Descubriendo la nueva ciencia con dispositivos que controlan la energía eléctrica

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Por Zach Winn Mo Mirvakili, PhD '17, estaba en medio de un experimento como postdoctorado en el MIT cuando llegó la pandemia de Covid-19. Al lidiar con el acceso restringido a las instalaciones del laboratorio, decidió transformar su baño en un laboratorio improvisado. Colocando un trozo de madera contrachapada sobre la bañera para soportar las fuentes de energía y los dispositivos de medición, realizó un estudio que más tarde se publicó en Science Robotics, una de las principales revistas del sector. La adversidad dio lugar a una buena historia, pero la verdad es que no hizo falta una pandemia mundial para obligar a Mirvakili a construir el equipo que necesitaba para llevar a cabo sus experimentos. Incluso cuando trabajaba en algunos de los laboratorios mejor financiados del mundo, necesitaba reunir herramientas para dar vida a sus experimentos. "Mi viaje refleja una verdad más amplia: con determinación e ingenio, muchos de nosotros podemos lograr cosas extraordinarias", dice. Hay muchas personas que no tienen acceso a los laboratorios, pero tienen grandes ideas. Tenemos que facilitarles la vida a sus experimentos". Esa es la idea detrás de Seron Electronics, una empresa que Mirvakili fundó para democratizar la experimentación científica. Seron desarrolla equipos científicos que obtienen y miden con precisión la energía, caracterizan materiales e integran datos en una plataforma de software personalizable. Al hacer que los experimentos sofisticados sean más accesibles, Seron tiene como objetivo estimular una nueva ola de innovación en campos tan diversos como la microelectrónica, la energía limpia, la óptica y la biomedicina. "Nuestro objetivo es convertirnos en uno de los líderes en el suministro de soluciones precisas y asequibles para los investigadores", dice Mirvakili. "Esta visión se extiende más allá de la academia para incluir empresas, gobiernos, organizaciones sin fines de lucro e incluso estudiantes de secundaria. Con los dispositivos de Seron, cualquiera puede realizar experimentos de alta calidad, independientemente de su experiencia o recursos". Sentir la necesidad de un poder constante Mirvakili obtuvo su licenciatura y maestría en ingeniería eléctrica, seguida de un doctorado en ingeniería mecánica con el profesor del MIT Ian Hunter, que implicó el desarrollo de una clase de músculos artificiales térmicos de alto rendimiento, incluidos los músculos artificiales de nailon. Durante ese tiempo, Mirvakili necesitaba controlar con precisión la cantidad de energía que fluía a través de sus configuraciones experimentales, pero no pudo encontrar nada en línea que resolviera su problema. "Tenía acceso a todo tipo de equipos de alta gama en nuestro laboratorio y en el departamento", recuerda Mirvakili. "Es todo lo último y de última generación. Pero tuve que juntar todas estas herramientas externas para mi trabajo". Después de completar su doctorado, Mirvakili se unió al laboratorio del profesor del Instituto Bob Langer como postdoctorado, donde trabajó directamente con Langer en un problema totalmente diferente en ingeniería biomédica. En el famoso y prolífico laboratorio de Langer, vio a los investigadores luchando por controlar las temperaturas a microescala para un dispositivo que encapsulaba fármacos. Mirvakili se dio cuenta de que, en última instancia, los investigadores estaban luchando con el mismo conjunto de problemas: la necesidad de controlar con precisión la corriente eléctrica, el voltaje y la potencia. Esos también son problemas que Mirvakili ha visto en su investigación más reciente sobre el almacenamiento de energía y las células solares. Después de hablar con investigadores en conferencias de todo el mundo para confirmar que la necesidad era generalizada, fundó Seron Electronics. Seron llama a la primera versión de sus productos las Plataformas de Energía Programable SE. Las plataformas permiten a los usuarios obtener y medir cantidades definidas con precisión de voltaje eléctrico, corriente, potencia y carga a través de una aplicación de escritorio con una interferencia de señal o ruido mínimo. El equipo se puede utilizar para estudiar cosas como dispositivos semiconductores, actuadores y dispositivos de almacenamiento de energía, o para cargar baterías con precisión sin dañar su rendimiento. El equipo también se puede utilizar para estudiar el rendimiento de los materiales, ya que puede medir cómo reaccionan los materiales a la estimulación eléctrica precisa a alta resolución, y para el control de calidad, ya que puede probar chips y señalar problemas. Los casos de uso son variados, pero el objetivo general de Seron es permitir una mayor innovación más rápido. "Debido a que nuestro sistema es tan intuitivo, se reduce el tiempo para obtener resultados", dice Mirvakili. "Puedes configurarlo en menos de cinco minutos. Es plug-and-play. Los investigadores nos dicen que acelera mucho las cosas". Nuevas fronteras En un artículo reciente del que Mirvakili es coautor con el afiliado de investigación del MIT Ehsan Haghighat, el equipo de Seron proporcionó energía constante a un músculo artificial térmico que integró el aprendizaje automático para darle una especie de memoria muscular. En otro estudio en el que Mirvakili no participó, una organización de investigación sin fines de lucro utilizó el equipo de Seron para identificar un nuevo material de sensor sostenible que están en proceso de comercialización. Muchos usos de las máquinas han sido una sorpresa para el equipo de Seron, y esperan ver una nueva ola de aplicaciones cuando lancen una versión más barata y portátil de las máquinas de Seron este verano. Eso podría incluir el desarrollo de nuevos monitores de cabecera para pacientes que puedan detectar enfermedades, o sensores remotos para el trabajo de campo. Mirvakili cree que parte de la belleza de los dispositivos de Seron es que la gente de la empresa no tiene que soñar con los experimentos por sí mismos. En su lugar, pueden centrarse en proporcionar herramientas científicas poderosas y dejar que la comunidad investigadora decida las mejores formas de utilizarlas. "Debido al tamaño y el costo de este nuevo dispositivo, realmente abrirá las posibilidades para los investigadores", dice Mirvakili. "Cualquiera que tenga una buena idea debería ser capaz de convertirla en realidad con nuestros equipos y soluciones. En mi opinión, las aplicaciones son realmente inimaginables e infinitas".