Equipamiento Científico.

Áreas de Bioquímica y Biofísica y MCB

Utilizamos técnicas de ADN recombinante para expresar proteínas con fines biotecnológicos y biomédicos para lo que se utilizan diferentes sistemas de expresión, como E. coli, Pichia pastoris y células de mamífero. Las proteínas/enzimas son posteriormente purificadas y caracterizadas mediante ensayos enzimáticos y otras técnicas, tales como dicroísmo circular (CD) absorbancia, fluorescencia, calorimetría (ITC o DSC) y resonancia de plasmón superficial (SPR).

En nuestras instalaciones contamos con la plataforma LACRIMA que aumentará su infraestructura proximamante. En ella se realizan cribados de alto rendimiento (HTS) a través de los cuales ha sido posible identificar biomoleculas activas frente a diferentes proteínas/enzima diana de diversas enfermedades: infección por Helicobacter pylori, Virus de la Hepatitis C, Fenilcetonuria, Alzheimer y Sindrome de Rett entre otras.

La cristalografía de rayos X de proteínas es otra de las técnicas que realizamos en nuestras instalaciones. Se trata de una técnica de gran utilidad para comprender los mecanismos moleculares de proteínas/enzimas o cómo los inhibidores de potencial/chaperones farmacológicas interactúan con las proteínas diana.

En nuestros laboratorios de Biología Celular, es posible estudiar con más detalle cómo actúan los compuestos identificados a nivel celular.

Espectroscopia

chirascan_circular

Espectrofotómetro de Dicroísmo Circular (Applied Photophysics)

Equipado con un controlador de temperatura Peltier para el control rápido y preciso de la temperatura de las celdas, permite la caracterización de la estructura secundaria o conformación de las muestras de proteínas y el estudio de la interacción con otras biomoléculas. Se pueden realizar ensayos en estado estacionario o ensayos cinéticos con el accesorio de stopped-flow. Con este equipo se puede determinar espectros de dicroísmo circular, absorbancia y fluorescencia.
http://www.photophysics.com/chirascan.php

 

cary-100-uv-visible-spectrophotometer-varian

Espectrofotómetro Cary 100 UV-Visible (Varian)

Es un espectrofotómetro de doble haz provisto de un soporte termostatizado multicelular Peltier con capacidad para seis muestras y seis cubetas de referencia (6×6) que permiten un control muy preciso de la temperatura.
http://www.chem.agilent.com/en-US/Products/instruments/molecularspectroscopy/uv-vis/systems/cary100/pages/default.aspx
http://www.chem.agilent.com/Library/specifications/Public/Cary-specifications.pdf

 

nanovueplus
Espectrofotómetro NanoVuePlus (GE Healthcare)

Es un espectrofotómetro UV/Visible para la cuantificación rápida y precisa de pequeños volúmenes de muestras de ácidos nucleicos o de proteínas. El volumen de las muestras oscila entre 0,5-5 microlitros y pueden ser pipeteados directamente sobre la placa de muestra eliminando la necesidad de cubetas.
http://www.gelifesciences.com/aptrix/upp00919.nsf/Content/DCE8B60DE8122421C1257628001D4B49/$file/28930169AC.pdf
http://www.gelifesciences.com/aptrix/upp01077.nsf/Content/Videos/$file/nanovue-plus.html

 

caryeclipse

Espectrofotómetro de Fluorescencia Cary Eclipse (Varian)

Está diseñado para proporcionar un sistema de análisis completo en las determinaciones de fluorescencia, fosforescencia y quimioluminiscencia. Cuenta tanto con un soporte peltier termostatizado multi celda para la medición y control de temperatura fiable de hasta 4 muestras como con un alto rendimiento lector de microplacas de hasta 384 muestras. Con este equipo es posible realizar la caracterización de la estructura de una proteína y su estabilidad así como sus interacciones con otras moléculas.
http://www.chem.agilent.com/en-US/Products/instruments/molecularspectroscopy/fluorescence/systems/caryeclipse/pages/default.aspx
http://www.candela.com.pl/candela1/docs/2.1.1.5.1.pdf

 

dynapronanostarwyatt

DynaProNanoStar (Wyatt)

Es un instrumento que combina dos técnicas: Dynamic Light Scattering (DLS) y Static Light Scattering (SLS). El detector de DLS se utiliza para medir la distribución del tamaño del radio hidrodinámico, mientras que el detector de SLS independiente puede medir el peso molecular de pequeñas molecules. El DynaProNanoStar es ideal para estudios de nanopartículas, proteínas, virus, vesículas, y coloides.
http://www.wyatt.com/solutions/hardware/dynapro-nanostar.html#

 

Persona de Contacto: Milagros Medina

Calorimetría

microcal-vp-dsc

VP-DSC

Descripción técnica
Calorímetro de barrido diferencial para monitorización de la capacidad calorífica de una muestra en función de la temperatura.

Fabricante
MicroCal (GE Healthcare), http://www.microcal.com
http://www.microcal.com/products/dsc/default.asp

Manuales
Página web del fabricante y persona de contacto

Aplicaciones
Determinar la estabilidad termodinámica de las proteínas y otras macromoléculas. Determinar los parámetros termodinámicos durante desnaturalizaciones térmicas; dilucidar el mecanismo del desplegamiento y el panorama energético del equilibrio conformacional de proteínas; evaluación de la cooperatividad durante el desplegamiento; naturaleza de la asociación del estado nativo en proteínas; y la evaluación de las interacciones proteína-ligando.

Persona de Contacto
Adrian Velazquez-Campoy

 

VP-ITC

Descripción técnica
Calorímetro de titulación isotérmica para la determinación del calor de reacción en los procesos físico-químicos.

Fabricante
MicroCal (GE Healthcare), http://www.microcal.com
http://www.microcal.com/products/itc/default.asp
http://www.microcal.com/products/itc/vp-itc.asp

Manuales
Página web del fabricante y persona de contacto

Aplicaciones
Determinación de los parámetros termodinámicos (estequiometría, de afinidad y de entalpía) en las interacciones proteína-ligando (o, en general, las interacciones biomoleculares); evaluación de los cambios conformacionales y otros equilibrios acoplados a la unión del ligando; la evaluación de cooperatividad (homotrópico y heterotópica) en las interacciones proteína-ligando; la optimización de la afinidad y selectividad que se pretende; determinación de los parámetros de cinética enzimática de unión.

Persona de Contacto
Adrian Velazquez-Campoy

 

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AutoITC200

Descripción técnica
Fully automated isothermal titration calorimeter for the determination of reaction heat in physico-chemical processes in multiple samples with unattended operation.

Fabricante
MicroCal (GE Healthcare), http://www.microcal.com
http://www.microcal.com/products/itc/default.asp
http://www.microcal.com/products/itc/auto-itc200.asp

Manuales
Página web del fabricante y persona de contacto

Aplicaciones
Determinación de los parámetros termodinámicos (estequiometría, de afinidad y de entalpía) en las interacciones proteína-ligando (o, en general, las interacciones biomoleculares); evaluación de los cambios conformacionales y otros equilibrios acoplados a la unión del ligando; la evaluación de cooperatividad (homotrópico y heterotópica) en las interacciones proteína-ligando; la optimización de la afinidad y selectividad que se pretende; determinación de los parámetros de cinética enzimática de unión.
Especialmente diseñado para ensayos en menos tiempo y menor cantidad de muestra consumida por ensayo, para evitar los errores accidentales que dependen del usuario, para los ensayos de replicación y para probar múltiples condiciones experimentales.

Persona de Contacto
Adrian Velazquez-Campoy

Resonancia de Plasmón Superficial (SPR)

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Surface Plasmon Resonance

Descripción técnica

Biacore T200, es un sistema de análisis label-free basado en el fenómeno de la resonancia de plasmon superficial (SPR). Se puede controlar la interacción entre moléculas a tiempo real, proporcionando datos excepcionales en cuanto a su sensibilidad y su alta calidad para el análisis integral de la interacción biomolecular.

Biacore T200 consiste en una unidad de procesamiento, controlado desde un PC con el software de control Biacore T200. El software está basado en asistente para facilitar su uso, pero los usuarios avanzados pueden desarrollar y personalizar métodos para adaptarse a sus necesidades. La unidad de procesamiento T200 Biacore ofrece una alta sensibilidad y un amplio rango dinámico. El diseño de las celdas de flujo se optimiza para la resta de referencia precisa. Un desgasificador de tampón integrado elimina la precipitación de aire en el sistema de flujo. Los sensores (chips) y una gama de productos químicos y reactivos están disponibles de GE Healthcare.

Fabricante GE Healthcare. Biacore T200
Manuales http://www.biacore.com/lifesciences/index.html

Aplicaciones

Biacore T200 está diseñado para proporcionar una caracterización fiable de interacciones moleculares en una amplia gama de campos, desde la investigación básica biológica, bioterapéutica y análisis de molécula pequeña, a través de los estudios de inmunogenicidad y el desarrollo del control de calidad de vacunas. Las diversas superficies disponibles presentes en los sensores (chips) así como las técnicas de inmovilización utilizadas, permiten al Biacore SRP ser utilizado para una amplia variedad de ensayos, tales como:

  • Determinación de la especificidad de las interacciones biomoleculares
  • Cuantificación de concentración de activos
  • Determinación de los parámetros termodinámicos
  • Determinación de la cinética y la afinidad de una interacción
  • Cuantificación de la concentración de moléculas específicas presentes en una muestra

Persona de Contacto Maria Fillat

Microscopía de Fluorescencia

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Leica DMI 6000B

El sistema de microscopía multidimensional Leica DMI 6000B cuenta con luz estructurada (OptiGrid) y software de análisis MMAF (Metamorph). Los sistemas incluyen un microscopio de fluorescencia invertido completamente automatizado, un sistema de OptiGrid para conseguir semi-confocalidad y una unidad de control de temperatura y concentración de CO2 para la microscopia con células vivas. También incluye Dual View System de Photometrix, que puede utilizarse para técnicas tales como FRET.

Fabricante
Leica: http://www.leica-microsystems.com/
Metamorph: http://www.moleculardevices.com/Products/Software/Meta-Imaging-Series/MetaMorph.html
OptiGrid: http://www.qioptiq.com/optigrid-structured-illumination-microscopy.html
Photometrix: http://www.photometrics.com/
Okolab: http://www.oko-lab.com

Objetivos disponibles

10X          BF, Ph
20X         BF, IMC
40X         BF, DIC, IMC
63X         BF, DIC
100X       BF

BF, bright field
Ph, phase contrast
IMC, integrated modulation contrast (DIC for plastic)
DIC, differential interference contrast (Nomarsky)

Filtros disponibles
Instalados
P       Filter         Excitation       Dicroico        Emission
1         A4           BP 360/40          400           BP 470/40
2        GFP         BP 470/40           500           BP 525/50
3        TX2          BP560/40           595            BP 645/75
4      Fura 2                                   409            BP 520/35
5         Y5           BP 620/60          660            BP 700/75

No Instalados
BGR       BP 420/30       415      BP 465/20
—-          BP 495/15       510      BP 530/30
—-          BP 570/20       590      BP 640/40
CFP        BP 436/20       455      BP 480/40
YFP        BP 500/20       515       BP 535/30

Aplicaciones
Microscopía de fluorescencia invertida con filtros para varios fluorocromos. Microscopía multidimensional (dimensiones espaciales x, y, z, canales de fluorescencia, tiempo y diferentes posiciones de platina). Adquisición Z Stack y la reconstrucción 3D, colocalización, deconvolución, semiconfocalidad, FRET, rastreo de partículas, análisis morfométricos, …

Manuales
User Manual 1
User Manual 2

Persona de Contacto: Jose Alberto Carrodeguas carrode@unizar.es

High-Throughput Screening (HTS)

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FluoDia T70

Descripción técnica
Lector de placas de fluorescencia termostatizado, con capacidad para realizar rampas de temperatura y para monitorizar la intensidad de fluorescencia utilizando para ellos los filtros adecuados.

Fabricante
Photon Technology International, www.pti-nj.com
http://www.pti-nj.com/PlateReader/PlateReader-FluoDia.html

Manuales
Manufacturer’s web page and contact person

Aplicaciones
Examinar grandes colecciones de productos químicos con el fin de encontrar moduladores de la estabilidad y función de proteínas. Realizar ensayos de seguimiento de una gama de propiedades, incluyendo la estabilidad de proteínas, la actividad enzimática, la agregación de proteínas o el estudio de las características fenotípicas de las células.

Persona de Contacto Javier Sancho

 

Synergy HT

Descripción técnica
Lector de placas multimodo termostatizado para monitorizar la intensidad de la fluorescencia, absorbancia y luminiscencia usando monocromador y filtros apropiados.

Fabricante
Biotek Instruments, www.biotek.com
http://www.biotek.com/products/microplate_detection/synergyht_multimode_microplate_reader.html

Manuales
Manufacturer’s web page and contact person

Aplicaciones
Examinar grandes colecciones de productos químicos con el fin de encontrar moduladores de la estabilidad y función de proteínas. Realizar ensayos de seguimiento de una gama de propiedades, incluyendo la estabilidad de proteínas, la actividad enzimática, la agregación de proteínas o el estudio de las características fenotípicas de las células.

Persona de Contacto Javier Sancho

Cristalografía

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JANUS Automated Workstation (PerkinElmer)

Descripción técnica
JANUS Automated Workstation (PerkinElmer) es un instrumento de manipulación de líquidos para dispensar soluciones en volúmenes de nanolitros a microlitros, utilizando para ello un brazo de dispensación con 8 puntas, conectando los tubos de los viales a las placas. Este dispositivo puede trabajar con puntas fijas o desechables.

Fabricante
http://www.perkinelmer.com/Catalog/Category/ID/Janus
http://w.perkinelmer.ca/en-CA/CMSResources/Images/44-73222BRO_JANUS_overview.pdf

Aplicaciones
http://www.formulatrix.com/products/crystallization-imaging/rock-imager/index.html

 

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Nanodrop II (Innovadyne Technologies, Inc. (USA)

Nanodrop II (Innovadyne Technologies, Inc. (USA)), es una plataforma semi-automatizada con la que preparar soluciones para cristalografía y la adición de proteínas. Tiene configuración de dos placas y puede poner tantas alícuotas como para 4 proteínas diferentes o concentraciones de proteína diferentes a cualquier pocillo en una placa. También es posible transferir las soluciones intermedias de un reservorio a las placas de cristal. Este sistema también es capaz de realizar tareas de manipulación de líquidos, tales como la preparación de gotas madre.
http://www.diffractia.com/upload/Nanodrop_Xtal.pdf

Aplicación: Cristalización de proteínas (cribado preparación y adición de proteínas a nivel micro y nanolitros).

 

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Rock Imager (Formulatrix)

Sistema de imagen automatizado para la cristalización de proteínas. Es capaz de almacenar hasta 184 placas SBS y Microbatch (con opciones para la compatibilidad con placas Linbro y Qiagen EasyXtal) y generar automáticamente imágenes de las placas en horarios definidos por el usuario. Un intercambiador de calor Peltier regula la temperatura a +/- 0,5 ° C con un rango de 5 ° C por debajo o 7 ° C por encima de la temperatura ambiente.
http://www.formulatrix.com/products/crystallization-imaging/rock-imager/index.html

Aplicaciones: Cristalización de proteínas (incubación, almacenamiento de cristales y la toma de imágenes durante la formación de los cristales de proteína de formación)

 

Personas de Contacto: Ramón Hurtado Guerrero / Marta Martínez Julvez

COMPUTACIÓN, FÍSICA Y ÁREAS DE INNOVACIÓN  

El Instituto BIFI ha desarrollado una intensa actividad de investigación en diferentes campos de la Computación: HPC, grid computing, cloud computing, GPUs, ordenadores dedicados, etc. El área de Computación desempeña un doble papel: Por una parte, proporciona recursos y soporte informático a los investigadores del BIFI y a organizaciones externas y, por otra, realiza tareas de investigación en diferentes campos de la computación distribuida. El BIFI opera Caesaraugusta, una superordenador con 3.072 núcleos y 25 TFLOPs, que es el nodo actual de Aragón en la RES. Esta infraestructura de cálculo se complementa con más de 10.000 núcleos de computación voluntaria (el proyecto Ibercivis) y dos máquinas (JANUS I y Janus II) dedicadas a cálculos en ciencia de materiales y cuya potencia es equivalente a varios miles de núcleos. Recientemente, hemos inaugurado CESAR, el Centro de Supercomputación de Aragón, que añade instalaciones informáticas de última generación para ofrecer servicio a numerosos usuarios en nuestra comunidad autónoma.

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Centro de Supercomputación de Aragón (CESAR)

El Centro de Supercomputación de Aragón (CESAR) engloba un conjunto de laboratorios, infraestructuras y servicios avanzados en los ámbitos de la computación de altas prestaciones (high performance computing-HPC-) y la computación en la nube (cloud computing), así como de la ciencia ciudadana y la visualización avanzada, especialmente indicados tanto para aplicaciones en el campo de la investigación como para su uso por parte de empresas.

El centro cuenta con dos sedes físicas: el Laboratorio de Supercomputación (LSC), un centro de proceso de datos (CPD) ubicado en el Edificio I+D del Campus Río Ebro; y el Laboratorio de Innovación Abierta (LIA), situado en el edificio Etopia donde se desarrolla la actividad ciudadana.

El objetivo principal de CESAR es dotar de potencia de cálculo y almacenamiento de datos a los grupos de investigación, siendo una ventanilla de acceso reconocible por la mayoría de los investigadores, optimizando los recursos destinados a computación de altas prestaciones y mejorando la eficiencia en este campo. Asimismo, también colabora con las empresas en su adaptación a las nuevas tecnologías de computación, robótica y visualización avanzada, al tiempo que realiza proyectos participativos en los que los ciudadanos son parte activa y colaborativa de la ciencia y la investigación.

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Más información en http://cesaretopia.com

Precios públicos

CESAR Y ETOPIA

El Instituto BIFI ha puesto en marcha 10 laboratorios dedicados a la Ciencia Ciudadana:
Fablab, Prototipado Digital, Wetlab, Robótica, Audio, Visualización, Computación, Sensorización y Vídeo, con un presupuesto total de 500.000 €.

En estos laboratorios, la comunidad de la Ciencia Ciudadana, junto con la comunidad científica puede desarrollar sus propios proyectos. Todo este equipamiento está disponible en el edificio Etopia: Centro de Arte y Tecnología en Zaragoza, ocupando un área de 1000 m².

Se puede decir que tres cosas son necesarias a la hora de hacer investigación científica: conocimientos, tiempo y recursos. Es obvio que hoy en día es posible tener acceso a este conocimiento a través de fuentes diferentes a las tradicionales y también que los ciudadanos tienen cada vez más tiempo libre, así pues, debemos asegurarnos de que el ciudadano que lo desee tenga acceso a los recursos requeridos.

Unir conocimiento y tecnología entre la comunidad científica y la ciudadanía es esencial para aprovechar al máximo el potencial que los ciudadanos pueden ofrecer a la Ciencia. Tenerlos como meros observadores circunstanciales sin iniciativa alguna, no nos permitirá explorar y descubrir todo su potencial. De esta forma, existen muchas ventajas en el hecho de que ciudadanos e investigadores compartan un espacio común en el que intercambiar ideas y proyectos.

En primer lugar, el que los ciudadanos puedan trabajar junto a investigadores, les permitirá entender y aplicar las bases del método científico y, en segundo lugar, la comunidad de la ciencia ciudadana podrá tener acceso a un equipamiento tradicionalmente reservado a investigadores. Además, los investigadores podrán utilizar también los valiosos recursos que la ciencia ciudadana ofrece para su propia investigación. Por último, esta simbiosis nos permitirá entender y mejorar la Ciencia Ciudadana.

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Fablab

Cortadora láser Fusion 40 130W
CNC de 3 ejes 2000x1000x12mm, 1.5cv, 7.000 to 24.000 rpm
Cortadora de vinilo GS24
Escáneres 3D
Impresoras 3D

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Prototipado digital

15x Estaciones de soldadura Weller WSD 81I EU
4x Estaciones de soldadura Proskit industries
4x Osciloscopios de dos canales
1x Máquina PCB
Otras herramientas

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Wetlab

PCR
Microscopio invertido
Binocular
2x Centrífugas
Incubadora

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Robótica

4x Cuadcópteros
4x Turtlebots
2x e-pucks
Lego kits, roomba

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Audio

Micrófono DPA 5100
6x Dynaudio AIR 5
4x Altavoces holosónicos
Apogee 8×8, 3x teclados maestros, 8x altavoces HS7

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Visualización

Spatial light Modulator
Laboratorio de óptica
Televisión HDR
ACME Digivideo Spot 000II

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Computación

2x Jetson tk1
5x 5x Paralelas, 5x Raspberry pi, 5x PiTFT, 5x SmartCitizenKits
9 kinects, 5x tablets, 10x teléfonos inteligentes
30x Portátiles, 20x sobremesa

Sensorización

FOTO SENSORIZATION

RTLS UBRP001
Brain Vision EGG
Enactive Torch

video

Vídeo

Monitor HDR SIM2
Monitor Automultiscópico
Cámara Sony a7s
Atem TV Studio

Lista completa de equipamiento:

equipamiento_cesar_etopia_cienciaciudadana_visualizacion

Ordenadores Dedicados (JANUS I y JANUS II)

Ordenadores Dedicados (JANUS and JANUS II)

Los ordenadores se han convertido en una herramienta esencial en nuestras vidas cotidianas. Simples actividades rutinarias como la compra de un billete de tren o el envío de un mensaje a alguien requieren el uso de ordenadores convencionales que, por supuesto, también juegan un papel muy importante en tareas más complejas, como transferencias bancarias o gestión de redes eléctricas, por ejemplo. Por otra parte, estos equipos también han hecho posibles muchos avances en la ciencia y en la actualidad están claramente presente en un amplio conjunto de áreas científicas. De hecho, muchas instituciones de todo el mundo dedican una enorme cantidad de dinero y esfuerzo humano para construir clústeres de computadores (véase, por ejemplo, www.top500.org/lists/ para una lista detallada de los superordenadores más potentes del mundo).

Para algunos problemas específicos, sin embargo, los ordenadores convencionales no son suficientes. Se necesitarían miles de años para realizar algunos cálculos particulares. Así, en el marco de la supercomputación se encuentran los ordenadores dedicados (o de propósito especial), que son desarrollados y diseñados para realizar cálculos intensivos de carácter específico.

En nuestro Instituto existen dos ordenadores dedicados. El primero, llamado Janus, fue desarrollado y diseñado en la primera década de este siglo, estando plenamente operativo en 2008. Más recientemente, la Colaboración Janus diseñó una segunda máquina de nueva generación llamada Janus II, operativa desde 2013 en el BIFI.

Más información en: http://www.janus-computer.com/

 

Janus

El superordenador Janus es un sistema informático basado en chips de lógica programable (FPGAs), modular, masivamente paralelo y reconfigurable para la computación de alto rendimiento científico. Lleva el nombre del dios romano de los inicios y los finales, de las puertas y los pasajes, las transiciones y el tiempo, por lo general representado por dos caras, una mirando al pasado, otro al futuro.

Después de un período de gestación de alrededor de dos años, Janus nació en 2008 gracias a una exitosa colaboración científica entre los investigadores del BIFI (Universidad de Zaragoza), Universidad Complutense de Madrid, Universidad de Extremadura, Università degli Studi di Roma “La Sapienza” y Università di Ferrara.

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Su arquitectura reconfigurable permite a Janus proporcionar capacidad de cálculo para diferentes aplicaciones científicas en Física, en Química o en Biología. La colaboración Janus ha centrado sus esfuerzos en el estudio y simulación de vidrios de espín, paradigma de los sistemas complejos.

Desde el trabajo innovador de Pearson y Richardson a finales de los 70 o el de Ogielsky y Condon en la década de los 80 hasta nuestros días, gracias a los avances tecnológicos que se iban sucediendo, se han desarrollado y refinado varios ordenadores dedicados para estudiar vidrios de espín. Dos ejemplos exitosos se pueden encontrar también en Zaragoza. En 1991 el grupo de Zaragoza diseñó y desarrolló RTN (Reconfigurable Transputer Network). Más tarde, una máquina de vidrio de espín de segunda generación se completó en 2000 y se llamó SUE (Spin Update Engine).

Janus está compuesto por 16 placas base. En cada una de ellas, se tiene una cuadrícula bidimensional de 4×4 procesadores basados en FPGA y dispuestos con condiciones de contorno periódicas. Cada uno de estos procesadores se denomina SP (Simulation Processor) y lleva a cabo las simulaciones. Una FPGA adicional actúa como una pasarela (IOP – Input Output Processor) y está a cargo de todas las conexiones internas y las comunicaciones externas. Todos los módulos FPGA son Xilinx Virtex4-LX200.

Más información en: http://www.janus-computer.com/janus

 

Janus II

El ordenador de propósito especial Janus II es la nueva generación ubicada en el BIFI. Como su predecesor Janus, Janus II fue diseñado como un superordenador reprogramable de usos múltiples, también basado en procesadores FPGA reconfigurables. Janus II nació durante el verano de 2013 fruto del segundo proyecto –reto- de la colaboración Janus. Estos investigadores de España e Italia (BIFI-Universidad de Zaragoza, Universidad Complutense de Madrid, Universidad de Extremadura, Università degli Studi di Roma “La Sapienza” y la Università di Ferrara) fueron un paso más en el desarrollo y diseño de la nueva generación con respecto a su predecesor.

janus_ii  janusii   janusii_modulo

Siguiendo la misma filosofía que en Janus, Janus II está compuesto nuevamente por 16 placas base. En cada placa, 16 procesadores FPGA de la última generación disponible en su momento (Xilinx Virtex 7-XC7VX485T) se encuentran vinculados y con condiciones de contorno periódicas. Se llaman SP (Simulation Processor), ya que están a cargo de las simulaciones. Todos los de SP de cada placa están controlados por un ordenador insertado en la propia tarjeta que llamamos CP (Control Processor) que ejecuta el sistema operativo Linux. Estos CP gestionan todos los procesadores FPGA para las simulaciones, el control y seguimiento de su estado. El CP utiliza un sistema disponible en el mercado, Computer-on-Module (COM), basado en un procesador Intel Core i7; se conecta a través de la interfaz PCIe a un procesador de entrada-salida (IOP) construido con otra FPGA. La IOP maneja todas las conexiones a los SP, controlando el procedimiento de configuración y su funcionamiento, y el seguimiento de su estado. La arquitectura Janus II incluye también mejoras en las comunicaciones, permitiendo la interconexión entre todas las placas base, y también amplía 100 veces la memoria disponible.

Janus II fue construido gracias a fondos FEDER: Ministerio de Economía y Competitividad (Gobierno de España), Gobierno de Aragón, Unión Europea.

More info: http://www.janus-computer.com/janusII

Visualización Avanzada (3D y RRLAB)

Laboratorio de visualización 3D

El laboratorio de visualización 3D se encuentra instalado en la Sala Multimedia del Edificio I+D, y cuenta con:

  • Sistema estéreo pasivo (proyectores, filtros polarizados, pantalla polarizada, y gafas)
  • Sistema estéreo activo (TV LED Samsung de 46’’ y gafas activas)
  • Sistema de inmersión (cámaras de infrarrojos, punteros, altavoces, bluetooth, wiimote y Microsoft Kinect)

El sistema completo permite visualizar en 3D estéreo y posicionarte dentro de diferentes escenarios en tiempo real. A través del ordenador se generan dos imágenes equivalentes que se corresponden con cada ojo. Cada imagen se muestra a través de un proyector en la misma pantalla. La luz de la imagen izquierda pasa a través de un filtro polarizador y la luz de la imagen derecha pasa a través del otro que es ortogonal al primero. Este sistema necesita gafas polarizadas circulares para que el ojo derecho vea la imagen derecha y el izquierdo la izquierda. El sistema de posicionamiento óptico está compuesto por 12 cámaras de infrarrojos que permiten situar al usuario en la escena. Un mando bluetooth permite interactuar con la aplicación. Hay también 6 altavoces distribuidos que producen un sonido envolvente.

El sistema de 3D activo y el posicionamiento a través de Microsoft Kinect se introdujeron para facilitar el transporte del sistema, ya que de esta manera el tamaño es mucho más reducido y lo hace más robusto, lo cual implica un ahorro de tiempo y dinero considerable respecto del sistema pasivo.

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Unidades didácticas

En el BIFI desarrollamos un entorno para crear aplicaciones que permitan visualizar datos fácilmente. A finales de 2010, se crearon dos Apps, una para simular la gravitación universal, y otra para simular la interacción entre diferentes cargas bajo la influencia de un campo electromagnético. Más tarde, otras aplicaciones relacionadas con las líneas de investigación del BIFI fueron incorporándose dada su utilidad:

  • Plegamiento de proteínas: en esta aplicación se muestra una proteína NS3 que causa la Hepatitis C y una visualización de la evolución de la enfermedad de 1997 a 1999.
  • Fusión: las antiguas aplicaciones de fusión del BIFI fueron integradas en el nuevo entorno de visualización. Esto nos permite visualizar un modelo de los reactores de fusión TJ-II e ITER, así como sus diferentes partes. También nos posibilita lanzar partículas interactivamente y visualizar el comportamiento de miles de ellas.
  • Aplicación de realidad aumentada:en esta plataforma se integró una librería para reconocer fiduciales con la ayuda de una Webcam. Una serie de modelos 3D pueden ser visualizados sobre la mano, como una proteína o una molécula, por ejemplo, e interactuar así con estos.
  • Aplicación del movimiento 15M: Esta aplicación es una simulación de una red compleja que permite la visualización de mensajes geo-posicionados intercambiados por usuarios de Twitter que hablaron sobre el movimiento del 15M que tuvo lugar en España en el año 2011.
  • Aplicación del Dilema del Prisionero (Teoría de Juegos): Permite la visualización en tiempo real del desarrollo del experimento diseñado y organizado por el BIFI en el que participaron cerca de 1300 alumnos de diferentes colegios e Institutos de Aragón. En este juego, los individuos están conectados formando una enorme red en la que interactúan unos con otros.
  • Mini-aplicaciones específicas desarrolladas para Kinect:
    • Composición compleja de agua, dióxido de carbono, y ácido sulfúrico a través de elementos básicos como Oxígeno, Hidrógeno, Carbono y Sulfuro. Se basa en realidad aumentada.
    • Interacción con una malla de átomos negativa y otra positiva en la que se puede ver la atracción o repulsión dependiendo de los movimientos del usuario.

Durante el 2011 se realizaron las siguientes demostraciones públicas:

  • Participación en el Simposio Internacional “Plasmas y Fusión Nuclear: Ciencia Básica y Desarrollo Tecnológico” organizado por la fundación Ramón Areces durante el 11 y el 12 de abril de 2011, mostrando simulaciones dentro del reactor de fusión nuclear gracias al laboratorio de visualización 3D.
  • Asistencia a l seminario técnico: “Visualization and Virtual Reality” que tuvo lugar el 14 y el 15 de Diciembre de 2011, en el que la investigadora Cristina Viñas dio una charla sobre el trabajo del grupo en las distintas líneas de investigación./li>

 

Sistema de Realidad Aumentada

http://rrlab.bifi.es

La realidad aumentada (RA) es un término utilizado para definir la superposición de elementos virtuales sobre imágenes reales capturadas con una cámara. La diferencia entre ésta y la realidad virtual es que no se reemplaza el mundo real, sino que le añade información.

rrlab_realidadaumentada_visualizacionavanzada        rrlab_realidadaumentada_visualizacion-avanzada

Como una ampliación del laboratorio de visualización 3D, se creó un laboratorio de realidad aumentada que permite la simulación de diferentes escenarios físicos simples (actualmente un péndulo, una masa pendiente de un muelle y una caída libre). Estos experimentos se ejecutan automáticamente gracias a diversos motores eléctricos, controladoras electrónicas y sensores, y a una cámara que captura imágenes que permiten analizar los movimientos de los agentes involucrados, superponiendo los resultados calculados teóricamente para comprobar así que son correctos. Este laboratorio ha sido diseñado desde un punto de vista educativo, pues este tipo de sistema es de gran ayuda para que los alumnos puedan comprender mejor estos problemas.

El objetivo es que este laboratorio sea accesible desde una página Web para reducir los costes de los centros educativos y para el apropiado desarrollo del proyecto en sí mismo.

Ciencia Ciudadana

El grupo de infraestructuras de Ciencia Ciudadana se dedica a proporcionar la infraestructura para posibilitar la investigación del grupo del mismo nombre tanto en lo que respecta al desarrollo de proyectos de ciencia ciudadana como a su investigación como materia. Esta infraestructura está dividida en dos partes: Laboratorios de Etopia y la infraestructura de Ibercivis. Los primeros dan soporte a realizadores, investigadores y ciudadanos que trabajen en proyectos de diversa índole dejando a su disponibilidad herramientas distribuidas en un taller de fabricación, de visualización, de prototipado, de robótica y un wetlab. Por su parte, Ibercivis proporciona una infraestructura de computación ubicada dentro del Centro de Procesamiento de Datos (CPD) del BIFI que da soporte de almacenamiento y computación a los proyectos de ciencia ciudadana desarrollados por su grupo de investigación.

IBERCIVIS

La infraestructura de Ibercivis permite al público general, a los ciudadanos, participar en investigación de forma directa y tiempo real. La infraestructura está gestionada por el Grupo de Infraestructuras de Ciencia Ciudadana y se distribuye entre diferentes centros de investigación de España y Portugal.

infraestructure

Zaragoza
Localización: La infraestructura de Ibercivis se encuentra en el CPD del BIFI.
Servers: 4 Supermicro servers. Cada server tiene: 2 TB de almacenamiento en disco y hasta 48 GB de RAM. Uno de estos servidores tiene también hasta 2.5 TB RAID formado por 6 discos SATA para backups.

Servers y sus hosts:

srv1

backend0
webserver01
monitor.ibercivis.es: Monitoring services.
modulos.ibercivis.es: Opensocial (shindig) server and database slave.
memcache
haproxy01

srv2

webserver.ibercivis.es: Webservices in Ibercivis.
opendigitalscience.eu
haproxy02
cme.ibercivis.es

srv3

database.ibercivis.es: Ibercivis main database.
webserver.ibercivis.es

srv4

webserver02
scheduler.ibercivis.es: Scheduler, feeder and transitioner.
pybossa.socientize.eu
??????lab.ibercivis.es
eduardo

node4

backend01
tedx.ibercivis.es
hurriquest
canalboinc.ibercivis.es
aqua.ibercivis.es

node3

Madrid

Contiene los siguientes hosts:

REDIRIS: dbrediris.ibercivis.es: Reverse-proxy and data base slave.
CSIC: dbcsic.ibercivis.es: Ibercivis database server.

Extremadura

CETA-CIEMAT: Contiene los siguientes hosts:

cetaapache-ibercivis.ceta-ciemat.es: Default BOINC upload server.
resultados-ibercivis.ceta-ciemat.es: Default BOINC download server.

Basque Country

Host: ibercivis.i2basque.es

Portugal

Estos hosts gestionan los servicios y aplicaciones portuguesas, son dos:

ibercivis03.fccn.pt: Scheduler and database server.
ibercivis04.fccn.pt: Portuguese applications services.

Más info en ibercivis.es.

CESAR Y ETOPIA

El Instituto BIFI ha puesto en marcha 10 laboratorios dedicados a la Ciencia Ciudadana:
Fablab, Prototipado Digital, Wetlab, Robótica, Audio, Visualización, Computación, Sensorización y Vídeo, con un presupuesto total de 500.000 €.

En estos laboratorios, la comunidad de la Ciencia Ciudadana, junto con la comunidad científica puede desarrollar sus propios proyectos. Todo este equipamiento está disponible en el edificio Etopia: Centro de Arte y Tecnología en Zaragoza, ocupando un área de 1000 m².

Se puede decir que tres cosas son necesarias a la hora de hacer investigación científica: conocimientos, tiempo y recursos. Es obvio que hoy en día es posible tener acceso a este conocimiento a través de fuentes diferentes a las tradicionales y también que los ciudadanos tienen cada vez más tiempo libre, así pues, debemos asegurarnos de que el ciudadano que lo desee tenga acceso a los recursos requeridos.

Unir conocimiento y tecnología entre la comunidad científica y la ciudadanía es esencial para aprovechar al máximo el potencial que los ciudadanos pueden ofrecer a la Ciencia. Tenerlos como meros observadores circunstanciales sin iniciativa alguna, no nos permitirá explorar y descubrir todo su potencial. De esta forma, existen muchas ventajas en el hecho de que ciudadanos e investigadores compartan un espacio común en el que intercambiar ideas y proyectos.

En primer lugar, el que los ciudadanos puedan trabajar junto a investigadores, les permitirá entender y aplicar las bases del método científico y, en segundo lugar, la comunidad de la ciencia ciudadana podrá tener acceso a un equipamiento tradicionalmente reservado a investigadores. Además, los investigadores podrán utilizar también los valiosos recursos que la ciencia ciudadana ofrece para su propia investigación. Por último, esta simbiosis nos permitirá entender y mejorar la Ciencia Ciudadana.

ibercivis_etopia-flab

Fablab

Cortadora láser Fusion 40 130W
CNC de 3 ejes 2000x1000x12mm, 1.5cv, 7.000 to 24.000 rpm
Cortadora de vinilo GS24
Escáneres 3D
Impresoras 3D

ibercivis_etopia-prototipado

Prototipado digital

15x Estaciones de soldadura Weller WSD 81I EU
4x Estaciones de soldadura Proskit industries
4x Osciloscopios de dos canales
1x Máquina PCB
Otras herramientas

ibercivis_etopia-wetlab

Wetlab

PCR
Microscopio invertido
Binocular
2x Centrífugas
Incubadora

ibercivis_etopia-robotica

Robótica

4x Cuadcópteros
4x Turtlebots
2x e-pucks
Lego kits, roomba

ibercivis_etopia-audio

Audio

Micrófono DPA 5100
6x Dynaudio AIR 5
4x Altavoces holosónicos
Apogee 8×8, 3x teclados maestros, 8x altavoces HS7

ibercivis_etopia-visualization

Visualización

Spatial light Modulator
Laboratorio de óptica
Televisión HDR
ACME Digivideo Spot 000II

ibercivis_etopia-computacion

Computación

2x Jetson tk1
5x 5x Paralelas, 5x Raspberry pi, 5x PiTFT, 5x SmartCitizenKits
9 kinects, 5x tablets, 10x teléfonos inteligentes
30x Portátiles, 20x sobremesa

Sensorización

FOTO SENSORIZATION

RTLS UBRP001
Brain Vision EGG
Enactive Torch

video

Vídeo

Monitor HDR SIM2
Monitor Automultiscópico
Cámara Sony a7s
Atem TV Studio

Lista completa de equipamiento:

equipamiento_cesar_etopia_cienciaciudadana_visualizacion

Más información en: http://cesar-etopia.bifi.es

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