Ratas con mochilas olfatean víctimas bajo los escombros

Las ratas son comúnmente conocidas como plagas y propagadoras de enfermedades y la peor pesadilla de muchas personas. Sin embargo, son criaturas muy inteligentes y pueden ser entrenados tan bien como los perros. La organización de ayuda belga APOPO entrena ratas hámster africanas para buscar víctimas del terremoto bajo los escombros, usando una mochila en la espalda, desarrollada por estudiantes de TU/e. Bram van Kasteren defendió su tesis de maestría sobre la determinación de la ubicación a fines de diciembre. Esto eventualmente permitiría a los rescatistas saber exactamente dónde encontrar a la víctima cuando la pequeña rata presione el botón de alarma.

«Las ratas son pequeñas, curiosas e inquisitivas, pero sobre todo pueden oler muy bien», explica Roel Jordans. Es docente e investigador del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la TU/e. Supervisó a Bram van Kasteren durante su tesis de maestría, que se completó justo antes de Navidad.

Es ese asombroso sentido del olfato de la rata lo que inspiró a la organización sin fines de lucro APOPO, que se ha hecho conocida por detectar con éxito minas terrestres en todo el mundo, así como por detectar el olor específico de la enfermedad tuberculosis en muestras de esputo. Hace unos años, la organización recibió una solicitud de Türkiye, propensa a los terremotos, para usar las ratas para buscar sobrevivientes bajo los escombros de los edificios derrumbados. Eso planteó desafíos completamente nuevos, donde el departamento de Ingeniería Eléctrica de TU/e ​​pudo agregar su valor.

Olfateando a las víctimas

Jordans dice: «Para localizar a las personas enterradas bajo los escombros, la rata tenía que estar en comunicación con los rescatistas. Para eso necesitaban un sistema con micrófono, cámara, controlador, GPS, antenas… lo que sea. Exactamente el tipo de trabajo en el que nos especializamos. Así nació el proyecto llamado RescueRats».

El estudiante Sander Verdiesen, ahora graduado, fue el primero en recoger el guante. Para su pasantía de 2019, desarrolló una mochila impresa en 3D con la electrónica necesaria para la rata. Incluso viajó a Tanzania para probar y mejorar su diseño. Allí se encuentra el centro de formación de APOPO y donde se preparan las ratas hámster africanas para su trabajo.

Después de su pasantía, no podía abandonar el proyecto, por lo que continuó trabajando en el prototipo bajo la dirección de Jordans. Ahora hay una mochila pequeña y robusta con una cámara integrada mejorada y baterías que duran más. También agregó un botón de alarma debajo del cuello de la rata para que el animal pueda notificar a los rescatistas cuando haya encontrado una víctima. Verdiesen dice: «Eso no fue tan fácil, porque ese interruptor tiene que ser lo suficientemente sensible para enviar la señal, pero no romperse cuando la rata tira de él con sus fuertes garras».

Sin GPS bajo los escombros

La comunicación resultó ser un tema espinoso, porque el GPS subterráneo no funciona. Jordans dice: «Idealmente, la ubicación exacta de la rata debajo de los escombros se envía en tiempo real a los rescatistas en la superficie. De esa manera, los ayudantes pueden verificar en un mapa en su teléfono móvil exactamente dónde está la rata con la víctima y qué tan lejos están». ellos mismos lo son». Fue este nuevo problema lo que llevó a Bram van Kasteren a trabajar en su tesis de maestría, que defendió con éxito en diciembre de 2022.

Van Kasteren dice: «El ambiente caótico de un área de desastre hace que localizar a la rata sea muy complicado. No sabes cuánto concreto y metal hay entre la rata y el receptor y cuánta influencia tiene eso en tu señal, lo que requiere un sólido sistema.»

La señal fuerte encontró pocos obstáculos

Después de varias pruebas, la triangulación de radio demostró ser el mejor método en cuanto se pierde el GPS. En esto, el sistema monitorea múltiples puntos de medición para determinar su ubicación. «Colocamos múltiples antenas alrededor de los escombros y transmitimos una señal a través de una antena en la mochila de la rata. Luego, las antenas receptoras buscan la señal más fuerte. Eso indica mejor su dirección, porque ha encontrado menos obstáculos en el camino y, por lo tanto, es menos desviada por la reflexión», explica Van Kasteren.

El software en un receptor central puede determinar de dónde proviene la señal. Al combinar las líneas de todas las antenas receptoras, surge un solo punto donde debería estar la rata. Cuantas más antenas receptoras se utilicen, más preciso será el posicionamiento.

Placa de circuito

Entonces Van Kasteren construyó su propia placa de circuito con altímetro, antena y módulo GPS. Probó su diseño en el campo de hockey sobre césped de TU/e. Van Kasteren dice: «Ya hemos diseñado y probado la placa de circuito al aire libre. El siguiente paso es agregar desechos para ver cuánta interferencia se produce. Todavía no hemos llegado a ese punto, por lo que me gustaría seguir involucrado para seguir trabajando. en eso.»

Jordans agrega: «Ojalá podamos motivar a otros estudiantes a continuar trabajando en los módulos de antena. También queremos agregar una especie de función de walkie-talkie a la mochila, para que el rescatista pueda hablar con la víctima. Eso requiere bastante averiguando porque la baja intensidad de la señal requiere una fuerte compresión de audio. También estamos buscando estudiantes para esto. Tanto para pasantías como para proyectos de tesis».

Nevera llena de distracciones

Mientras tanto, el entrenamiento de las ratas en el centro de entrenamiento de APOPO en Tanzania está en pleno apogeo. En un edificio donde se ha recreado con escombros un escenario de desastre, la rata debe buscar un voluntario sin que la distraiga un cesto de ropa sucia o una nevera abierta llena de comida.

Y el trabajo de la mochila tampoco se ha detenido. Después de graduarse, Sander Verdiesen trabajó en Philips durante dos años, pero siempre se ha mantenido involucrado con APOPO como voluntario para seguir trabajando en la mochila para ratas. No podía dejar de trabajar en un entorno de bajos recursos y, por lo tanto, ahora trabaja en GOAL 3, spin-off de TU/e, que construye tecnología simple y barata para el sistema de salud en países africanos. Además, Sander asume un papel más activo en APOPO como gerente de proyectos a tiempo parcial.

Bram, por su parte, también se mantiene activo en el mundo de las zonas de desastre. Comenzará su pasantía en Tokio la próxima semana, donde trabajará, entre otras cosas, en el desarrollo de drones para buscar víctimas durante tsunamis y deslizamientos de tierra. En cuatro o cinco meses, espera graduarse y le gustaría permanecer activo en APOPO.

Próximos retos

Las ratas de la ONG belga APOPO, fundada en 1998 por dos estudiantes de la Universidad de Amberes, han detectado ya más de 130.000 minas terrestres y otros explosivos en todo el mundo. De ahí el acrónimo de APOPO: Desarrollo de productos de desminado de minas antipersonal. La rata revisa un área del tamaño de una cancha de tenis en 30 minutos, mientras que un desminador bien entrenado tarda cuatro días. Ventaja adicional: las propias ratas no corren peligro, ya que son demasiado ligeras para detonar la mina.

Desde 2007, la organización de ayuda también ha estado utilizando ratas para oler el olor específico de la tuberculosis. Los pequeños roedores ahora han logrado detectar tuberculosis más de 25,000 veces en casi 850,000 muestras de esputo de personas potencialmente infectadas en países africanos. La rata es capaz de comprobar 100 muestras en 20 minutos, donde un investigador con microscopía solo puede procesar 25 muestras al día. En este momento, la ONG trabaja en la localización de víctimas en las zonas de desastre, así como en la búsqueda de contrabando en las terminales de contenedores.