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    Item type:Research Project,
    Development of a clinical multi-excitation optical coherence elastography system to interrogate corneal biomechanics for the detection and staging of normotensive glaucoma
    In Peru, Glaucoma is the first cause of irreversible blindness characterized by progressive optic nerve damage and visual field loss. It is estimated that 50% of Glaucoma Peruvian patients are not aware they carry such a disease. The primary risk factor for Glaucoma detection is elevated intraocular pressure (IOP). However, normotensive Glaucoma (NTG) is a form of Glaucoma that develops in the eye despite its IOP being within the normal range of 12 to 21 mmHg. Therefore, early detection of NTG becomes a challenging task and it is crucial for timely intervention and preservation of vision. Currently, NTG diagnosis relies on IOP measurements through the cornea and visual field testing, which may miss the early stages of the disease. Corneas with abnormal (softer) biomechanics and topography (high astigmatism) may lead to inaccurate readings of IOP which, added to the assumptions made by each clinical tonometer, results in high variability in the estimation of IOP. Moreover, there is scientific evidence reporting that patients with NTG tend to have softer corneas compared to control patients.We propose the development of a clinical multi-excitation optical coherence elastography system to interrogate corneal biomechanics for the detection and staging of normotensive glaucoma. This system will be capable of measuring the topography of the cornea (structural B-mode frame information) and the corneal dynamic response (biomechanical information) from two simultaneous excitation sources: air-pulse macro deformation (AP-MD), and air-couple ultrasonic wave excitation (AC-US). The innovative integration of both excitation technologies together with a finite element model (FEM) of the eye will allow us to probe not only the shear modulus of the cornea through the propagation of Lamb waves, but the calculation of a true-biomechanically corrected IOP. The accuracy of the estimations of shear modulus and corrected IOP using measurements from the clinical system and the outcomes of the inverse FEM simulations will be tested using ex vivo animal models of the eye by modulating IOP with an artificial pressure-control system, and corneal stiffness with collagen enzymes. After a safety validation of the system in terms of acoustics, photonics, and air pressure for human use, a preliminary patient study will be carried out with 20 control patients, 20 patients with NTG, and 20 patients with high-tension Glaucoma (HTG). These measurements and estimations will be used to generate biomechanically inspired biomarkers of the corneal to detect early and advanced stages of NTG. We expect that shear modulus and the true-biomechanically correlated IOP can separate NTG from control and HTG patients. The impact of this research on the Peruvian ophthalmology healthcare system is fundamental since our proposed solution could catch NTG earlier and enable patient treatment to avoid further optical nerve damage and vision loss. This represents more than 80% in savings in the application of more invasive (costly) treatments and preserving vision quality. Finally, this technology can be used to understand the impact of unusual corneas (i.e., high astigmatism, low rigidity, and thin corneas) in the estimation of IOP, treatment monitoring, and the evaluation of other ocular diseases such as keratoconus.
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    Item type:Research Project,
    KERALASTIC: Biomechanical mapping of the human cornea for early detection and treatment monitoring of Keratoconus
    Keratoconus is a degenerative disease that affects the human cornea and impairs the vision of populations at key ages for education and labor insertion. In Peru, incidence rates of Keratoconus are high (2 in 1000 individuals) compared to developed countries. Keratoconus detection in subclinical stages is fundamental to avoid disease progression until needing a corneal transplant; however, it remains challenging since the standard of diagnostics is only based on the topography measurements of an already deformed cornea. Scientific evidence shows that the local rigidity reduction of the cornea would be the primary initiating event of Keratoconus. We propose the development of a clinical imaging-based system (KERALASTIC) capable of the non-invasive mapping of human corneal biomechanics. Unlike the current standard of diagnosis, this technology enables the detection of subclinical Keratoconus by exposing subtle softer regions of the cornea before the cone-shaped deformation manifests. KERALASTIC is based on biophotonics and ultrasound technology that leverages the propagation of mechanical waves in the cornea to provide doctors with a new dimension of ocular information: corneal elasticity maps. In this research, we will conduct preclinical patient studies to test the diagnostic and monitoring power of KERALASTIC for the early detection and treatment monitoring of Keratoconus.
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    Item type:Research Project,
    MPI-SHH- PUCP Interdisciplinary research program an Amazonian linguistic diversity
    El presente proyecto plantea un plan para construir un programa de investigación colaborativa sobre diversidad lingüística amazónica entre el Instituto Max Planck para las Ciencias de la Historia Humana (MPI-SHH) y la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). El plan comprende cuatro líneas de investigación con resultados de investigación individuales y entregables. Estas cuatro líneas contribuyen a la consolidación de un programa de investigación de larga duración que beneficiará a ambas instituciones, creando las condiciones para probar los métodos MPI-SHH en lenguas sudamericanas y promoviendo la investigación lingüística de clase mundial en el Perú.
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    Item type:Research Project,
    Corrector ortográfico morfológicamente informado para lenguas aglutinantes peruanas: Una contribución a la consolidación de programas de educación intercultural bilingüe en el contexto amazónico
    Los esfuerzos de revitalización de las lenguas nativas peruanas tienen una base fundamental en la normalización de su escritura, el cual se viene desarrollando progresivamente por parte del Gobierno a través del MINEDU. Este proceso puede ser sustancialmente apoyado por la tecnología, específicamente, aquellas tecnologías de lenguaje que permitan automatizar la corrección ortográfica de una lengua. Por ello, a partir de la inteligencia artificial, se propone la implementación de nuevos algoritmos para la revisión automática de la ortografía y selección de sugerencias en cuatro lenguas nativas peruanas, que se enseñan en el programa de educación intercultural bilingüe de Nopoki: Shipibo-Konibo, Asháninka, Yine, Yanesha. Asimismo, para que el algoritmo aprenda a decidir correctamente, requiere conocer a profundidad aspectos específicos de la lengua desde el dominio de la linguïstica y la educación. Es así que se van a construir recursos adicionales y relevantes, como bosquejos morfológicos y fonológicos, además de tipologías de errores cometidos sistemáticamente por estudiantes hablantes de las lenguas nativas objetivo. Los algoritmos serán embebidos en un prototipo funcional que pueda ser usado por los estudiantes y profesores hablantes de lenguas nativas, con la posibilidad de ofrecer retroalimentación clave a fin de preparar una futura transferencia tecnológica con aplicaciones más complejas para la educación bilingüe. Ante todo esto, es evidente que la colaboración multidisciplinaria entre informáticos, lingüistas y educadores es un componente esencial para el desarrollo del proyecto y, a partir de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) y la Universidad Católica Sedes Sapientiae (UCSS), se propone establecer una base tecnológica para afianzar y mejorar los procesos de educación intercultural bilingüe en el contexto Amazónico peruano.
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    Item type:Research Project,
    Caracterización biomecánica del gesto técnico de recepción en el voleibol puesta al servicio del entrenamiento deportivo mediante el desarrollo de un aplicativo móvil integrado a un sistema de captura de movimiento low-cost
    A pesar de que la esencia del deporte radica en el talento y perseverancia de los deportistas, a menudo esto no es suficiente. Actualmente, vivimos en una época en la que, más que nunca, los deportistas de élite recurren a la tecnología para entrenar mejor. En el mundo conectado de hoy, el uso de sensores y analítica de datos viene transformando la forma en la que se ejecutan, analizan y mejoran los deportes. De esta forma, el analizar una gran cantidad de datos permite que los deportistas puedan ver fallas o logros de un gesto técnico; cada detalle llega a ser dividido, estudiado y evaluado, de modo que las condiciones que llevaron a la falla o al éxito pueden ser removidas o recreadas. Así, viabilizar ese nivel de comprensión no es trivial, la complejidad de cada gesto técnico impide pensar en una única herramienta de evaluación; cada caso requiere análisis. Nuestra experiencia en caracterización de la técnica de recepción del voleibol sienta las bases para desarrollar una herramienta tecnológica de monitoreo y evaluación para ese caso específico. A pesar de ello, se requieren aún realizar innovaciones de hardware y software que permitan reducir costos, y así poder pasar de evaluar en laboratorio a realizar una evaluación semi-automática en tiempo real y en campo. En ese contexto, el presente proyecto se centra en desarrollar una herramienta tecnológica del tipo aplicativo, integrado a un sistema de captura de movimiento low-cost, que proporcione a los entrenadores información detallada sobre el rendimiento del deportista y los apoye a mejorar sus métodos de entrenamiento y potencializar capacidades. Ese desarrollo implica incorporar métodos mejorados de captura de movimiento, análisis biomecánico y procesamiento de datos de rendimiento. El Perú no puede ser ajeno a los avances en deporte, pues la incorporación de tecnología en la práctica deportiva, aparte de fomentar el talento, mejora el entrenamiento, previene lesiones y también incrementa las chances de ubicarnos en el podio.
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    Item type:Research Project,
    Desarrollo de un sistema de monitoreo de calidad del aire en zonas urbanas con módulos de medición de bajo costo en tiempo real y técnicas de Inteligencia Artificial
    El aire es un recurso vital para nuestra existencia, pero su calidad es amenazada en las ciudades. Las autoridades hacen esfuerzos por desplegar estaciones de monitoreo del aire, pero debido a los altos costos, el número es normalmente limitado. Es, por lo tanto, altamente deseable el desarrollo de sistemas de monitoreo de calidad del aire de bajo costo. Para ello, no solo es necesario sensores de bajo costo, si no, principalmente, modelos computacionales eficientes que den el mejor uso a los datos colectados para inferir contaminación en zonas no censadas. Por ese motivo, la comunidad científica ha desarrollado modelos de la físico-química atmosférica, con el fin de explicar mediciones históricas y proyectar escenarios futuros. La desventaja de dichos modelos es la necesidad de tener información precisa de los distintos parámetros y las condiciones iniciales y de frontera para generar simulaciones realistas; dicha información no está normalmente disponible en ciudades en vías de desarrollo como Lima, que solo cuenta con 10 estaciones de monitoreo para una área de más de 3000 km2. Asimismo, la alta demanda computacional de dichos modelos los hacen poco atractivos para ser incorporados en sistemas de monitoreo de bajo costo. En el presente proyecto se plantea el desarrollo de un sistema de monitoreo de calidad del aire de bajo costo, el cual comprende el desarrollo de una red de módulos de medición de bajo costo, junto con el desarrollo de modelos predictivos basados en Redes Bayesianas (RBs) para la generación de mapas de contaminación en tiempo real y de alta resolución espacial. Las RBs son técnicas de Inteligencia Artificial que han mostrado ser herramientas prometedoras para integrar diversas fuentes de información y lidiar con complejidad e incerteza. Serán desplegadas dos redes en etapas diferentes, una en Lima y otra en Arequipa. Con ello, se pretende contribuir con un sistema de bajo costo que nos informe sobre la calidad del aire que respiramos.
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    Item type:Research Project,
    Variación temporal y espacial de las concentraciones de radón y torón en gases del suelo y su asociación con la actividad sísmica y terremotos
    Varios estudios han identificado variaciones de radón y torón en los gases del suelo antes de producirse un sismo. Se ha planteado, entre otros, que los movimientos sísmicos que afectan a las condiciones de esfuerzo regionales pueden incidir sobre los niveles de radón en el suelo, ya sea mediante la creación de nuevas grietas y el aumento de la anchura de las fallas en el caso de fallas extensionales, o mediante el cierre de grietas y disminución de la anchura de las fallas en fallas compresivas. Este proyecto tiene previsto realizar mediciones continuas, y de relativo largo plazo (a intervalos de 15 días), de los gases radón y torón a durante dos años en la estación meteorológica de la PUCP, y en las inmediaciones de fallas geológicas de la provincia Lima, con vistas a evaluar las potencialidades de estos gases para la predicción de terremotos. Para el estudio se utilizará la estación de medición continua RTM 1688-2 Geo Station y detectores LR-115 tipo II en cámaras de difusión. Se tendrá en cuenta el efecto de los parámetros meteorológicos en las variaciones diarias y estacionales de las concentraciones de radón y torón en los poros del suelo. Se realizará un desarrollo en series temporales a la data para diferenciar las anomalías que son causadas únicamente por eventos sísmicos de las causadas por cambios en parámetros meteorológicos. Se estimarán las variaciones cuasi periódicas correspondientes a períodos diurnos, las cuales serán eliminadas al descomponer las series temporales para el período de estudio. Se espera encontrar correlación positiva significativa entre los datos de radón/torón con las actividades sísmicas que ocurran hasta una cierta distancia del sitio de medición. Se espera que los datos registrados muestren anomalías positivas de radón y/o torón precediendo a los terremotos. Las anomalías inusuales a observar proporcionarán una base de datos de radón/torón en los gases del suelo, así como tendencias preliminares de correlación con sismos.
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    Item type:Research Project,
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    Item type:Research Project,
    Alianza en I+D+i para el fortalecimiento de acciones de economía circular en las empresas de la macrorregión central de Perú (Lima y alrededores)
    Se propone un proyecto a tres niveles en el que se fomentan las actividades de formación en universidades sobre economía circular, se establecen marcos de colaboración universidad-empresa para desarrollar investigación en temas de circularidad para empoderar y fortalecer a los sectores productivos del Perú en herramientas de economía circular y, en una tercera fase, se apuesta por establecer modelos de negocio con estrategias de incubación para las empresas. A nivel técnico, el concepto de economía circular es aún difuso y existe mucho por mejorar en cuanto a la medición de los impactos ambientales, especialmente a largo plazo y en escalas geográficas más grandes. En muchos casos, hasta la fecha, el concepto de economía circular se ha limitado a una cuestión de elegir entre productos lineales y circulares, sin tener en cuenta las leyes físicas sobre las limitaciones físicas de los materiales y la complejidad de los residuos. Por ello, en el presente proyecto se pretende que estos aspectos se analicen de una manera exhaustiva desde una visión holística, con el fin de que las propuestas tecnológicas que se propongan consigan reducir impactos ambientales.
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    Item type:Research Project,
    Life Cycle Assessment of the production of avocado in Peru
    Currently, EXPANSCIENCE is interested in exploring the environmental profile of the production of avocado from Peru, in order to improve the environmental performance throughout its supply chain, including mitigation of greenhouse gas emissions and other environmental pollution levels (e.g., water scarcity, eutrophication, eco-toxicity, among others). This will allow EXPANSCIENCE together with PELCAN researchers at PUCP to identify opportunities for improvement in the production process of this product, suggesting changes in the production on farmers' farms.