{"id":1174,"date":"2021-02-07T22:10:09","date_gmt":"2021-02-07T22:10:09","guid":{"rendered":"https:\/\/optolab.pucv.cl\/?p=1174"},"modified":"2021-02-07T22:10:11","modified_gmt":"2021-02-07T22:10:11","slug":"centro-de-optica-adaptiva-de-valparaiso-caova-se-adjudico-proyecto-fondecyt-para-sistema-de-medicion-de-turbulencia-en-observatorios","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/qommtrue.cl\/optolab\/centro-de-optica-adaptiva-de-valparaiso-caova-se-adjudico-proyecto-fondecyt-para-sistema-de-medicion-de-turbulencia-en-observatorios\/","title":{"rendered":"Centro de \u00d3ptica Adaptiva de Valpara\u00edso (CAOVA) se adjudic\u00f3 proyecto FONDECYT para sistema de medici\u00f3n de turbulencia en observatorios"},"content":{"rendered":"\n

El Dr. Dar\u00edo P\u00e9rez, acad\u00e9mico e investigador del laboratorio de \u00f3ptica atmosf\u00e9rica y estad\u00edstica del Instituto de F\u00edsica (IFIS)<\/a> de la Facultad de Ciencias de la Pontificia Universidad Cat\u00f3lica de Valpara\u00edso (PUCV), quien adem\u00e1s se desempe\u00f1a como co-director del Centro de \u00d3ptica Adaptiva de Valpara\u00edso (CAOVA)<\/a>, proyecto que desarrolla junto al Dr. Esteban Vera, del laboratorio de optoelectr\u00f3nica<\/a> de la Escuela de Ingenier\u00eda El\u00e9ctrica (EIE) de la misma casa de estudios, acaba de adjudicarse financiamiento para el desarrollo de un proyecto que busca dise\u00f1ar un sistema de medici\u00f3n de turbulencia al interior de los VLT, o telescopios de gran tama\u00f1o.
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Esta iniciativa, titulada Realtime dome turbulence characterization through image motion and scintillation of passive targets<\/em> -1211848-, enmarcada en el Fondo Nacional de Desarrollo Cient\u00edfico y Tecnol\u00f3gico (FONDECYT)<\/a> de la Agencia Nacional de Investigaci\u00f3n y Desarrollo (ANID) -ex CONICYT- comprende un trabajo por cuatro a\u00f1os de investigaci\u00f3n. Sobre este proyecto, el docente nos coment\u00f3 lo siguiente:
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\u00bfEn qu\u00e9 contexto se da esta investigaci\u00f3n? \u00bfC\u00f3mo se origin\u00f3 la idea? <\/strong>
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Dar\u00edo (D): <\/strong>Se trata de algo que ya vengo estudiando desde hace un tiempo. Es un sistema que un colega m\u00edo plante\u00f3, y que permite recolectar informaci\u00f3n de la turbulencia, observando una matriz de LEDs distribuidos en columnas. Es un concepto simple, de observar cada punto individual junto a sus cercanos para obtener informaci\u00f3n. Ahora, la t\u00e9cnica est\u00e1 en observar un objeto que est\u00e1 muy, muy lejos. 
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Sucede que tiene varios defectos, por ejemplo, en la detecci\u00f3n de anisotrop\u00eda. No la detecta claramente. Sabe que hay, pero no puede cuantificarla. Otra problem\u00e1tica que surge es que no considera otro tipo de regiones que no sean recintos amplios o grandes distancias entre la fuente de luz y el observador. A ra\u00edz de esto, hicimos un experimento hace dos a\u00f1os. Ah\u00ed nos dimos cuenta de que los modelos num\u00e9ricos originales no pod\u00edan aplicarse en laboratorio, porque la propagaci\u00f3n es muy corta, por lo que era necesario evaluarlos. Entonces, con un estudiante de postgrado, trabajamos en esa situaci\u00f3n. En paralelo, otro alumno est\u00e1 viendo fen\u00f3menos de centelleo o fluctuaciones de irradiancia de objetos de gran tama\u00f1o. Pensando en ambos problemas, al tener un poco de similitud, se me ocurri\u00f3 elaborar una t\u00e9cnica h\u00edbrida que permita observar ambas situaciones de forma simult\u00e1nea, de forma de adquirir a\u00fan m\u00e1s informaci\u00f3n. Se propone entonces, que esto se aplique en el domo de un observatorio, no solo en los telescopios tradicionales, sino tambi\u00e9n pensando en la llegada de los ELT, telescopios de gran tama\u00f1o en los pr\u00f3ximos a\u00f1os. Recordemos que estos espacios afectan la observaci\u00f3n\u2026
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La idea es introducir un sistema que pueda funcionar 24\/7. De ser aplicado apropiadamente, lo que sugerimos es en vez de emplear fuentes de luz artificial -LEDs-, que se observen algunos blancos durante la noche, considerando que sea una cantidad m\u00ednima de luz para que la c\u00e1mara los detecte. Es el ideal, que el sistema funcione sin interferir la actividad del telescopio. Entonces, tener una plataforma que permite en todo momento decir cu\u00e1l es el estado de la turbulencia al interior del domo. Es particularmente ambicioso, porque al disponer de poca luz, se debe definir cu\u00e1l es la c\u00e1mara apropiada. Otra novedad que tendr\u00eda esta actualizaci\u00f3n de la t\u00e9cnica original ser\u00eda que usar\u00edamos dos c\u00e1maras para el arreglo, para poder localizar la turbulencia en el espacio. Esto abre el espacio para hacer telemetr\u00eda. Lo que busca lograrse con CAOVA es mejorar la t\u00e9cnica original, al observar el mismo blanco con dos o m\u00e1s c\u00e1maras en el arreglo. El problema de ingenier\u00eda ac\u00e1 es, entonces, ver c\u00f3mo trabajamos con el volumen de informaci\u00f3n que emanan ambas c\u00e1maras, para lo que tendremos que generar un sistema de IA que permita discriminar en esa muestra el material realmente disponible. Estamos hablando de im\u00e1genes de una gran resoluci\u00f3n, y que se generan en gran cantidad por segundo.
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\u00bfQui\u00e9nes integrar\u00e1n el equipo de trabajo? \u00bfcu\u00e1l es el esquema de trabajo visualizado?<\/strong>
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D: <\/strong>El profesor Vera participar\u00e1 como co-investigador, como tambi\u00e9n se sumar\u00e1n estudiantes de postgrado que integran los laboratorios del Centro. <\/strong>Una parte de este primer semestre contempla ver cu\u00e1l c\u00e1mara es la mejor candidata para la realizaci\u00f3n del proyecto. Este mismo tiene una extensi\u00f3n de cuatro a\u00f1os. A grandes rasgos, en el primer a\u00f1o nos enfocamos en el modelo te\u00f3rico, donde hay algunos incertezas que cubrir, como tambi\u00e9n validar nuestra propuesta con un solo blanco.  Algo de ello est\u00e1 ya adelantado  junto con el CAOVA. Para el segundo a\u00f1o viene el an\u00e1lisis y viene ya la integraci\u00f3n del sistema de IA para que procese lo que le est\u00e1 llegando de las c\u00e1maras. Pensamos a finales de ese a\u00f1o, hacer una campa\u00f1a, que es bien probable que se pueda hacer, con la situaci\u00f3n sanitaria mucho m\u00e1s tranquila. Al tercer a\u00f1o se har\u00eda un trabajo experimental con m\u00e1s de un blanco para telemetr\u00eda y tomograf\u00eda. Con eso implementado, har\u00edamos una o dos campa\u00f1as en el VLT nuevamente. De ser exitoso, podr\u00edamos ya pensar en el cuarto a\u00f1o tener una versi\u00f3n funcional que est\u00e9 operando en el VLT durante un par de semanas. Con tener dos campa\u00f1as en el VLT, nos daremos por satisfechos con la realizaci\u00f3n de esta propuesta, lo que podr\u00eda abrir una eventual colaboraci\u00f3n con el Observatorio Europeo Austral<\/a>.
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\u00bfA qu\u00e9 tipo de equipamiento y herramientas se debe recurrir en una investigaci\u00f3n de este tipo?<\/strong>
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D: <\/strong>Este proyecto se centra en la elaboraci\u00f3n de hardware. Para lo que es la prueba de concepto, tenemos comprometidas dos c\u00e1maras de alta velocidad muy sensibles a la luz. Adem\u00e1s, est\u00e1 considerada la compra de lentes, como de equipamiento optomec\u00e1nico, que nos sirve para realizar montajes. Todo esto de una gran suma de dinero. Luego viene un dispositivo llamado digital mirror device<\/em>, un arreglo de fibra \u00f3ptica para realizar una transmisi\u00f3n r\u00e1pida de datos con un term\u00f3metro de alta sensibilidad. Despu\u00e9s tambi\u00e9n tenemos sistemas de control en forma de microcomputadoras, herramientas de servicio y alojamiento para nuestros datos. Un gran componente de este FONDECYT es apoyarnos en la compra de equipamiento especializado. Adem\u00e1s de la infraestructura ya disponible, que, al menos en el laboratorio, provienen de ya cinco proyectos de este tipo ya ejecutados previamente.
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Eventualmente, de concretar con \u00e9xito la investigaci\u00f3n: \u00bfqu\u00e9 posibilidades abrir\u00eda a futuro este proyecto?<\/strong>
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D: <\/strong>Hay muchas. Estos sistemas (que son de sensado remoto y que se dise\u00f1an para calificar el estado de la turbulencia) funcionar\u00e1n como una estaci\u00f3n metereol\u00f3gica al interior del domo, 24\/7 todos los d\u00edas. Lo que est\u00e1s haciendo con este sistema, al estar midiendo la turbulencia en todo momento es tener informaci\u00f3n de otros fen\u00f3menos que pueden afectar las comunicaciones \u00f3pticas no necesariamente en entornos ligados a la astronom\u00eda, como podr\u00eda ser el saber la concentraci\u00f3n de vapor de agua en un bosque o en alg\u00fan cultivo. Desde la perspectiva del impacto ambiental, permitir\u00eda, en una versi\u00f3n m\u00e1s econ\u00f3mica claro, saber, siguiendo el ejemplo anterior, cu\u00e1nta agua necesitas para realizar un cultivo de manera \u00f3ptima. En esa l\u00ednea, para un sistema que apoye el monitoreo en contextos de agricultura, podr\u00eda ser una idea bastante interesante de explorar, porque podr\u00edas distribuir mejor ese recurso.
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Para concluir, \u00bfqu\u00e9 v\u00ednculo se puede establecer entre la inteligencia artificial y las problem\u00e1ticas ligadas a la \u00f3ptica, la f\u00edsica y la instrumentaci\u00f3n? \u00bfpor qu\u00e9 indagar en estas \u00e1reas?<\/strong>
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D: <\/strong>Es un tema en discusi\u00f3n. Creo que la IA, para estos problemas que demandan grandes vol\u00famenes de informaci\u00f3n, los cuales sabemos analizar pero que necesitan de un individuo preparado por grandes porciones de tiempo, es muy eficiente. A pesar de la sofisticaci\u00f3n que puede tener un cient\u00edfico preparado o un estudiante, en cuanto a tiempo, no ser\u00eda eficaz. El tema es que, un sistema entrenado, puede apoyar esas tareas que pueden resultar engorrosas. Al sistema se le hace entender los par\u00e1metros con los cuales una persona hace una evaluaci\u00f3n. Aprender del humano, luego de muchas pruebas. En todo lo que es sensado remoto, la gente de mi \u00e1rea est\u00e1 discutiendo sobre las posibilidades e intervenciones que la IA puede hacer en la recolecci\u00f3n de datos, en este caso, para \u00f3ptica.
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Para conocer m\u00e1s sobre el Centro de \u00d3ptica Adaptiva de Valpara\u00edso (CAOVA)<\/a> y el laboratorio de optoelectr\u00f3nica de la EIE<\/a>, puede visitarse el sitio web oficial de cada uno.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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