias de ingeniería, pero a veces eso es difícil para los maestros, especialmente en las clases de biología y química donde podrían no tener las herramientas que necesitan. Al usar nuestros bloques, ellos estudiantes pueden recibir una experiencia en ingeniería diseñando, construyendo y refinando sus instrumentos, y también una experiencia en ciencias a medida que usan sus instrumentos para aprender sobre biología y química ", dijo Grover.
Hill dijo que el objetivo a largo plazo del equipo es hacer que los bloques MEC estén disponibles y sean asequibles para que otros los usen.
"A medida que las impresoras 3D se vuelvan más comunes, veremos que las usan las escuelas y las organizaciones sin fines de lucro que trabajan en comunidades marginadas, por lo que, en última instancia, nos gustaría que las personas puedan usar esas impresoras para crear sus propios bloques MEC y construir elinvestigación y herramientas educativas que necesitan ", dijo.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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