/ miércoles 3 de agosto de 2016

Diseñan software para detectar fugas radiactivas

Zacatecas, Zacatecas.- Con el objetivo de ofrecer unaalternativa de protección radiológica para el cuidado de lasalud, en la Unidad Académica de Ingeniería Eléctrica de laUniversidad Autónoma de Zacatecas (UAZ), un equipo de científicosdesarrolló un software para la medición y detección de fugas deradiación emitida por neutrones en hospitales y centros deinvestigación que emplean equipos y materiales pararadioterapia.

Los involucrados en este proyecto, que consta de un dispositivoelectrónico programado con inteligencia artificial, ejecutadodesde 2013, son los doctores José Manuel Ortiz Rodríguez yHéctor René Vega Carrillo, ambos miembros del Sistema Nacional deInvestigadores (SNI), nivel I y II, respectivamente. Además de losentonces estudiantes de licenciatura en ingeniería eléctrica,Arturo Reyes Alfaro, Alan del Hoyo Becerra y Alfredo ReyesHaro.

Actualmente existen laboratorios que ya emplean la herramientadesarrollada en la UAZ, como son el Centro de InvestigacionesEnergéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat) y laUniversidad Politécnica de Madrid (UPM), en España; el CentroEstatal de Cancerología en Tepic, Nayarit; y la UniversidadAutónoma del Estado de México (UAEM).

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el ingenieroeléctrico Arturo Reyes Alfaro declaró que la importancia de esteproyecto radica en dar a conocer que la radiación causada porneutrones representa un riesgo importante para la salud de laspersonas. Es un tipo de radiación poco conocida, por lo que esnecesario hacer uso de esta herramienta tecnológica para tomarmedidas preventivas.

“En el área de protección radiológica, la espectrometríade neutrones es un tema delicado, a causa de la ausencia de cargaeléctrica, sus altas energías y su poder de penetración, suestudio se vuelve una tarea compleja. Por ejemplo, durante laradioterapia, en los hospitales, puede existir fuga de radiaciónemitida por neutrones y que el personal de las instalaciones noesté consciente de la radiación a la que se está exponiendo. Poreso la importancia de dar a conocer a qué estamos expuestos ydesarrollar herramientas tecnológicas que nos ayuden a tomarmedidas preventivas”.

El también estudiante de maestría en ingeniería y tecnologíaaplicada, con especialidad en microsistemas y sistemas embebidos,indicó que el sistema espectrométrico más utilizado para lamedición de radiación por neutrones corresponde a las esferasBonner de polietileno. La medición de los neutrones no se da demanera directa de las mediciones, sino que se resuelve a través dela ecuación integral de Fredholm de primer tipo.

El problema —explicó Reyes Alfaro— es que la ecuaciónestá mal condicionada y tiene un número infinito de solucionesporque los métodos que se han utilizado para resolver la ecuaciónson muy complejos. Por lo que la propuesta del equipo decientíficos de la UAZ consiste en sustituir dichos métodos porinteligencia artificial (IA).

“La técnica de inteligencia artificial que trabajé fue deredes neuronales artificiales de propagación inversa, las cualessimulan el procesamiento del cerebro humano, específicamente lamemoria a largo plazo. Mi papel fue seleccionar cuál red neuronalse debería usar para la herramienta tecnológica y que resolvierade manera satisfactoria el problema de reconstruir el espectro deneutrones”.

Especificó que otra técnica empleada de IA que se ha estadotrabajando en el equipo de investigación fue con algoritmosgenéticos, la cual está basada en la teoría de la evolución deDarwin.

PAr Arturo Reyes tab“Lo que siguió, después de las decenasde entrenamientos que hicimos y obtener la red neuronal optimizada,fue que se embebió la red en un software que tiene la informaciónde la red neuronal y está abierta para que cualquier laboratoriodel mundo que tenga un sistema de esferas Bonner, como el que seusó para entrenar las redes neuronales, desee utilizarlo. Con elprograma NSDANN (Neutron Spectrometry and Dosimetry by means ofArtificial Neural Networks), solo se requiere las mediciones de lasesferas Bonner para obtener el espectro de neutrones reconstruido,sin necesidad de un experto como se requiere con otros métodos,alguno de los beneficios de este programa se encuentra en los pocossegundos que requiere para arrojar el resultado y que otorga unreporte con la información”.

Arturo Reyes Alfaro mencionó que el software ya fue validado,entrenado y probado en el uso del compendio de la AgenciaInternacional de Energía Atómica (IAEA, por sus siglas eninglés), acciones que dieron resultados positivos. Reveló queactualmente su proyecto de tesis de maestría involucra otrastecnologías para minimizar las variables que afecten elfuncionamiento de la red.

“Hoy en día, la herramienta en que trabajo son las redesneuronales de represión generalizada, siendo una red estadística.La idea es continuar con el objetivo de simplificar su uso,implementarlo en un dispositivo y que así más laboratorios,hospitales y centros de investigación tengan acceso a laherramienta”, finalizó.

Zacatecas, Zacatecas.- Con el objetivo de ofrecer unaalternativa de protección radiológica para el cuidado de lasalud, en la Unidad Académica de Ingeniería Eléctrica de laUniversidad Autónoma de Zacatecas (UAZ), un equipo de científicosdesarrolló un software para la medición y detección de fugas deradiación emitida por neutrones en hospitales y centros deinvestigación que emplean equipos y materiales pararadioterapia.

Los involucrados en este proyecto, que consta de un dispositivoelectrónico programado con inteligencia artificial, ejecutadodesde 2013, son los doctores José Manuel Ortiz Rodríguez yHéctor René Vega Carrillo, ambos miembros del Sistema Nacional deInvestigadores (SNI), nivel I y II, respectivamente. Además de losentonces estudiantes de licenciatura en ingeniería eléctrica,Arturo Reyes Alfaro, Alan del Hoyo Becerra y Alfredo ReyesHaro.

Actualmente existen laboratorios que ya emplean la herramientadesarrollada en la UAZ, como son el Centro de InvestigacionesEnergéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat) y laUniversidad Politécnica de Madrid (UPM), en España; el CentroEstatal de Cancerología en Tepic, Nayarit; y la UniversidadAutónoma del Estado de México (UAEM).

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el ingenieroeléctrico Arturo Reyes Alfaro declaró que la importancia de esteproyecto radica en dar a conocer que la radiación causada porneutrones representa un riesgo importante para la salud de laspersonas. Es un tipo de radiación poco conocida, por lo que esnecesario hacer uso de esta herramienta tecnológica para tomarmedidas preventivas.

“En el área de protección radiológica, la espectrometríade neutrones es un tema delicado, a causa de la ausencia de cargaeléctrica, sus altas energías y su poder de penetración, suestudio se vuelve una tarea compleja. Por ejemplo, durante laradioterapia, en los hospitales, puede existir fuga de radiaciónemitida por neutrones y que el personal de las instalaciones noesté consciente de la radiación a la que se está exponiendo. Poreso la importancia de dar a conocer a qué estamos expuestos ydesarrollar herramientas tecnológicas que nos ayuden a tomarmedidas preventivas”.

El también estudiante de maestría en ingeniería y tecnologíaaplicada, con especialidad en microsistemas y sistemas embebidos,indicó que el sistema espectrométrico más utilizado para lamedición de radiación por neutrones corresponde a las esferasBonner de polietileno. La medición de los neutrones no se da demanera directa de las mediciones, sino que se resuelve a través dela ecuación integral de Fredholm de primer tipo.

El problema —explicó Reyes Alfaro— es que la ecuaciónestá mal condicionada y tiene un número infinito de solucionesporque los métodos que se han utilizado para resolver la ecuaciónson muy complejos. Por lo que la propuesta del equipo decientíficos de la UAZ consiste en sustituir dichos métodos porinteligencia artificial (IA).

“La técnica de inteligencia artificial que trabajé fue deredes neuronales artificiales de propagación inversa, las cualessimulan el procesamiento del cerebro humano, específicamente lamemoria a largo plazo. Mi papel fue seleccionar cuál red neuronalse debería usar para la herramienta tecnológica y que resolvierade manera satisfactoria el problema de reconstruir el espectro deneutrones”.

Especificó que otra técnica empleada de IA que se ha estadotrabajando en el equipo de investigación fue con algoritmosgenéticos, la cual está basada en la teoría de la evolución deDarwin.

PAr Arturo Reyes tab“Lo que siguió, después de las decenasde entrenamientos que hicimos y obtener la red neuronal optimizada,fue que se embebió la red en un software que tiene la informaciónde la red neuronal y está abierta para que cualquier laboratoriodel mundo que tenga un sistema de esferas Bonner, como el que seusó para entrenar las redes neuronales, desee utilizarlo. Con elprograma NSDANN (Neutron Spectrometry and Dosimetry by means ofArtificial Neural Networks), solo se requiere las mediciones de lasesferas Bonner para obtener el espectro de neutrones reconstruido,sin necesidad de un experto como se requiere con otros métodos,alguno de los beneficios de este programa se encuentra en los pocossegundos que requiere para arrojar el resultado y que otorga unreporte con la información”.

Arturo Reyes Alfaro mencionó que el software ya fue validado,entrenado y probado en el uso del compendio de la AgenciaInternacional de Energía Atómica (IAEA, por sus siglas eninglés), acciones que dieron resultados positivos. Reveló queactualmente su proyecto de tesis de maestría involucra otrastecnologías para minimizar las variables que afecten elfuncionamiento de la red.

“Hoy en día, la herramienta en que trabajo son las redesneuronales de represión generalizada, siendo una red estadística.La idea es continuar con el objetivo de simplificar su uso,implementarlo en un dispositivo y que así más laboratorios,hospitales y centros de investigación tengan acceso a laherramienta”, finalizó.

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