Sistema de control automático por medio de visión para sistema de arrastre de microfilamentos PCL

Abstract

La Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales es la encargada de diversos proyectos innovadores, entre ellos se encuentra “Desarrollo de un sistema de estudios in-vitro adaptable en equipo de pruebas dinámicas, con miras a generar estímulos biomecánicos sobre cultivos celulares” donde se producen células musculares y osteogénicas para observar su comportamiento a diversos estímulos. Para que las células se desarrollen, se utiliza una estructura de policaprolactona (PCL) para lograr inocular las células. Dicha estructura debe contener filamento de PCL de máximo 0,1 mm de diámetro para que las células se desarrollen exitosamente. Actualmente, los investigadores no cuentan con una manera exacta y precisa de producir el filamento de PCL con estas características. Este proyecto se enfoca en la medición del filamento y el control del sistema mecatrónico encargado de elongar el filamento. Para la medición del diámetro, observando las especificaciones dadas por los investigadores y comparándolas con las propuestas se decide realizar un sistema de visión con la capacidad que tomar medidas micrométricas. Estas mediciones serán transferidas al microcontrolador de los motores, donde se realizará el control de estos para obtener filamentos con diámetros deseados. Ambas partes se validan con pruebas de hipótesis con resultados positivos en cada una.

The projects developed at the School of Science and Engineering of the Materials have proven to be diverse and innovative. One of these projects, the “Development of an in-vitro study system adaptable to a dynamic test equipment, with the purpose of generating biomechanic stimulus over cell cultures”, revolves around producing and experimenting muscular and osteogenic cells. To inoculate these cells, scaffolds made with filaments of polycaprolactone (PCL) are used, which are produced by the personnel of the project. These filaments must have a diameter of 0.1 mm to allow an optimal growth and inoculation of the cells. Currently, the investigators do not have a reliable way to produce the filament with the specifications needed. This project focuses on the design of a measurement system and the control of the mechatronical system that elongates the filament. For the diameter measurement, the specifications of the investigators were reviewed and comparing them to the different proposals, the vision-based measurement system was chosen. The measure made by the system was them transferred to the motor’s microcontroller, where they will be controlled based on the measurement system data. By statistical hypothesis testing both systems were validated.