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15 jóvenes innovadores que ya están marcando la diferencia

octubre 12, 2021

Un joven de 16 años que inventó una nueva forma de trasladar las vacunas de forma segura. Un joven de 17 años que desarrolló una nueva y mejor batería de litio y azufre. Un joven de 16 años que descubrió cómo mantener el polvo fuera del rover de Marte. En todo el país, las mentes jóvenes están avanzando a pasos agigantados en los campos de la ciencia y la tecnología, ayudando a hacer del mundo un lugar mejor. Aquí hay 15 jóvenes que están ayudando a moldear el futuro.

Esta historia aparece en la edición de noviembre de 2015 de Popular Mechanics

Pravin Ravishanker, 15 años, Sunnyvale, California

Detección temprana de la enfermedad de Alzheimer: A pesar de ser la sexta causa principal de muerte en los EE. UU., El Alzheimer no se puede prevenir y actualmente se diagnostica en solo el 45 por ciento de los pacientes afectados. Pravin Ravishanker quiere hacerlo mejor. El joven de quince años creó una herramienta de software, ALZCan, que combina neurociencia, estadística y programación de computadoras para diagnosticar la enfermedad de Alzheimer, antes de su aparición. Utilizando técnicas de aprendizaje automático y datos de la Iniciativa de neuroimagen de la enfermedad de Alzheimer, Ravishanker entrenó a ALZCan para encontrar indicadores biológicos de la enfermedad. Pudo predecir la aparición de deterioro cognitivo leve y Alzheimer con un año de anticipación con un 68 por ciento de precisión y dos años antes con un 55 por ciento de precisión. Con más datos de pacientes para refinar aún más las predicciones de ALZCan, Ravi shanker espera que esos números aumenten, y que tengamos una mejor oportunidad de descubrir cómo detener la enfermedad de Alzheimer.

Vikram Pandian, 14 años, Allentown, Pensilvania

Energía del aire: Un informe de un libro de cuarto grado sobre Nikola Tesla le presentó a Vikram Pandian la idea de hacer que la energía atraviese el aire. Hoy en día, los investigadores están aprendiendo a utilizar la energía de las ondas de radiofrecuencia que nos rodean, que se encuentran en forma de señales de radio, televisión, Wi-Fi y celulares. Pero para saber qué tan efectivo podría ser ese tipo de sistema, los científicos necesitan saber dónde está disponible la energía de RF. Pandian construyó un dispositivo impulsado por Arduino que mide la energía de RF ambiental y una aplicación para crear mapas de calor de la misma. Él prevé que su dispositivo se incorpore a automóviles o dispositivos móviles para generar un mapa global de energía de RF.

Charles Noyes, 16, Villa Park, California

Software antivirus basado en bitcoin: En sus propias palabras: «Si te dijera: ‘Confía en que te guardaré $ 1,000 hasta que me pidas que te los devuelva’, probablemente dirías que no. Y no te culpo. Pero si hay un millón de personas quién estará atento para asegurarse de que lo guardo para usted, probablemente tendrá un poco más de confianza en mí. Esa es la gran idea detrás de Bitcoin. Se llama blockchain, y es un método para que todos se comuniquen entre sí. . Mi proyecto, BitAV, aplica esta idea a la protección antivirus. Cuando descarga el software, comienza a analizar su computadora y a compilar informes anónimos. Se da cuenta de los problemas que están ocurriendo y cada computadora en la red aprende de estos informes. Con un millón ojos, incluso si algunos de esos ojos son maliciosos, las probabilidades de que encuentres a alguien que diga una vulnerabilidad o diga que ocurrió un ataque son mucho más altas.

Mihir Garimella, 16 años, Pittsburgh, Pensilvania

Drones más inteligentes: El año pasado, Mihir Garimella ganó el premio de informática de Google Science Fair por FlyBot, un dron con un sistema de navegación inspirado en las moscas de la fruta. Este año Garimella expandió el proyecto a lo grande, desarrollando dos nuevas tecnologías de drones basadas en el conocimiento de los animales.

Su tecnología de detección de obstáculos, inspirada en parte por la visión de las aves, utiliza la detección de bordes y una sola cámara convencional para mapear un espacio en 3D. Así es como el cerebro de las aves desarrolla la conciencia espacial con ojos que apuntan en direcciones opuestas. «Las aves ya han resuelto este problema de obtener información sobre un mundo en 3D con imágenes en 2D», dice Garimella, «dibujar a partir de ellas es lo más natural». La otra nueva tecnología de Garimella se basa en la forma en que las moscas usan sus sentidos de forma selectiva para encontrar comida. Muchas tecnologías de búsqueda intentan encontrar la ubicación precisa de un sujeto, pero ahorra poder de procesamiento al enfocarse simplemente en acercarse, ignorando los datos de los sensores que no pueden ayudar a lograr ese objetivo.

Así es como funcionó en una prueba en la que el objetivo era localizar un incendio: desde lejos, el fuego a menudo no se puede ver ni sentir, por lo que el dron usó su detector de humo para elegir dónde mirar primero. Acercándose, comenzó a revisar su cámara en busca de rojo o amarillo. Cuando se enfocó, su sensor de temperatura ofreció la máxima precisión. Esta estrategia podría usarse con diferentes tipos de sensores para encontrar otras cosas, como personas atrapadas entre los escombros.

Hasta ahora, Garimella ha pirateado su propia electrónica y software en productos existentes. Ahora está diseñando el suyo y cree que puede reducir el costo a alrededor de $ 200, lo suficientemente barato como para usarlo en áreas empobrecidas.

Maya Varma, 17, San José, California

Análisis pulmonar más rápido: Los espirómetros de diagnóstico, máquinas que analizan la salud de los pulmones después de que los pacientes soplan en ellos, cuestan cientos de dólares. Maya Varma usó impresión 3D, ingeniería eléctrica y una aplicación para construir una por menos de $ 35.

La aplicación Los datos se utilizan para calcular varias medidas clave de la capacidad pulmonar y la tasa de flujo. Junto con la información básica del paciente, estas medidas permiten que el sistema de Varma diagnostique la EPOC, el asma, el enfisema, la bronquitis crónica y la enfermedad pulmonar restrictiva con una precisión notable.

El tubo Electronics Aquarium conecta el espirómetro a un sensor de presión que convierte el cambio de presión en voltaje. Un microcontrolador Arduino envía los datos de voltaje a una aplicación de Android.

El sistema del espirómetro Varma utiliza un neumotacómetro Lilly impreso en 3D, un espirómetro que calcula el flujo midiendo el cambio de presión a través de una malla cuando sopla en ella.

Kathy Liu, 16 años, Salt Lake City, Utah

Una mejor batería de litio y azufre: Las baterías de litio-azufre podrían ofrecer densidades de energía más altas que las baterías de iones de litio, favorecidas por compañías como Tesla, pero aún tienen problemas que resolver. Los científicos han estado buscando formas de evitar que los electrolitos de las baterías disuelvan sus compuestos de azufre, lo que reduce su capacidad. La solución de Kathy Liu es secuestrar el azufre en una jaula molecular hecha de glucosa. La glucosa es eficaz y también económica: debido a que la glucosa y el azufre tienen puntos de fusión compatibles, son fáciles de combinar y, dado que la glucosa es un azúcar abundante y natural, es sostenible.

Deena Mousa, 16, Troy, Nueva York

Tratamiento de coágulos de sangre: El noventa por ciento de los soldados que murieron por heridas potencialmente sobrevivientes en los primeros diez años de combates en Irak y Afganistán murieron debido a la pérdida incontrolada de sangre. La coagulación se produce en tres pasos, pero la mayoría de los tratamientos se dirigen solo a uno. Deena Mousa desarrolló una mezcla de compuestos llamada Hemostat V-Seal para acelerar los tres. Los tratamientos convencionales requieren de diez a once minutos para detener el sangrado, pero Hemostat V-Seal tarda de tres a cuatro. Mousa ha solicitado una patente y está dando pasos preliminares hacia la disponibilidad comercial.

Ashwin Datta, 16 años, Hillsboro, Oregón

Una forma de mantener el polvo fuera del rover de Marte: Entre las películas de ciencia ficción favoritas de Ashwin Datta se encuentran las de Regreso al futuro. En una de las escenas más famosas de las películas, Marty y Doc Brown usan un rayo para suministrar el voltaje que necesitan para hacer funcionar su invento que cambia el mundo. Datta ha hecho algo similar. Diseñó un dispositivo que utiliza descargas eléctricas para eliminar partículas de superficies sensibles, como la cámara del rover de Marte Curiosity, para el que el polvo rojo pegajoso presentaba un gran desafío. El prototipo funcionó pero necesitaba más potencia. Mirando Policías una noche con su familia, Datta tuvo un golpe de inspiración. Compró una pistola paralizante de baja corriente, la conectó a su dispositivo y limpió el polvo de su lente de prueba. Quiere su invento en el próximo rover de Marte, que se lanzará en 2020.

Christopher Lu, 17, San Diego, California

Rastreando el cerebro: En sus propias palabras: «El verano pasado obtuve una pasantía en la reconstrucción de neuronas en el Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California. Una máquina especial corta tejido cerebral en rodajas de treinta nanómetros de grosor y toma una foto de cada una, por lo que cada Un trozo de cerebro termina como una barra de pan con mil seiscientas rebanadas. Estábamos usando las secciones transversales para crear imágenes en 3D de las neuronas. Pensé que sería genial, pero resultó ser realmente aburrido. Tuve que rastrear los contornos de las neuronas a mano durante ocho horas todos los días.

Anurudh Ganesan, 16 años, Clarksburg, Maryland

Una mejor forma de transportar vacunas: Cuando era un bebé, los abuelos de Anurudh Ganesan lo llevaron diez millas para vacunarlo. Pero cuando llegaron a la remota aldea en el sur de la India, las vacunas no se podían utilizar debido a una refrigeración inadecuada. Ganesan sabe lo afortunado que fue de haber sobrevivido a esa experiencia. Pero muchos niños no tienen tanta suerte. En todo el mundo, 1,5 millones de niños mueren cada año por enfermedades que podrían haberse prevenido. Eso inspiró a Ganesan a crear el Vaxxwagon, una unidad de transporte refrigerado para vacunas que funciona con sus propias ruedas.

Mientras que los camiones y aviones con refrigeración confiable transportan las vacunas desde los fabricantes hasta los distribuidores y las clínicas, el transporte a las aldeas remotas a menudo se realiza a pie o en bicicleta mientras se usan bolsas de hielo. Eso plantea muchos problemas. «Para hacer hielo, básicamente se necesita agua y electricidad, los cuales son recursos valiosos en estos países en desarrollo», dice Ganesan. «Más de mil millones de personas no tienen acceso a la electricidad, y mucho menos a hacer hielo».

El Vaxxwagon es un carro con un enfriador de agua modificado adjunto. Cuando las ruedas del carro giran, su acción mecánica genera energía para un sistema de refrigeración similar al que se encuentra dentro de su refrigerador típico. El prototipo Vaxxwagon permanece frío durante cuatro horas después de seis horas de tirar del carro a una velocidad de ocho a diez millas por hora, y Ganesan está trabajando en una mejora de la eficiencia para obtener veintidós horas de refrigeración con solo dos horas de trabajo. A un costo de menos de cien dólares, el carrito es asequible y puede ser arrastrado por casi cualquier cosa, lo que crea flexibilidad para los usuarios en diferentes ubicaciones.

Escuela secundaria de Greenwich, Greenwich, Connecticut

Alto avance: Si las ferias científicas fueran un deporte, Greenwich High serían los Yankees de Nueva York. En los diez años que Andrew Bramante ha estado enseñando la clase de investigación científica independiente con honores allí, Greenwich ha enviado al menos un estudiante cada año a la Feria Internacional de Ciencia e Ingeniería de Intel. Este año envió cinco.

Dos de esos estudiantes llamaron nuestra atención. La joven Olivia Hallisey (arriba, izquierda), de diecisiete años, vio cómo el ébola devastó África y creó una nueva prueba para detectar la enfermedad antes de que se desarrollen los síntomas. Al usar el cambio de color para indicar un resultado positivo, se puede entender universalmente y costará un 97 por ciento menos que las opciones existentes. Tampoco requiere refrigeración, una desventaja de las pruebas actuales.

Junior Margaret Cirino (arriba, derecha), de dieciséis años, desarrolló un transportador soluble en agua para medicamentos en su cuerpo …