taller 1 conceptos de prospectiva

8/19/2019 Taller 1 Conceptos de Prospectiva.

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PROSPECTIVA-SENSORES DE PIEL Página 1

TALLER 1 CONCEPTOS DE PROSPECTIVASENSORES DE PIEL

ESTUDIANTEDINA MARCELA ROJAS ALVERNIA

DOCENTEM.SC. JAIRO CESAR LAVERDE

UNIVERSIDAD DE SANTANDERESP. GERENCIA DE LA CALIDAD Y AUDITORIA EN SERVICIOS DE SALUD

PENSAMIENTO ESTRATÉGICOBUCARAMANGA

2016


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TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN ....................................................................................................................... 3

ABSTRACT ..................................................................................................................... 4

INTRODUCCION ............................................................................................................. 5

DESARROLLO ................................................................................................................ 7

Moda 2016: .............................................................................................................................................. 7

Tendencia 2016 – 2021: ........................................................................................................................ 8

Mega Tendencia 2016 – 2030: ............................................................................................................. 9

Germen de cambio 2016: ...................................................................................................................... 9

CONCLUSIONES .......................................................................................................... 11

BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................. 12


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RESUMEN

Este tema está orientado a promover la prospectiva estratégica de una investigaciónrealizada por la Universidad Kaust en Arabia Saundí la cual ha generado un sensordenominado Paper Skin elaborado con materiales domésticos tales como el papel

aluminio, los posits, esponjas y cintas adhesivas capaces de detectar en tiempo realestímulos externos, incluyendo el tacto, la presión, la temperatura, el pH y la humedad.

El sensor, que los investigadores han llamado Paper Skin, al emular una piel de papel,funciona tan bien como otras aplicaciones de piel artificial que se están desarrollandoactualmente, con la diferencia de integrar múltiples funciones utilizando materiales másrentables. El resultado es un dispositivo electrónico apto para realizar un controlinalámbrico de la salud de un paciente o de las interfaces del ordenador, pero sinnecesidad de emplear materiales y procesos caros y sofisticados. (Pérez Corrales,2016)

La finalidad de los científicos es utilizar materiales de fácil acceso para la elaboraciónde éste dispositivo lo cual contribuya con aquellas personas que han perdido lasensibilidad en su piel por causa de alguna quemadura u otro evento y generarles unmejor estado de vida, además de revolucionar las industrias electrónicas y la innovaciónde nuevos proyectos que contribuyan con el bienestar de la humanidad.

Palabras claves:

Sensor, electrónica, piel humana, material doméstico, funciones sensoriales.


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ABSTRACT

This item is intended to promote strategic foresight of an investigation carried out bythe University Kaust in Saudi Saundí which has generated a sensor called Paper Skin

developed with household materials such as aluminum foil, the posits, sponges andadhesive tapes capable of detecting in real time of external stimuli, including touch,pressure, temperature, pH and moisture.

The sensor, which researchers have called Paper Skin, to emulate a papery skin, worksas well as other applications of artificial skin that are currently being developed, with thedifference integrate multiple functions using more cost effective materials. The result is asuitable electronic device for wireless control of the health of a patient or computerinterfaces, but without using expensive and sophisticated materials and processes.(Pérez Corrales, 2016)

The aim of scientists using readily available materials for the production of this devicewhich contribute to those who have lost sensation in their skin because of a burn orother event and generate them a better state of life, in addition to revolutionizingelectronic industries and innovation of new projects that contribute to the welfare ofmankind.

Key Word:

Sensor, electronics, human skin, domestic material, sensory functions.


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INTRODUCCION

Este documento se realiza en el auditorio mayor en el programa EspecializaciónGerencia de la Calidad en Servicio de Salud de la Universidad de Santander, en la

asignatura pensamiento estratégico abarcando los conceptos de prospectiva hacia unfuturo y las innovaciones tecnológicas que llegaran a ser un sorprender a la grancapacidad que tiene el ser humano de explotar toda su imaginación e ingenio.

En los últimos años los estudios tecnológicos han optado por crear soluciones eficientespara satisfacer y mejorar las necesidades del ser humano, primordialmente en el campode la salud, donde se han examinado distintas propuestas que permitan reconocer atiempo, diferentes diagnósticos o enfermedades y a su vez condiciones óptimas paratratarlas, mejorando de esta manera la calidad de vida del hombre.

A continuación se trata en grandes rasgos el tema de la la piel, la cual es la cubiertaexterna del cuerpo humano y uno de los órganos más importantes del mismo tanto portamaño como por sus funciones. La piel separa al organismo del medio ambienteexterno y, al mismo tiempo, permite su comunicación con él mismo. Es una envolturacompleta sin soluciones de continuidad, ya que en las regiones donde se encuentranlos orificios naturales del organismo, la piel se transforma paulatinamente en unamucosa. La piel sana es una barrera contra agresiones mecánicas, químicas, tóxicos,calor, frío, radiaciones ultravioleta y microorganismos patógenos. Además, la piel esesencial para el mantenimiento del equilibrio de fluidos corporales actuando comobarrera ante la posible pérdida de agua (pérdida transcutánea de agua), elmantenimiento del equilibrio térmico y la transmisión de una gran cantidad deinformación externa que accede al organismo por el tacto, la presión, temperatura yreceptores del dolor. (Merino, J. & Noriega, M., 2011)

Cuando ésta barrera se ve afectada por algunas lesiones traumáticas puede sufrirgrandes consecuencias tal es el caso de las quemadura donde se genera la pérdidatotal o parcial de la piel, alteraciones fisiopatológicas que ocurren en el organismo,dolor, complejidad del tratamiento, tiempo prolongado de curación, secuelasfuncionales y estéticas, etc.

Debido a las repercusiones anteriores, estas personas suponen un enorme reto paratodo un equipo multidisciplinar de médicos, psicó- logos, fisioterapeutas y enfermeras,que busca la mejor atención y cuidado al paciente y en el campo científico losinagotable estudios e investigaciones siendo su fin facilitar un mejor estado de vida yayuda para las áreas de la salud en los diagnósticos y tratamientos. Inclinándonos enla última disciplina desde hace unos años se han estudiado la aplicabilidad que tienenlos sensores en diferentes áreas siendo la salud el desafío más apetecido. (Merino, J. &Noriega, M., 2011)

Los sensores se define como dispositivos que permiten detectar una determinadaacción externa o interna como la temperaturas, presión etc. que trasmitenadecuadamente estas señales; estos dispositivos pueden ser útiles en la innovación de


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nuevas tendencias para la especie humana y a futuro convertirse en una megatendencia significativa. (Gutierrez, 2015)

Es por tanto que los sensores y las técnicas de análisis de datos contribuyen medianteel uso de redes de sensores y aplicaciones de análisis de datos, al desarrollo de

mejores servicios para la medicina, proporcionando herramientas para monitorearenfermedades, identificar patrones para apoyar los diagnósticos médicos y detectarcondiciones anómalas para la generación de alarmas. (Bastidas, S.E.C, & Peláez,J.M.L., 2013)


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DESARROLLO

Este tema está inclinado a desarrollar los cinco conceptos de la prospectivaaplicados a las innovaciones tecnologías actuales y del futuro a continuación se

desenlazará cada uno de ellos:

Moda 2016:

Actualmente al abarcar la moda en los sensores a nivel mundial podemos mencionarlos electrónicos de piel que como su nombre lo indica se refiere a dispositivos tipo pielelectrónica que puede aplicarse directamente sobre la piel de un humano. Laposibilidad que ofrecen estos sensores son inmensos, podría por supuesto aplicarsesobre la piel de quemados que perdieron la sensibilidad pero también aplicarsedirectamente en los órganos de pacientes enfermos y así medir y registrarinformaciones en tiempo real dando un paso de gigante en la medicina.

El sensor tipo piel electrónica para humanos fue creado por el equipo liderado porTakao Someya, donde su búsqueda ha sido modificar lo que desde hace algo más de10 años un grupo de científicos de la Universidad de Tokyo habían inventado para losrobots, siendo este una capa que integraba sensores de temperatura y presión seusaba con un simple apretón de manos, donde el robot podía medir algunos signosvitales de las personas. Este primer modelo de mano con e-skin era rígido.

Pero para pasar de algo rígido a algo flexible sin sacrificar ninguna de las posibilidadesy hacer algo relativamente barato era todo un reto porque la electrónica sigue siendohecha con materiales duros muy poco flexibles.

Uno de los elementos claves fue desarrollar una película fina de transistores, que seríael equivalente a una placa base de ordenador, capaz de recibir otros materiales comosilicio amorfo, silicio poli cristalino de baja temperatura, semiconductores orgánicos ynanotubos de carbono.

Esta piel electrónica tenía entonces 2 propiedades esenciales, era flexible pero tambiénestirable sin destruirse exactamente como la piel humana. Lograron crear una e-skincapaz de estirarse un 230% y volver a su tamaño inicial sin dañar su estructura.(Someya, T. et al., 2014)

Al 2015 este equipo científico ha mejorado este tipo de sensor, fabricando con éxitosensores térmicos flexibles e imprimibles a base de compuestos de polímerossemicristalinos y acrilato de grafito con una alta sensibilidad de 20 mK y un tiempo derespuesta de alta velocidad de menos de 100 ms. Estos dispositivos presentan grandescambios de resistencia cerca de la temperatura corporal en condiciones fisiológicas conalta capacidad de repetición (1.800 veces). El rendimiento del dispositivo no se veafectada por la flexión de los radios por debajo de 700 micras, lo que permite la


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aplicación conforme a la superficie del tejido vivo. La temperatura de detección sepuede ajustar entre 25 ° C y 50 ° C, que cubre todas las temperaturas fisiológicasrelevantes. Además, los sensores térmicos de matriz activa flexibles que puedenresolver gradientes de temperatura espacial sobre un área grande. (Someya, T. et al.,2015).

Los científicos no han dejado de estudiar este dispositivo y sus diferentes usos, para el2016 investigadores de las Universidades de California en Bekerley y de Stanford hadesarrollado una dispositivo flexible que, integrado en prendas deportivas, analiza elsudor a nivel molecular en tiempo real y envía los resultados a un teléfono inteligente.La información obtenida podrá alertar sobre posibles problemas de fatiga,deshidratación o temperatura alta del cuerpo sin necesidad de análisis de sangre. (WeiGao, Sam Emamines, Ali Javey. et al., 2016)

Tendencia 2016 – 2021:

Conocemos como tendencia a la inclinación por determinados objetivos que en unfuturo cercano permitan el mejoramiento de cierto mecanismo que actualmente se estéaplicando en beneficio del ser humano, con respecto a la piel electrónica se handesarrollado diversas mejoras, producto de investigaciones que impulsarían a que estetipo de dispositivo electrónico sea más accesible al ser humano.

Llegará a ser una tendencia en los próximos 5 años la plataforma electrónica bautizadacomo Paper Skin, se trata del primer dispositivo de este tipo de bajo coste fabricado conmateriales domésticos comúnmente disponibles, como los posits, papel de aluminio,esponjas o cinta adhesiva. (Pérez Corrales, 2016)

Esta piel electrónica traerá diversos beneficios, en primer lugar para la salud de serhumano que teniendo fácil acceso a esta herramienta podrá tener mejores condicionesde vida, en especial personas que hayan sufrido quemaduras, que por tal hayanperdido la sensibilidad, éste dispositivo les devolverá su perceptibilidad.

Por otro lado la piel electrónica con materiales domésticos conllevará a la preservacióndel medio ambiente, ya que para la producción de este dispositivo se reciclarán milesde componentes reciclables que ayudaran a mejorar las condiciones de nuestroentorno.

Otro de los beneficios que traerá este avance tecnológico será modernizar losmecanismos de atención medica puesto que con el uso de la piel electrónica se podrátener una información a tiempo real de los signos vitales de un paciente, de estamanera se diagnosticaran a tiempo distintas enfermedades, permitiendo que el pacientetenga mayor esperanza de vida.


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Mega Tendencia 2016 – 2030:

Dentro de unos 14 años las investigaciones sobre la creación de piel biológica para laspersonas víctimas de quemaduras. Siendo esto aplicaciones variadas y adaptables a

ámbitos como la robótica, la tecnología vehicular o los estudios ambientales. (PérezCorrales, 2016)

La piel biológica se categoriza como una mega tendencia en el mercado futuro puestraería resultados efectivos en la industria electrónica.

Para la creación de esta herramienta los investigadores se ven enfrentados a variosretos, pues esta piel debe resultar autónoma, fácilmente adaptable, multifuncional y deuna accesibilidad bastante grande. Para ello uno de los retos asumidos será la creaciónde una interacción inalámbrica eficaz que bajo condiciones de combinaciones variablespermitan brindar durabilidad y rendimiento.

Otro de los objetivos en la producción de esta plataforma tecnológica es brindar unservicio médico optimo en los pacientes, con la ayuda de dicha plataforma se podrándetectar los signos vitales y distintos patrones de la salud como lo son la respiración yel movimiento. (Pérez Corrales, 2016)

Ruptura 2016 – 2030:

El quiebre inesperado o sorpresivo de la tendencia o la mega tendencia, que puedeocurrir en cualquier momento del futuro está basado en varias posibilidades, en primerlugar la bioética ya que el desarrollo de la piel electrónica o biológica debe traer consigola mejoría de la integridad para el ser humano, por lo contrario si este dispositivo poneen riesgo dicha integridad se verá poco viable el lanzamiento de este producto almercado.

Posteriormente son las fallas en la interacción inalámbrica en la fiabilidad para evaluarla durabilidad del sensor y su rendimiento bajo condiciones de combinación severa.Puesto que aun esta piel electrónica se ve sometida a investigaciones permanentesantes de poder ser avalada para comercializarse, dicha piel debe cumplir lasespecificaciones reglamentadas en cuanto rentabilidad del producto y condicionesseguras para su uso. (Pérez Corrales, 2016)

Germen de cambio 2016:

Investigadores de la Universidad de Kaust – Arabia Saudí han querido desarrollar unapiel electrónica de bajo costo, utilizando distintos materiales que pueden encontrarsedirectamente en el hogar. Esta plataforma funcional la llamaron Paper Skin, que constasolo de posits, papel aluminio, esponjas o cinta adhesiva, con el aprovechamiento de


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las distintas propiedades de estos materiales se podría detectar varios impulsos vitalespara el humano portador de este dispositivo electrónico.

Ya que las pieles electrónicas que existen en el mercado actualmente resultan ser

costosas por sus procesos sofisticados de producción, estos investigadores recurrierona crear esta plataforma con el objeto de que la persona adquiera esta piel con facilidady de esta forma lleve un estilo de vida confortable.

El Paper Skin dará de manera efectiva mejores resultados que las pieles electrónicasactuales por su funcionamiento, donde la piel y el pelo detectarán impulsos como latemperatura, calor, presión, etc. devolviéndole por ejemplo a personas quemadas susensibilidad. De esta forma el Paper Skin derrocaría radicalmente a variosexperimentos que utilizando medios viables en accesibilidad resultaron pocofuncionales y rentables en la industria electrónica.

El aprovechamiento que el equipo Kaust desarrolla con los materiales mencionados enla piel electrónica Paper Skin será una transformación de la industria electrónica,utilizando las notas adhesivas para detectar la humedad, las esponjas para medir lapresión y el papel aluminio para calcular el movimiento. Pintando un posit con un lápizHB se registran niveles de PH y con papel aluminio y tinta metálica conductora lasdiferencias de temperatura; todo esto colocado sobre una plataforma de papel que a suvez está conectado a un dispositivo que detecta cambios en la conductividad eléctrica.Quienes tengan acceso a esta piel electrónica podrán detectar en el portador tanto sussignos vitales como el entorno adyacente de manera simultánea. (Pérez Corrales,2016)

Por otra parte los investigadores de las universidades de California en Bekerley y deStanford plantean que muchos de los biomarcadores del sudor aún no han sido bienestudiados y que puede ser explotados o reconfigurados para un análisis fisiológicoexhaustivo en tiempo real y que pueden ser útiles en investigaciones clínicas como elanálisis de otros fluidos corporales de personas que sufran enfermedades y lesiones.(Wei Gao, Sam Emamines, Ali Javey. et al., 2016)


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CONCLUSIONES

Los sensores serán cada vez más eficientes, más accesibles y con mejor adaptabilidadpara el ser humano, llegaran a tener una aplicación más extensa que proveeránavances significativos para la salud y para el mejoramiento de los servicios médicos.

La aplicabilidad de sensores para la piel se hará mucho mayor con el paso de los años,de esta manera se podrán estudiar distintas afecciones que aquejan a la cuerpohumano, dando paso a la solución de ellas de manera óptima y segura.

Cada vez el ser humano con su capacidad intelectual, curiosidad y por la búsquedaincansable de mejorar las condiciones y necesidades del hombre creará mecanismosque coloquen en un grado mayor la esperanza de vida del ser humano.

Las pieles electrónicas darán un amplio beneficio en la vida del ser humano y delplaneta, utilizándose materiales que permitan el mejoramiento del medio ambiente.

Se podría también imaginar que en el futuro desarrollan una e-skin aún más sensitivasque la piel humana lo que permitirá a un doctor sentir el funcionamiento de los órganosinternos sin tener que abrir el paciente y como no, elegir qué tipo de información quiererecibir eliminando las informaciones ‘parasitas’. los sensores de la e-skin podrían serincorporados en objetos que entran en contacto con las personas, tales como ropa,asientos, manijas, y cinturones de seguridad, con el fin de ayudar a monitorear su saludfísica.


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BIBLIOGRAFÍA

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Merino, J. & Noriega, M. (2011). La Piel: Estructura y Funciones. Open Curse WareUniversidad de Cantabria.

Pérez Corrales, P. (2016). Tendencias21. Recuperado el 28 de Febrero de 2016, dehttp://www.tendencias21.net/Crean-sensores-de-piel-artificial-a-partir-de-notas-adhesivas_a42109.html

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http://www.pnas.org/content/112/47/14533.abstract

Wei Gao, Sam Emamines, Ali Javey. et al. (27 de Enero de 2016). SINC . Recuperado el03 de Marzo de 2016, de http://www.agenciasinc.es/Noticias/Sensores-en-la-piel-miden-los-cambios-quimicos-del-sudor-en-tiempo-real

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