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¿Cuáles son las aplicaciones médicas de la impresión 3D?

La impresión 3D tiene innumerables aplicaciones en el campo de la medicina. La generación de tejidos y órganos a medida mediante esta técnica ya no es ciencia ficción. Hoy en día es posible utilizar células vivas en lugar de materiales plásticos mediante la bioimpresión.

La bioimpresión surge de la combinación de la biología, la creación de biomateriales y la impresión 3D. Se trata del proceso de creación de estructuras celulares gracias al uso de una impresora 3D, lo que permite el desarrollo posterior de dichas células en un órgano funcional.

Es uno de los campos de la tecnología 3D que más ha crecido y evolucionado en los últimos años y puede ser la solución al problema de la limitación de órganos para ser trasplantados. En España, líder mundial en trasplantes, hay alrededor de 5.477 pacientes esperando un órgano (datos de 2016).

Otras aplicaciones

¿Sabías que el 98% de los audífonos se fabrican con esta tecnología? Una sola máquina es capaz de imprimir 30 aparatos en tan solo una hora y media.

Asimismo, sus aportaciones a la industria dental son impresionantes, ya que ha demostrado aumentar tanto la calidad de las piezas como la rapidez en su producción.

También ha demostrado su eficacia en la creación de tejido óseo. Destaca el caso de un paciente en EEUU sometido a una cirugía mediante la cual se le sustituyó el 75% de su cráneo por un implante de material biocompatible, muy similar al hueso real, fabricado con una impresora 3D. Otro caso de éxito fue el de una mujer de 83 años que recibió en 2012 en Bélgica el primer implante de mandíbula de titanio fabricado con esta tecnología.

En España, en 2013, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) junto con la Universidad de Jaén y Granada patentaron un sistema para regenerar hueso a partir de células madres.

El CSIC en colaboración con la UCM está trabajando también en la creación de prótesis que se integren con el cuerpo y que terminen desapareciendo.

Es precisamente el campo de la ortopedia el que ha sufrido una verdadera revolución con las prótesis realizadas con impresión 3D.

Esto se debe fundamentalmente a que su coste es muy inferior al de una prótesis tradicional: una prótesis robótica creada por una impresora 3D cuesta alrededor de 500 dólares, menos de la mitad que una convencional.

En España, el FabLab de la Universidad CEU San Pablo de Madrid, en colaboración con Enabling the Future, ha desarrollado recientemente una prótesis de brazo con impresión 3D. Se trata de una iniciativa cuyo objetivo consiste en la donación de piezas a niños y adultos que no tienen medios para acceder a prótesis convencionales.

El futuro ya está aquí

Pero la lista es interminable y, sin bien esta industria está dando aún sus primeros pasos, cabe destacar que en 2014 el mercado de la bioimpresión ascendía a los 487 millones de dólares, y se espera que crezca un 35,9% hasta el año 2022.

El líder indiscutible en este sector es Estados Unidos y en el contexto europeo, son Reino Unido y Alemania los que se posicionan en los primeros puestos.

Se estima que el mayor crecimiento venga de la mano del desarrollo de tejidos y órganos ya que son múltiples las investigaciones que se están llevando a cabo en su fabricación, tal es el caso del prototipo de oreja biónica creado por investigadores de la Universidad de Princeton, los trabajos en la producción de células madre, la impresión de vasos sanguíneos e injertos de piel para regenerar, por ejemplo, partes dañadas por quemaduras e, incluso, en el campo de la medicina regenerativa con la creación de vejigas, cartílagos, tráqueas o corazones.

Estos avances sin precedentes en el campo de la medicina reafirman la creencia de que la impresión 3D podría ser una de las piezas clave para la Cuarta Revolución Industrial.

 

 

 

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El imparable crecimiento de los FabLabs en España

Aunque la fabricación digital y la creación de prototipos comenzó hace unos treinta años, es en la última década cuando se ha empezado a abrir al gran público.

España ha sido uno de los países que ha protagonizado un mayor avance en este campo. De hecho, de los 1.153 FabLabs que existen, 44 se ubican en España. Hace un año eran 24 y en 2013 la mitad.

Ya explicamos en nuestro post ¿Conoces la cultura Maker y los FabLabs? que hay cuatro tipos de establecimientos basados en la cultura Maker: Hackerspace, Makerspace, TechShop y FabLab (acrónimo del inglés Fabrication Laboratory o Fabulous Laboratory). Estos últimos pertenecen a una red global de laboratorios locales distribuidos por todo el mundo, promovida por el Center for Bits and Atoms [CBA] del Media Lab del Instituto Tecnológico de Massachusetts [MIT] y en ellos se fomenta la creatividad proporcionando a las comunidades herramientas de fabricación digital.

Transformación digital

El pionero en nuestro país fue el Fablab de Barcelona y hoy en día constituye todo un referente mundial.

Es precisamente esta ciudad una de las que más apuestan por la transformación digital. Ejemplo de ello fue la Maker Faire, un encuentro celebrado el pasado mes de junio donde tuvieron cabida todas las áreas relacionadas con la cultura Maker, como la impresión 3D, la electrónica, la robótica, la nanotecnología, la realidad aumentada. El evento contó con la participación de inventores, ingenieros, artesanos o científicos que pudieron compartir sus conocimientos y creatividad mediante charlas, exposiciones, talleres y demostraciones interactivas. Esta feria se enmarca en el plan Barcelona Ciudad Digital 2017-2020.

Ligado a este plan está también el proyecto ‘Makers District: Fem Barri al Poblenou’ cuyo objetivo es que este antiguo barrio industrial se transforme en el piloto de la industria 4.0 y que al extenderse a otros distritos haga de Barcelona una ciudad ambientalmente sostenible y tecnológica con la ayuda de las herramientas de fabricación digital, una verdadera Fab City.

Muchos de estos espacios en España dependen de instituciones, como en el caso del el FabLab de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Sevilla , aunque otros son el resultado de la unión de un grupo de personas, como Makespace Madrid, una iniciativa gestionada por la Asociación Makespace Madrid e impulsado por los miembros de una comunidad. Forma parte de FabLab Madrid Network que depende de la red internacional FabLab Network.

Además del Makespace Madrid, FabLab Madrid Network cuenta con el FabLab Madrid CEU, FabLab Medialab-Prado y el FabLab UPM (Universidad Politécnica de Madrid). Todos ellos, ofrecen información sobre la red Internacional, formación y se relacionan con otros espacios para potenciar la colaboración entre proyectos locales e internacionales.

Otro buen ejemplo del interés en nuestro país es el nuevo Polo de Contenidos Digitales que se inauguró en junio, en Málaga, fruto de la colaboración entre el Ayuntamiento de Málaga y Red.es y que se convierte en el mayor de España. Su objetivo es erigirse como proyecto tractor para la economía digital e impulsar el emprendimiento y la innovación en este sector.

Este espacio acoge microempresas, FabLab, área de creación de videojuegos, animación y diseño gráfico, impresión 3D, área de startups, coworking, estudio de grabación de vídeo y de captura de movimiento, entre otros. Asimismo, tiene capacidad para la formación de unas 2.000 personas al año en los distintos ámbitos que requieren conocimientos digitales.

Yendo un paso más allá y con el objetivo de acercar la esencia de los Fablabs y la cultura Maker al gran público, en 2015, se inauguró en Madrid al primer FabLab Café, Fabertime un espacio para aprender cómo funciona una impresora 3D o una cortadora láser, compartir ideas o adquirir material mientras te tomas una cerveza.

Ese mismo año una furgoneta recorrió distintos pueblos y ciudades de la geografía española explicando la cultura Maker allá donde iban. Mendiante el Circolab -así se llamaba este laboratorio móvil-, sus seis integrantes con la ayuda de seis impresoras 3D, un escáner, una dobladora de varillas, una cortadora de vinilos, taladros y soldadores realizaron diversas actividades formativas en colegios, centros cívicos, FabLabs o incluso plazas de pueblos para todas las edades.

El fenómeno Maker empezó para muchos como un hobby, pero se está transformando en una oportunidad de negocio y en una verdadera forma de vida. Los jóvenes empiezan a pedir nuevos modelos de aprendizaje por lo que resulta cada vez más necesario contar con formación oficial como posgrados y, por qué no, un grado universitario.

En Bitaminia+ estaremos muy atentos a los avances que se producen y seguiremos informando.

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¿Conoces la cultura Maker y los FabLabs?

¿Conoces la cultura Maker?, ¿sabes lo que es un FabLab? Te damos una pista: Do it Yourself (DYI), o lo que es igual: hazlo tú mismo.

Puede que aún no estés familiarizado con estos términos, pero estamos seguros de que muy pronto estarán en boca de todos.

La cultura Maker es una corriente cuyo origen parece que se remonta al año 2005, cuando Dale Dougherty lanza la revista Make” para dar respuesta a una comunidad compuesta por un número cada vez mayor de DYEers, y responde a la idea de que todos somos capaces de desarrollar cualquier producto o idea en lugar de contratar a un especialista para que lo realice.

Los pilares sobre los que se sustenta el movimiento Maker son, en primer lugar, las herramientas digitales para el diseño y la fabricación: impresora 3D, cortador láser, escáner 3D, y el software CAD (diseño asistido por computadora).

Son herramientas que hasta ahora sólo habían tenido una aplicación industrial por lo que eran de gran tamaño y muy costosas. Ahora han llegado a las mesas de estos emprendedores con un precio y un tamaño mucho más reducido.

Esto no hubiese sido posible sin la liberalización del hardware (los componentes físicos con los que se fabrica una impresora 3D) y la aparición de software libre (programas informáticos que permite diseñar objetos e imprimirlos en tres dimensiones capa por capa).

Los makers se inspiran entre ellos para crear todo tipo de productos, desde robots o drones hasta diseños de moda o prótesis. Comparten abiertamente sus conocimientos y sus logros en beneficio de todos. Todos los inventos que realizan deben estar disponibles para que otras personas puedan usarlos y aprender de ellos. Se trata de una “innovación viral” que está cambiando la forma de crear, fabricar y vender.

Para ello, utilizan espacios compartidos donde interaccionar, intercambiar ideas y sacar el máximo provecho a la tecnología. Existen cuatro tipos de establecimientos basados en la cultura Maker: Hackerspaces, Makerspaces, TechShops y Fab Labs.

Los Makerspaces son espacios de acceso público para diseñar, crear y compartir conocimientos e ideas.

Aunque el concepto aparece en 2005 en la revista “Make”, no se popularizó hasta 2011, cuando Dale Dougherty registró el dominio makerspace.com

Ponen a disposición de los individuos equipos y herramientas novedosos para la creación de prototipos y para el desarrollo de productos y proyectos que generalmente no serían posibles de no contar con estos medios.

Dentro de este grupo están los FabLabs (acrónimo del inglés Fabrication Laboratories) que forman parte de una red internacional de laboratorios locales creada en 2005 por el científico Neil Gershenfeld, director del Center for Bits and Atoms (CBA) del Massachusetts Institute of Technology (MIT) en el seno de su Media Lab. Esta red global fomenta la creatividad proporcionando a las comunidades herramientas de fabricación digital. Se diferencian del resto en que los requerimientos para pertenecer a ella en cuanto a la maquinaria son muy específicos. La red aporta un mayor apoyo operativo, educativo, técnico, financiero y logístico que el que puede tener un único laboratorio.

Turbinas solares e hidráulicas, ordenadores, redes de datos wireless, casas personalizadas, instrumentos de análisis para la agricultura y la salud o máquinas de prototipado, son algunos de los proyectos que pueden desarrollarse en ellos. En la actualidad existen 1.155 Fablabs en el mundo.

Los TechShops, considerados también Makerspaces, es un grupo de espacios con fines lucrativos que comenzó su andadura en 2006 en California, y que se llamó a sí mismo “el Primer Taller Público de Acceso Abierto en América”. Fueron los establecimientos pioneros en ofrecer acceso público a talleres o workshops y también fueron los primeros en ofrecer la posibilidad de trabajar con máquinas de alta tecnología y que dispusieron infraestructura a sus miembros. Existen 14 TechShops, 10 de ellos en Estados Unidos.

Ambos conceptos (Fablab y TechShops) surgieron antes que la idea de Makerspace.

Por su parte, los Hackspaces suelen estar más asociados a campos como la ingeniería, programación y diseño gráfico. Además, incluyen talleres de diseño y fabricación de circuitos y dispositivos electrónicos y herramientas de prototipado, generalmente en el ámbito de modificación de hardware o componentes relacionados con la informática. Según la lista de la wiki de Hackerspaces  existen 2.181 centros en todo el planeta, 1.356 ya están operativos y 353 en construcción.

En todos estos espacios también se pueden impartir cursos sobre tecnología, innovación y diseño, se realizan actividades sociales y se desarrollan proyectos grupales.

Europa acoge el mayor número de FabLabs y Makerspaces y fue en este continente donde nacieron proyectos innovadores como el lenguaje de programación de Arduino, los microordenadores Raspberrimicro:bit o RepRap (impresoras 3D de código abierto, low cost y autorreplicacables) .

Cuarta revolución industrial

Pero ¿se trata aún de una utopía o estamos ante un cambio de modelo de consumo e incluso de una cuarta revolución industrial?

La impresión en 3D estará entre las tecnologías disruptivas que más cambiarán el mundo durante la próxima década. Así lo señala un informe realizado por la consultora McKinsey, que también añade que la fabricación directa de pequeñas series y productos personalizados, junto con la producción maker, serán las principales fuentes de generación de un negocio que alcanzará entre 230.000 y 550.000 millones de dólares anuales en una década.

Asimismo, el Global 3D Printing Report 2016, elaborado por la consultora EY, subraya que la tecnología de impresión en 3D crecerá hasta el año 2020 a un ritmo del 25% anual.

Datos aportados por la consultora Context exponen que este año el crecimiento de las ventas de impresoras en 3D personales será de un 40%, aunque la penetración de dicha tecnología en gran consumo aún sigue lejos de realizarse a media o gran escala.

Parece que, al menos en el corto plazo, no dejaremos de ir a comprar a las tiendas para fabricar nuestros productos en casa, pero no cabe duda de que se trata de un fenómeno imparable. ¿Llegaremos a vivir en un futuro en una fab city? Quien sabe…

El tema de la cultura Maker da mucho de sí así que, ¡no terminamos aquí! En próximos post hablaremos de los FabLabs en España y de la impresión en 3D aplicada al campo de la salud. ¡No te los pierdas!