Grupos de investigación

NanoBioEnginyeria

Prof. Dr. Josep Samitier i Martí

Caracterització Bioelèctrica a la Nanoescala

Dr. Gabriel Gomila

En el camp de la microbiologia s'ha detectat un continu creixement en el número de bacteris patogènics. Aquest fet fa necessari el desenvolupament de tècniques ràpides i fiables d'identificació bacteriana. Mitjançant les tècniques de caracterització elèctrica a la nanoescala que desenvoluparem en els propers anys volem adreçar la qüestió de si és possible identificar els bacteris de manera diferencial mitjançant les seves propietats elèctriques intrínseques, la qual cosa no requeriria de la utilització de marcadors biològics.

Microrobòtica i nanomanipulació de mostres biomèdiques.

Dr. Manel Puig i Vidal

Smart Self-Powered Bio-Electronic Systems.

Dr. Pere Ll. Miribel-Català

S'està desenvolupant en dos camps íntimament relacionats, com són l'alimentació dels equips electrònics per tal de fer-los autònoms, i la d'instrumentació de sensors, en particular, orientats a aplicacions amb biosensors, sigui a nivell discret to full-custom VLSI. Portabilitat en aplicacions 'point-of-care'. El desenvolupament d'estructures implementables per sensats in-vivo (on-chip implantable devices).

La recerca del grup Sistemes d'Instrumentació i Comunicacions (SIC) s'engloba dins del camp del disseny de sistemes electrònics per a la mesura, instrumentació i transmissió d'informació. És un camp de recerca interdisciplinari, ja que les aplicacions dels resultats de recerca ho són en sí.

Les aplicacions de les línies de recerca en que el grup està treballant actualment són:

• Biotecnologia
• Electrònica per l'espai
• Electrònica per a l'automoció
• Electrònica i Sensors per a detectors de física d'altes energies
• Intel·ligència Ambiental
• Micro-Robòtica

La recerca desenvolupada per el grup combina temes com: tecnologia, simulació i modelització de sistemes, estructures, dispositius, circuits i sistemes, algoritmes de control i protocols de comunicació, amb un objectiu general d'assolir les tasques predeterminades amb el mínim consum i el màxim d'optimització. Tot això obliga a cobrir un camp que abasta des de l'adquisició d'informació, el seu processat i la seva transmissió tot mitjançant sistemes electrònics. Tots aquests aspectes o línies són necessàries per afrontar de manera global el disseny, modelització, fabricació i test de Micro/nanosistemes, en els que s'integren sensors, actuadors, circuits integrats per al processat i control de la informació.

Un fet destacable és que el grup de recerca ha estat un grup que ha obert noves línies de recerca dins de la Universitat de Barcelona en els àmbits de les TIC i de micro i nanotecnologia sempre en el context de l'Enginyeria Electrònica en l'àmbit de recerca dels sistemes d'Instrumentació i Comunicació.

El grup de processat de senyal intel·ligent té com a objectius:

• El desenvolupament de sistemes intel·ligents de mesura basats en processat de senyal, en especial en l'àmbit de la mesura de gasos i volàtils.
• La contribució a l'avanç de l'estat del art de la olfacció artificial
• La generació de coneixement en el marc del desenvolupament de nous algorismes de processat bioinspirats
• Donar solució a les necessitats concretes generades per qualsevol aplicació en el marc de la mesura de gasos i volàtils.

En relació directa amb aquests objectius, les línies de recerca principals del grup es resumeixen en els següents punts:

• Sistemes de olfacció artificial
• Processat de senyal per a instrumentació intel ligent
• Sistemes de processament de senyal inspirats biològicament
• Modelització de microsistemes

Com a conseqüència de l'activitat del grup en aquestes línies de recerca, en els darrers 5 anys la recerca duta a terme en el si del grup ha donat lloc directa o indirectament a 31 publicacions en revistes referenciades, 50 comunicacions en congressos, 2 patents i un capítol de llibre publicat. En aquests mateixos 5 últims anys, el grup ha participat en 10 projectes de recerca més 6 contractes de recerca aplicada que ha permès la generació de 4 tesis doctorals.

El grup atresora més de 15 anys d'experiència en el camp de processat de senyal i disseny de sistemes de detecció i identificació de volàtils. Durant tots aquests anys el grup ha utilitzat múltiples tecnologies sensores (sensors d'òxids metàl.lics, sensors electroquímics, sensors òptics, ...) per al desenvolupament de diferents sistemes intel ligents de mesura de gasos i volàtils.

Addicionalment, el grup té experiència i capacitat en instrumentació química avançada (cromatografia de gasos, espectrometria de masses, ...) i disposa de dos cromatògrafs i un espectròmetre de masses, així com d'un nas electrònic comercial i diversos prototips desenvolupats.

Finalment, en els darrers anys el grup ha començat a investigar i utilitzar la tecnologia d'espectrometria d'ionització d'ions (IMS) com a eina nova per a la recerca en el marc de la olfacció artificial i disposa de dos instruments IMS basats en tecnologia de font de Niquel i de font d'ultravioleta.

Per últim, mantenint les activitats en la recerca aplicada i la mesura de volàtils, darrerament les activitats del grup estan derivant cap a la recerca en el camp de la bioenginyeria, tractant d'estudiar el comportament dels sistemes olfactius biològics per tal de treure conclusions útils per a la generació de nous algorismes de processat bio-inpirats.

Modelització de components passius per a aplicacions RF, RFIC i microones..

Aquesta línia d'actuació va ser històricament la primera del grup de RF. En aquest camp els treballs del grup són un referent a nivell internacional. La modelització d'inductors i transformadors integrats o empotrats 'embedded' continua sent un camp de recerca molt actiu, en el que el grup de RF és molt competitiu. Pels propers cinc anys l'activitat en aquest camp es centrarà en l'obtenció de models de comportament elèctric d'inductors i transformadors en tecnologia planar, integrada o ceràmica monolítica; en la definició d'una metodologia d'optimització geomètrica del 'layout' d'aquest components i en la generació d'eines automatitzades del disseny.

Disseny de blocs funcionals bàsica per a aplicacions RF i RFIC.

Aquesta línia d'actuació es va inicia en el 2001 i s'ha desenvolupat de manera molt significativa en els darrers anys. El grup de RF ha sigut pioner en l'ús d'oscil·ladors injectats per a definir blocs amb funcionalitat específica en el disseny RF. El treball fet queda plasmat tant en publicacions i ponències científiques com en patents. En els propers anys es pretén avançar en aquesta línia, explorant, principalment, les característiques de reconfigurabilitat i adaptabilitat d'aquest blocs funcionals.

Definició de noves arquitectures de conversió directa basades en l’ús d’oscil·ladors injectats.

En el camp del disseny RF i RFIC aquesta línia és la més recent en el que el grup de RF s’ha involucrat. Tot i això ja ha donant fruits significatius tant a nivell de publicacions com de patents. En els propers cinc anys l’objectiu és explotar noves arquitectures per a aplicacions en sistemes de comunicació de 4G, destacant la reconfigurabilitat i adaptabilitat com a característiques fonamentals.

Interacció de camps de radio freqüència i teixits biològics.

Aquesta línia s’ha iniciat recentment en el grup de RF. Respon a l’interès creixent en els efectes que poden tenir les radiacions electromagnètiques no ionitzants en el teixits biològics; sobretot degut a la gran proliferació d’equips de comunicacions portàtils, particularment la telefonia mòbil. En el si del grup de RF s’ha iniciat una activitat de modelització de la interacció de la radiació electromagnètica en el rang de GHz amb matèria viva, mitjançant l’ús d’eines de simulació electromagnètica en el domini temporal (FDTD).

-

El Grup de Recerca MIND, Micro i Nanotecnologies i Nanoscòpies per Dispositius Electrònics i Electrofotònics, està principalment compost per membres del Departament d'Electrònica de la Universitat de Barcelona. Actualment, hi ha 13 doctors a l'equip investigador, 6 dels quals pertanyen o al cos de funcionaris o contractats permanents, i més de 15 estudiants de doctorat. El grup està liderat pel Catedràtic Albert Cornet. Els investigadors del grup MIND també pertanyen al IN2UB, l'Institut de Nanociència i Nanotecnologia de la Universitat de Barcelona.

El Grup MIND es un grup d'excel·lència amb el suport econòmic de la Generalitat de Catalunya. Durant el períde comprés entre el 2009 i el 2013, el grup ha participat en més de 30 contractes de recerca, incloent 14 projectes nacionals, 2 projectes Europeus i 15 contractes amb entitats del sector productiu. Durant aquest temps, , el Grup MIND ha dirigit 14 tesis doctorals. En aquest període també s'han publicat vora de 200 articles amb un factor d'impacte mitjà de 3.50.

Dades bibliogràfiques del grup

Els objectius generals de la recerca al MIND pertanyen a les següents línies de recerca:

• Micro i Nanotecnolgies

• Electrofotònica

• Nanoscòpies

• Model·lat