Los sistemas desarrollados por AiQUOS, una empresa de base tecnológica surgida del Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC) y del Institute of Neuroinformatics de la Universidad de Zúrich (INI-UZH), ofrecen las funcionalidades avanzadas de un laboratorio en un único chip para realizar análisis electroquímico y control de precisión de sustancias acuosas donde y cuando sea necesario. Esta tecnología permite integrar centenares de sensores multiparamétricos y análisis basado en inteligencia artificial (IA) en un mismo microchip con funcionamiento neuromórfico, es decir, inspirado en los sentidos y el cerebro humanos.
“Es la primera microtecnología neuromórfica desarrollada para realizar análisis electroquímico de sustancias acuosas en continuo”, indica Josep Maria Margarit, investigador Ramón y Cajal del IMB-CNM que ha liderado la innovación.
Los sistemas actuales de detección electroquímica se caracterizan por ser voluminosos, estar limitados a unas pocas medidas fijas, presentar un coste elevado de miles de euros, requerir un mantenimiento manual intensivo y ejecutar los algoritmos de IA en la nube. “Nunca hasta la fecha se habían desarrollado chips con matrices de sensores electroquímicos y circuitos neuroinspirados para percepción multimodal in situ. La integración conjunta de ambas funcionalidades dota de inteligencia al sistema para adaptarse a derivas y perturbaciones ambientales, así como interpretar de forma robusta y personalizada la información de múltiples sensores para la predicción de riesgos ambientales, agroalimentarios o de salud”, agrega el científico y cofundador de la empresa. Todo ello es posible “en un único dispositivo que mimetiza los mecanismos nerviosos biológicos para proporcionar datos, aprendizaje y toma de decisiones con un consumo mínimo”.
Las capacidades del sistema permiten tanto su miniaturización y adaptación a cualquier tipo de espacio, con autonomía energética y de funcionamiento, como su fabricación masiva y económica sobre obleas de silicio (el sustrato semiconductor sobre el que se integran los chips).
La empresa está probando esta tecnología en sondas de control para su lanzamiento al mercado. “Estamos incorporando los chips en sondas para la monitorización de agua, como 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. Las sondas están diseñadas para realizar las medidas sin necesidad de calibración frente a la variabilidad de la señal por envejecimiento e interferencias del medio de medida, y para generar alarmas tempranas por contaminación”, explica Cecilia Jiménez, investigadora en el IMB-CNM-CSIC y cofundadora. “La sonda se puede reconfigurar fácilmente para trabajar en nuevas ubicaciones durante varias semanas con un mismo chip y permite transmitir los datos a través de una red ethernet, como dispositivo IoT (Internet of Things)”, añade Jiménez.
El sistema AiQUOS ha sido diseñado en el IMB-CNM y su desarrollo se encapsula en la Sala Blanca de Micro y Nanofabricación del instituto, una Infraestructura Científica y Técnica Singular (ICTS) reconocida por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades
Tecnología al alcance de la sociedad
La tecnología AiQUOS es resultado del trabajo de Josep Maria Margarit, Cecilia Jiménez y Francesc Serra, los tres socios fundadores del IMB-CNM-CSIC; Shih-Chii Liu, la socia fundadora del INI de la Universidad de Zúrich; y Aymen Jemni y Robert Mas, los dos socios fundadores del área de negocio.
AiQUOS es una de las primeras spin-offs con participación del CSIC creadas a través de un nuevo procedimiento impulsado por la Vicepresidencia de Innovación y Transferencia del CSIC (VIT-CSIC). “Está basado en la aplicación de la reforma de la Ley de la Ciencia, que otorga a la Presidencia del CSIC competencias reforzadas para agilizar la participación del organismo en las spin-offs”, señala Isabel Gavilanes, gestora de transferencia de tecnología en la Delegación del CSIC en Cataluña involucrada en el proceso. Además, “también facilita la implicación de su personal en la creación de nuevas empresas dedicadas a valorizar las tecnologías que desarrollan, superando así el conocido valle de la muerte”, agrega.
Con su implementación, “esperamos acelerar la transferencia de conocimiento hacia la sociedad y dar un paso crucial para que los avances científicos se conviertan en soluciones reales y efectivas”, concluye Gavilanes.
IMB-CNM-CSIC Comunicación