Tecnólogos de la mixteca crean sistema opto-mecatrónico que realiza funciones biológicas del ojo humano


A fin de profundizar en el funcionamiento del ojo humano y lograr una mejor comprensión del mismo, científicos de la Universidad Tecnológica de la Mixteca (UTM) crearon un sistema que realiza funciones biológicas del órgano, como la regulación automática de entrada de luz y autoenfoque de objetos a diferentes distancias. El desarrollo, que hasta ahora imita el comportamiento de la córnea, iris, cristalino y retina, puede tener distintos usos, desde el educativo, diagnóstico de padecimientos ópticos, investigación, hasta visión robótica.

El doctor Agustín Santiago Alvarado, profesor de la UTM y responsable del proyecto, explicó que el sistema se conforma de componentes ópticos que, ante diversos estímulos son capaces de modificar los parámetros geométricos que lo integran.

Es así que se ha diseñado y fabricado una superficie curva con perfil “asférico” equivalente a la córnea humana. Un mecanismo de abertura que cumple la función del iris al achicar o dilatar su tamaño según la intensidad de luz y una lente sintonizable, que imita al cristalino, al cambiar de forma para enfocar los objetos.

El especialista detalló que es a partir de un sensor previamente calibrado, que se capta la iluminación incidente y se envía una señal a un actuador, mismo que se encarga de manipular unas monturas, que en conjunto componen un diafragma que se expande o se contrae para regular la luz que entra al sistema. De esta forma, el dispositivo simula el funcionamiento del iris.

Asimismo, el doctor Ángel S. Cruz Félix, especialista en óptica y coautor de la investigación, indicó que a fin de imitar el comportamiento del cristalino y enfocar objetos a diferentes distancias, se fabricó una “lente sólida elástica sintonizable”, que cambia de forma gracias a la acción de monturas que estiran o comprimen la lente para redirigir la luz entrante y generar imágenes adecuadas.

Actualmente, la montura mecánica que actúa sobre la lente opera de manera manual; sin embargo, se busca que por medio de un sensor de distancia y un módulo de control electrónico se pueda detectar la posición del objeto para que las monturas ajusten el enfoque automáticamente.

Por otra parte, una cámara CCD realiza la función de la retina, ya que envía las imágenes captadas a una computadora, en donde gracias a un programa previamente desarrollado por los investigadores, se obtiene la calidad de la imagen y se procesa para mejorar su nitidez.

Los expertos en óptica subrayaron que el sistema completo tiene dimensiones aproximadas de diez centímetros de largo por cuatro de ancho, pero se trabaja para reducir su tamaño. Cabe mencionar que algunas de las piezas del mecanismo fueron fabricadas en una impresora 3D con el material ABS, y otros componentes están hechos del polímero polidimetilsiloxano Sylgard 184.

Se piensa que el desarrollo, presentado durante el foro Innovation Match (IMMX) 2016, tenga aplicaciones potenciales en el área de la robótica, ya que su empleo reduciría la cantidad de sensores que se tienen que colocar a un robot para que conozca su entorno.

Además, podría resultar útil para el diagnóstico de errores refractivos presentes en el ojo humano e incursionar en el ámbito educativo, ya que podría servir para la enseñanza del funcionamiento del órgano; para ello, se tiene contemplado optimizar el diseño y darle una apariencia más estética.

Actualmente, se cuenta con un primer prototipo del sistema, del cual se preparan los documentos necesarios para generar la solicitud de patente. El diseño, manufactura, análisis mecánico, óptico y fabricación de cada uno de los componentes del sistema se realizan en la UTM.