Competencia Desafios de la Ingenieria
Equipo 16 Desafíos de la Ingeniería 2015
Dispositivo
Principios de funcionamiento
El dispositivo que proponemos explica la perturbación de la sinapsis química mediante el consumo de marihuana, específicamente el potencial sináptico excitatorio de liberación indiscriminada de dopamina (neurotransmisor del "placer") por parte de nuestro organismo cuando se ve afectado por el efecto del THC (tetrahidrocanabinnol), sustancia activa de la marihuana.
El dispositivo recibirá el estímulo normal de un neurotransmisor, que será representado por una canica de metal. Éste, al unirse con el receptor de la neurona postsináptica (neurona inferior) provocará la secreción en niveles normales de dopamina. Esto será representado por luces de color verde que irán encendiéndose a medida que la canica esté más tiempo posicionada en el receptor (que estará controlado por Arduino). Sin embargo, este neurotransmisor debe ser recapturado una vez que se alcancen los niveles óptimos de dopamina secretada. Así, el electroimán recapturará el neurotransmisor, emulando lo que sucede en la vida real, cuando los neurotransmisores se "reciclan" y vuelven al botón sináptico. Ahora bien, el THC tiene la misma forma que el neurotransmisor normal, por lo que el efecto "llave cerradura" ocurre de la misma forma. Sin embargo, al ser un antígeno (externo al cuerpo) no logra ser recapturado, y se queda situado en el receptor por un tiempo prolongado, lo que genera una secreción indiscriminada de dopamina, lo que provoca los efectos de relajo, sueño y placer en forma lúdica tak como las risas típicas que genera la marihuana. En nuestro dispositivo, esto ocurrirá porque el THC estará representado por una canica de vidrio, que no podrá ser recapturada por el electroimán. Al estar más tiempo, se seguirán encendiendo luces, pero esta vez rojas, que indicarán que los niveles de dopamina están por sobre lo normal. Se evidenciarán entonces los efectos que producirá este aumento a largo plazo, lo que podría terminar en desórdenes en el organismo como adicción, psicosis y desensibilización, que serán presentadas en la base del dispositivo.
Componentes
Para desarrollar y construir este dispositivo, se usaron distintos componentes y materiales según sus propiedades y cualidades en torno a nuestros requerimientos para desarrollar el proyecto.
Estructura básica
Está compuesta por dos "bowls" plásticos que representan las neuronas, una base que será de madera, y unos tubos metálicos de acero que deberán soportar la neurona presináptica (superior) y el electroimán.
El electroimán
Éste tiene la función de levantar la canica al llegar a la fase de recaptación del neurotransmisor. Estará hecho a partir de un tornillo de cerca de 10 centímetros, enrollado en alambre de cobre esmaltado, que conectado a una batería generará un campo magnético que deberá tener la energía suficiente para poder levantar la canica metálica.
El circuito
Tendrá la función de encender luces verdes al desarrollarse el proceso sináptico de forma correcta (sin droga), y además, encender luces rojas para representar la sobrecarga del sistema, indicando un problema en el desarrollo del proceso sináptico. Además, estará encargado de encender automáticamente el electroimán, en el momento exacto en el que se hayan alcanzado los niveles necesarios de dopamina. Estará conformado por una lámina de cobre conductora, cables, un set de pilas, una placa Arduino configurada previamente y un sensor de presión
Información pertinente
En la base habrá un texto informativo con datos de la materia y los pasos para hacer funcionar el dispositivo y entender el proceso. Se incluirán también los efectos perniciosos de niveles altos de dopamina en el cuerpo a largo plazo, invitando a los alumnos a reflexionar sobre los daños que les produce la droga, buscando prevenir un eventual consumo.
Soluciones similares:
Nuestro dispositivo está orientado a alumnos de tercero medio (según el plan de Mineduc). La idea de este dispositivo es mostrar los efectos de las drogas a nivel neuronal. Existen dos tipos de competencia: directa e indirecta. La directa es la que ofrece lo mismo que nosotros y la indirecta es la que vende productos o servicios alternativos o sustitutos, pero que básicamente cumplirían una función similar. Un ejemplo de competencia activa sería por ejemplo la histórica pugna entre Coca-cola y Pepsi. En nuestro caso, y porque el producto tenía que ser original y creativo, no existe competencia directa, pero si existe del segundo tipo, y será de suma importancia comprender sus cualidades, pros y contras para poder mejorar los aspectos que puedan enriquecer la experiencia del usuario.
Para hacer correctamente el estudio de competencia nos pusimos en contacto con un abogado de propiedad intelectual. Él nos sugirió las siguientes páginas para revisar patentes recientes y anteriores:
-http://www.inapi.cl/portal/institucional/600/w3-channel.html (INAPI instituto nacional de propiedad intelectual)
- http://www.wipo.int/portal/es/ (OMPI organización mundial de propiedad intelectual)
- http://www.inta.org/Pages/Home.aspx (INTA international trademark association)
- http://www.aippi.es (AIPPI asociación internacional para protección de propiedad intelectual)
No habiendo encontrado patentes para ningún dispositivo que pudiera ser competencia directa (no habían dispositivos patentados que mostraran los efectos de las drogas activamente), buscamos también en otras páginas tales como:
- http://www.ieee.org/index.html
- http://www.epo.org/searching/free/espacenet.html
Además de éstas, utilizamos el buscador Google para indagar sobre la competencia. El servicio de Google incluye una búsqueda especializada llamada Google Scholar (para alumnos y profesores) y una búsqueda de patentes. Los criterios de búsqueda utilizados fueron (interactive-educational-neuron-model-mockup-drug effects) (simplified mechanism drug action/w or w-out animation) y distintas combinaciones de los mismos.
No obstante, existe competencia indirecta a nuestro proyecto. Para facilidad de comprensión las dividiremos en 4 categorías; páginas Web, animaciones Web, Slideshows y maquetas.
Páginas Web: En esta categoría van todos aquellos sitios web que mostraban los efectos de las drogas ya sea a nivel neuronal, a nivel de órganos o del cuerpo entero. Ejemplos notables:
http://www.columbia.edu/cu/psychology/courses/1010/mangels/neuro/transmission/transmission.html (de la universidad de Columbia)
-https://faculty.washington.edu/chudler/mdma.html (de la universidad de Washington)
Animaciones web: Están en una categoría diferente de las páginas web para distinguir las animaciones, que son más interactivas y didácticas que las páginas web que eran básicamente texto e imágenes. Uno de estos fue también uno de nuestras grandes inspiraciones; la animación “Mouse Party” de la universidad de Utah nos sirvió como referencia gráfica a la hora de entender y aplicar los procesos sinápticos.
-http://learn.genetics.utah.edu/content/addiction/mouse/ (animación universidad de Utah)
-http://outreach.mcb.harvard.edu/animations/synapse.swf (animación Harvard)
Slideshows: Son presentaciones de tipo Powerpoint que son un poco más interactivas que las páginas web. Consisten en múltiples "slides", cada una con información diferente, lo que permite separar textos por idea. Incluyen bastantes imágenes. Ejemplos notables:
- http://es.slideshare.net/drdhriti/pharmacodynamics-mechanisn-of-drug-action
sumo.
Maquetas: Estos son los únicos dispositivos físicos que hallamos. En esta categoría estaría la competencia directa de nuestro dispositivo, ya que, por razones que explicaré luego, es fundamental para nuestro proyecto que este sea físico y tangible, distinto a un software, una animación o un ensayo. Aunque no encontramos una maqueta que mostrara los efectos de la marihuana sí encontramos maquetas que buscan desincentivar el uso de drogas como la que se ve en la imagen en esta página:
http://www.anatomystuff.co.uk/product-tarred-lung-model_244072.aspx
Las primeras tres categorías tienen las mismas falencias. En primer lugar requieren de computadores para cada alumno o de proyectores en las salas para que puedan utilizarse. Como se nos dijo a principio de año en la introducción a desafíos de la ingeniería, para que nuestro proyecto ayudara al mayor número de personas había que hacerlo orientado a todos los estratos sociales, y es una realidad de nuestro país que no todos los colegios de Chile tienen acceso a complementos tecnológicos, llámense computadores, tablets, Ipads, etc.
Además de esta primera falencia existe un segundo problema, la barrera idiomática. La gran mayoría de los elementos de las primeras tres categorías contienen textos para leer, por lo que sólo pueden ser leídos por aquellos con un gran manejo del idioma, y en Chile la cantidad de alumnos bilingües, aunque ha subido, sigue siendo insuficiente.
La tercera gran falencia de las tres primeras categorías es que no están orientadas (en su mayoría) a los niños. Hasta la página web de la universidad de Washington (que en teoría fue hecha para niños) carece de los elementos interactivos necesarios para captar el interés de los jóvenes estudiantes, y en cambio tiene un texto largo y tedioso que resultaría complicado para cualquiera.
Por supuesto hay excepciones. La animación de la universidad de Utah es altamente interactiva y didáctica. Además, existen páginas web para tratar los problemas relacionados con las drogas escritas en español.
Diferencias de J.A.I.M.E.
Lo que diferencia a nuestro producto de los de la competencia es que va a estar enfocado en personas de todos los estratos socioeconómicos, que va a tener poco texto para que no sea leer un texto lo que genere la experiencia educativa y que va a estar orientado a jóvenes que están aprendiendo la materia y deben buscar asimilarla a través de distintas formas, y no para alumnos con la materia ya aprendida que buscan una profundización de un tema que ya conocen.
Para lograr ésto aprovechamos todas las ventajas de las maquetas, y aprovechamos que no existe una que compita con la nuestra directamente.