Investigadores de Princeton y Google est\u00e1n utilizando un ventilador dise\u00f1ado y construido en Princeton en un esfuerzo por automatizar y mejorar los controles para todo tipo de ventiladores. Cr\u00e9dito: Aaron Nathans <\/p>\n
Estimulados por las demandas de la pandemia de COVID-19, los investigadores de Princeton y Google est\u00e1n aplicando ingenier\u00eda mec\u00e1nica e inteligencia artificial en un esfuerzo por aumentar la disponibilidad y eficacia de los tratamientos de ventilaci\u00f3n en todo el mundo. <\/p>\n
Los ventiladores y su equipo de apoyo son tecnolog\u00edas que salvan vidas, pero tambi\u00e9n son dispositivos costosos y complejos que requieren la atenci\u00f3n experta de m\u00e9dicos y otros trabajadores m\u00e9dicos altamente capacitados. Los dispositivos deben calibrarse y monitorearse cuidadosamente para garantizar que cumplan con una variedad de par\u00e1metros de presi\u00f3n, volumen y frecuencia respiratoria ajustados a cada paciente individual. A menudo, estas medidas cambian durante el tratamiento, lo que requiere un mayor ajuste.<\/p>\n
Los investigadores de Princeton dirigidos por Daniel Cohen y Elad Hazan pensaron que gran parte de este control y ajuste podr\u00eda manejarse mediante inteligencia artificial. Si las computadoras pudieran manejar una mayor parte del trabajo, no solo podr\u00eda disminuir la carga de los trabajadores m\u00e9dicos, sino tambi\u00e9n permitir que los ventiladores se implementen en \u00e1reas con escasez de operadores expertos.<\/p>\n
El proyecto surgi\u00f3 de un nuevo ventilador dise\u00f1ado y construido por un equipo dirigido por Cohen, profesor asistente de ingenier\u00eda mec\u00e1nica y aeroespacial. Desde el comienzo del brote de COVID-19 la primavera pasada, el equipo de Cohen hab\u00eda estado trabajando para dise\u00f1ar ventiladores de bajo costo utilizando piezas f\u00e1cilmente disponibles. Inicialmente, Cohen se reuni\u00f3 con Hazan para discutir un sistema de control para el nuevo dise\u00f1o. Pero los investigadores se dieron cuenta de que la inteligencia artificial podr\u00eda mejorar los controles de todos los ventiladores, no solo del tipo dise\u00f1ado en Princeton.<\/p>\n
Las reuniones llevaron a la pregunta \u00ab\u00bfPodemos mejorar la salud de las personas al mejorar los m\u00e9todos de control utilizados por los ventiladores?\u00bb. ?\u00bb dijo Hazan, profesor de inform\u00e1tica y director de Google AI Princeton.<\/p>\n
Como es habitual en los dispositivos m\u00e9dicos, el dise\u00f1o del ventilador de Princeton tendr\u00eda que someterse a una revisi\u00f3n exhaustiva antes de que pudiera usarse con pacientes. Sin embargo, a corto plazo, la m\u00e1quina podr\u00eda desempe\u00f1ar un papel fundamental al permitir que los investigadores mejoren los sistemas utilizados para operar otros ventiladores. La mayor\u00eda de los ventiladores modernos se controlan a trav\u00e9s de un algoritmo est\u00e1ndar, conocido como PID, para monitorear y ajustar continuamente un dispositivo. Estos algoritmos PID, que datan de principios del siglo XX, se utilizan para controlar muchos dispositivos automatizados populares, como los controles de crucero en los autom\u00f3viles.<\/p>\n
\u00abLa hip\u00f3tesis es que la aplicaci\u00f3n de herramientas de IA puede mejorar estos m\u00e9todos m\u00e1s antiguos de la teor\u00eda de control cl\u00e1sica. y puede hacer que los sistemas sean m\u00e1s robustos y seguros\u00bb, dijo Hazan, quien reuni\u00f3 a un equipo que inclu\u00eda a la senior Paula Gradu; los estudiantes de posgrado Xinyi Chen, Udaya Ghai, Edgar Minasyan, Karan Singh y Daniel Suo; y reciente Ph.D. graduados Naman Agarwal y Cyril Zhang.<\/p>\n
Hazan dijo que la investigaci\u00f3n de control fue de la mano con el trabajo en el laboratorio de ingenier\u00eda mec\u00e1nica de Cohen para dise\u00f1ar un ventilador m\u00e1s rentable, lo que implic\u00f3 obtener est\u00e1ndares de la industria previamente patentados para crear un dispositivo ampliamente de c\u00f3digo abierto.<\/p>\n
El acceso a un ventilador que funcione ha sido cr\u00edtico. La f\u00edsica que subyace a la respiraci\u00f3n es compleja, y dividir la din\u00e1mica de gas\/fluido en ecuaciones de trabajo es generalmente poco pr\u00e1ctico e inexacto. Entonces, en lugar de abordar el problema de control a trav\u00e9s de la f\u00edsica de los pulmones, los investigadores decidieron realizar experimentos en los ventiladores del equipo de Cohen y aplicar el aprendizaje autom\u00e1tico para \u00abaprender\u00bb de los experimentos. Si el enfoque funcionara, la inteligencia artificial no necesitar\u00eda resolver la f\u00edsica subyacente. En cambio, descubrir\u00eda patrones en los datos que guiar\u00edan la operaci\u00f3n segura y efectiva del ventilador. Hazan dijo que los primeros resultados han sido prometedores y que el equipo de investigaci\u00f3n est\u00e1 preparando un art\u00edculo cient\u00edfico sobre el enfoque. Dijo que no habr\u00eda sido posible sin una forma de simular con precisi\u00f3n las operaciones del ventilador.<\/p>\n
\u00abEs por eso que la colaboraci\u00f3n con el profesor Cohen es tan esencial\u00bb, dijo. \u00abYa ten\u00edan una configuraci\u00f3n de c\u00f3digo abierto que pudimos usar\u00bb.<\/p>\n
Dise\u00f1ar un ventilador de bajo costo que \u00abse une como Legos\u00bb<\/p>\n
El desarrollo del ventilador comenz\u00f3 como parte de un esfuerzo de Cohen y Daniel Notterman, m\u00e9dico y conferencista con rango de profesor en biolog\u00eda molecular, para responder a las necesidades de la comunidad m\u00e9dica regional durante la pandemia de COVID-19. Durante el brote de la primavera pasada, los expertos m\u00e9dicos tem\u00edan que el pa\u00eds se quedara sin ventiladores, y los investigadores se propusieron dise\u00f1ar un nuevo sistema que fuera econ\u00f3mico y pudiera ensamblarse a partir de piezas est\u00e1ndar. <\/p>\n
Despu\u00e9s de conversaciones iniciales con Notterman sobre el dise\u00f1o y las necesidades cl\u00ednicas de la ventilaci\u00f3n mec\u00e1nica, equipos de investigadores de todo el campus trabajaron en el dise\u00f1o. El esfuerzo involucr\u00f3 a personas de departamentos que incluyen inform\u00e1tica, neurociencia, f\u00edsica e ingenier\u00eda mec\u00e1nica y aeroespacial. Julienne LaChance, estudiante de posgrado en el laboratorio de Cohen, dirigi\u00f3 los esfuerzos de ingenier\u00eda para construir un prototipo. Adem\u00e1s de LaChance, Notterman y Cohen, el equipo local de Princeton incluye a Tom Zajdel (electr\u00f3nica y hardware), Manuel Schottdorf (software y controles), Grant Wallace (arquitectura de software), Sophie Dvali (flujo y esterilidad) y Zhenyu Song (software ). Los colaboradores externos incluyen a Chase Marshall (dise\u00f1o y dise\u00f1o asistidos por computadora), Rengo Seirup (electr\u00f3nica y hardware), Moritz Kutt (dise\u00f1o de placa de circuito impreso) y Jonny Saunders (dise\u00f1o de interfaz de usuario, software y sistema de alarma). <\/p>\n
\u00abLos ventiladores modernos buscan maximizar los resultados cl\u00ednicos y, al mismo tiempo, proteger a los pacientes de niveles excesivos de presi\u00f3n y volumen\u00bb, dijo Notterman, m\u00e9dico de cuidados intensivos pedi\u00e1tricos certificado por la junta con experiencia en el manejo de pacientes con insuficiencia respiratoria. . \u00abAunque conceptualmente simple, la regulaci\u00f3n del rendimiento del ventilador es extremadamente compleja. Este esfuerzo brind\u00f3 la oportunidad a los expertos en programaci\u00f3n, ingenier\u00eda y medicina cl\u00ednica de repensar muchas de las soluciones habituales, bajo la direcci\u00f3n del profesor Cohen\u00bb.<\/p>\n
LaChance, quien trabaj\u00f3 como investigador en General Electric antes de llegar a Princeton, dijo que el plan era construir un ventilador que pudiera ensamblarse f\u00e1cilmente a partir de piezas disponibles en el mercado y que pudiera cumplir con una variedad de requisitos cl\u00ednicos.<\/p>\n
\u00abB\u00e1sicamente, se juntan como Legos\u00bb, dijo. \u00abMe imagino al equipo de rob\u00f3tica de mi escuela secundaria armando esto\u00bb.<\/p>\n
El equipo trabaj\u00f3 en dos prototipos. Uno se construy\u00f3 en Hoyt Labs bajo la direcci\u00f3n de Zajdel, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Cohen con experiencia en ingenier\u00eda el\u00e9ctrica que ha sido fundamental para completar las pruebas de rendimiento, dijo Cohen. El otro est\u00e1 en un garaje en Rensselaer, Nueva York, en proceso de perfeccionamiento del dise\u00f1o y compilaci\u00f3n de la documentaci\u00f3n completa para compartir con la comunidad. \u00abComo mucha gente, no estoy en el campus en este momento\u00bb, dijo LaChance. \u00abAs\u00ed que comenc\u00e9 una ‘construcci\u00f3n de garaje'\u00bb.<\/p>\n
El ventilador ahora est\u00e1 completamente construido y cumple con los est\u00e1ndares de rendimiento clave establecidos por la FDA, mientras que cuesta menos de $ 1,500, una d\u00e9cima o vig\u00e9sima parte del precio de los ventiladores comerciales. Cohen dijo. La primera versi\u00f3n se conoce como PVP1 por el \u00abProyecto Ventilador del Pueblo\u00bb para enfatizar la naturaleza completamente transparente y abierta del proyecto. Cohen agreg\u00f3 que una clave para el proyecto era combinar hardware modular cuidadosamente dise\u00f1ado con una base de software flexible, confiable y abierta que abre el potencial de la m\u00e1quina. \u00abEl equipo realmente ha trabajado fant\u00e1sticamente bien en conjunto, a pesar de las estrictas operaciones remotas, tres zonas horarias diferentes que abarcan 12 horas y un ritmo fren\u00e9tico\u00bb, dijo Cohen.<\/p>\n
Cohen dijo que LaChance desempe\u00f1\u00f3 un papel clave en la obtenci\u00f3n de est\u00e1ndares de ingenier\u00eda utilizado para construir el nuevo ventilador. Los documentos que contienen est\u00e1ndares, desarrollados por organizaciones internacionales de est\u00e1ndares, generalmente los compran empresas que desean desarrollar nuevas m\u00e1quinas. Debido a que se necesitan m\u00faltiples est\u00e1ndares para un solo dispositivo, y cada documento de est\u00e1ndares puede costar miles de d\u00f3lares, el costo puede ser prohibitivo para los dise\u00f1adores no corporativos.<\/p>\n
Un domingo de marzo, LaChance y otro dise\u00f1ador, AJ Ortiz, se reuni\u00f3 virtualmente con representantes de la organizaci\u00f3n de est\u00e1ndares de EE. UU. que supervisa dichos dispositivos, el Instituto Nacional Estadounidense de Est\u00e1ndares (ANSI), para pedirles que abran los est\u00e1ndares de los ventiladores en caso de emergencia. Los representantes de ANSI estuvieron de acuerdo.<\/p>\n
\u00abANSI se enorgullece de apoyar los esfuerzos cruciales de Princeton y muchos grupos involucrados en la lucha contra el COVID-19 al proporcionar acceso gratuito de solo lectura a trav\u00e9s de nuestro portal a 37 est\u00e1ndares internacionales cr\u00edticos de la Organizaci\u00f3n Internacional para la Estandarizaci\u00f3n (ISO) y la Comisi\u00f3n Electrot\u00e9cnica Internacional (IEC)\u00bb, dijo Mary Saunders, vicepresidenta de relaciones gubernamentales de ANSI, quien obtuvo una maestr\u00eda de la Escuela de Asuntos P\u00fablicos e Internacionales de Princeton en 1979. \u00abAl crear el portal, ANSI se acerc\u00f3 de manera proactiva a ISO e IEC para obtener la aprobaci\u00f3n para abrir el acceso a estos est\u00e1ndares, que fueron identificados por empresas, agencias, organizaciones y universidades estadounidenses, incluida Princetona, como esenciales para sus esfuerzos de respuesta\u00bb.<\/p>\n
Cohen dijo que el equipo ha trabajado para cumplir con los est\u00e1ndares de ingenier\u00eda mientras reconsidera los enfoques de muchos de los desaf\u00edos impuestos por la pandemia, como la disponibilidad reducida de piezas y aletas. tensi\u00f3n econ\u00f3mica en hospitales e instalaciones m\u00e9dicas.<\/p>\n
Adem\u00e1s de trabajar con el grupo de investigaci\u00f3n de Hazan para mejorar los controles, el equipo de ventiladores ahora est\u00e1 buscando activamente socios de fabricaci\u00f3n para ayudar a impulsar la aprobaci\u00f3n regulatoria, especialmente en pa\u00edses menos pr\u00f3speros que necesitan ventiladores. tanto ahora como despu\u00e9s de la pandemia de COVID-19. Los investigadores tambi\u00e9n est\u00e1n explorando la idoneidad del sistema para una ventilaci\u00f3n pedi\u00e1trica segura y rentable.<\/p>\n
\u00abHemos estado usando piezas s\u00f3lidas y simples que reunimos con una gran cantidad de software y codificaci\u00f3n muy bien hechos, \u2014dijo Cohen\u2014. \u00abEstamos tratando de desarrollar una plataforma generalizada con la que cualquiera pueda trabajar o mejorar en cualquier parte del mundo, incluso despu\u00e9s de la pandemia\u00bb. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Siga las \u00faltimas noticias sobre el brote de coronavirus (COVID-19) Proporcionado por la Universidad de Princeton Cita<\/strong>: La ingenier\u00eda y la inteligencia artificial se combinan para salvaguardar la vida de los pacientes (2021, 27 de enero ) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2021-01-artificial-intelligence-combine-safeguard-patients.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Investigadores de Princeton y Google est\u00e1n utilizando un ventilador dise\u00f1ado y construido en Princeton en un esfuerzo por automatizar y mejorar los controles para todo tipo de ventiladores. Cr\u00e9dito: Aaron Nathans Estimulados por las demandas de la pandemia de COVID-19, los investigadores de Princeton y Google est\u00e1n aplicando ingenier\u00eda mec\u00e1nica e inteligencia artificial en un … Continuar leyendo \u00abIngenier\u00eda e inteligencia artificial se combinan para salvaguardar la vida de los pacientes\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-12498","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/12498","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=12498"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/12498\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=12498"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=12498"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=12498"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}