James Dyson Award 2020, il vincitore è Blue Box per screening tumore al seno

Un dispositivo per lo screening del tumore al seno da eseguire in ambiente domestico: annunciato il progetto vincitore dell’edizione internazionale del James Dyson Award 2020.

E per la prima volta assegnato anche il premio per la categoria Sostenibilita’: un materiale innovativo per la produzione di energia rinnovabile.

I vincitori

Blue Box è il vincitore internazionale del James Dyson Award 2020. Inventato da Judit Giró Benet, 23 anni, rappresenta una nuova modalità per individuare il tumore al seno, in ambiente domestico, utilizzando un campione di urina.

AuREUS System Technology è il primo vincitore in assoluto della Sostenibilità del James Dyson Award 2020. Inventato da Carvey Ehren Maigue, 27 anni, si tratta di un nuovo materiale, ottenuto dalle coltivazioni di scarto, capace di convertire la luce UV in energia rinnovabile.

I secondi classificati

Tyre Collective è un dispositivo posto sulle ruote di un veicolo che cattura le particelle derivanti dall'usura degli pneumatici in modo tale che queste vengano riciclate per impieghi futuri. Un team di studenti della Imperial University e del Royal College of Art, nel Regno Unito, ha inventato il dispositivo.

Scope, progettato da studenti della University of Waterloo, in Canada, è una nuova lente che utilizza cristalli liquidi garantendo alla fotocamera uno zoom lossless.

Il 2020 si è rivelato un anno da record per il James Dyson Award, raggiungendo il numero più elevato di candidature mai presentate e il più alto importo erogato sottoforma di premi. Nonostante il contesto di quest'anno, la qualità delle candidature è stata eccezionale e ha sottolineato ancora una volta lo straordinario ingegno dei giovani inventori. I vincitori risolvono problemi significativi di importanza globale: le donne che saltano lo screening per il tumore al seno e i metodi sostenibili per produrre in modo efficace energia rinnovabile.

Commentando questa edizione del concorso, James Dyson ha affermato:

"I giovani vogliono cambiare il mondo, e gli ingegneri, gli scienziati e i designer che partecipano al James Dyson Award dimostrano di poterlo fare. Abbiamo osservato un numero crescente di idee per la salute e il miglioramento nell’ambito della sostenibilità, e ci è sembrato ingiusto scegliere soltanto una  tra tante idee così nobili, così abbiamo creato due premi quest'anno, per sostenere due invenzioni meritevoli.

Judit e Carvey sono persone straordinarie che hanno fatto scoperte significative, spero che possano utilizzare il James Dyson Award come trampolino di lancio per i loro futuri successi".

Il vincitore internazionale -  “The Blue Box”, di Judit Giró Benet

Il problema

Si riscontra la necessità globale di processi di screening agevoli e accessibili per il tumore al seno.  Attualmente, per fare uno screening le donne devono recarsi in ospedale o presso strutture mediche e devono sottoporsi a una procedura invasiva, talvolta dolorosa e spesso costosa. Si stima che il 40% delle donne salti la propria mammografia di screening per il tumore al seno, con il risultato che 1 caso su 3 viene rilevato tardi, riducendo le possibilità di sopravvivenza. La vincitrice internazionale di quest'anno del James Dyson Award è stata motivata da questa situazione, a seguito della diagnosi di tumore al seno della madre, e fornisce una soluzione che porta ognuno di noi a riflettere.

La soluzione

Blue Box, inventato da Judit Giró Benet di Tarragona, in Spagna, è un dispositivo per lo screening biomedico del tumore al seno, utilizzabile in ambiente domestico, che si serve di un campione di urina e di un algoritmo dotato di Intelligenza Artificiale per rilevare i primi segnali di tumore al seno.  Questo mette le donne nella condizione di prendersi cura della propria salute grazie a un'alternativa non invasiva, indolore, non irradiante e a basso costo che può essere usata abitualmente in ambiente domestico.

Il dispositivo esegue un'analisi chimica del campione di urina e trasmette i risultati al Cloud.  Qui, l'algoritmo basato sulla AI reagisce a metaboliti specifici presenti nelle urine, fornendo all'utente una diagnosi. Il dispositivo è collegato a un'app che controlla tutte le comunicazioni nei confronti delle utenti, mettendole immediatamente in contatto con un operatore sanitario, nel caso in cui il campione risulti positivo.

I prossimi anni saranno cruciali per Judit poiché con il suo team lavorerà alle ultime fasi del processo di prototipazione, essendo pronti per studi sull'essere umano e per studi clinici, e procedendo di pari passo con l’indispensabile deposito brevettuale. 

Judit ha commentato così la vittoria: "Blue Box ha il potenziale di rendere lo screening tumorale parte della routine quotidiana. Può aiutare a cambiare il modo in cui la società lotta contro il tumore al seno, facendo sì che le donne possano evitare una diagnosi in stadio avanzato. Il giorno in cui James Dyson mi ha comunicato di aver vinto il premio internazionale è stato un vero punto di svolta poiché il premio in denaro mi permetterà di brevettare ulteriormente e di velocizzare la ricerca e lo sviluppo. Ma, soprattutto, sentire che crede nella mia idea mi ha dato la fiducia di cui ho bisogno in questo momento di vitale importanza".

James Dyson, Fondatore e Ingegnere Capo Dyson, ha sottolineato: "Purtroppo ho assistito in prima persona agli effetti strazianti del cancro e, come scienziati e ingegneri, dovremmo fare tutto il possibile per superare questa terribile malattia. Judit ha messo insieme hardware, software e IA, in modo impressionante, per creare un prodotto ben progettato che potrebbe rendere lo screening del cancro parte della vita quotidiana. I dati che la Blue Box raccoglie e memorizza nel Cloud forniranno una visione d'insieme che può consentire un trattamento più preciso e ampliare la conoscenza globale del cancro. Merita tutto il supporto che può ottenere, soprattutto adesso che si avvia a percorrere il complesso iter di approvazioni in ambito medico e scientifico”.

Tumore al seno: la situazione in Italia e cosa è cambiato con il Covid-19. 

• Nei primi 5 mesi del 2020 in Italia ci sono stati 400mila esami di screening in meno rispetto allo stesso periodo dello scorso anno. Con una conseguente riduzione di circa 2mila nuove diagnosi di tumore al seno a causa di Covid-19;
• Il tumore al seno è la neoplasia più frequente in assoluto per incidenza nella popolazione femminile. Si stima che nel 2018, in Italia, abbia colpito 52.800 donne e circa 500 uomini (per confronto, nel 2015 le stime indicavano, rispettivamente, 48 mila e 300);
• Rispetto all'incidenza di tutti gli altri tumori (eccetto quelli della cute), il carcinoma della mammella è quello più frequentemente diagnosticato sia tra le donne sia nella fascia d’eta 0-49 anni (41%), sia nella classe d’età 50-69 anni (35%), sia in quella più anziana ≥70 anni (22%).

Il vincitore della categoria Sostenibilità – “AuREUS System Technology”

di Carvey Ehren Maigue

Il problema

Molte fonti di energia rinnovabile risentono dell'intermittenza, poiché l'energia eolica e quella solare possono essere generate soltanto in specifiche condizioni ambientali. I pannelli solari possono catturare e convertire soltanto la luce visibile in energia rinnovabile e, per farlo, devono essere rivolti al sole. Gli impianti fotovoltaici attuali vengono costruiti soltanto in modo orizzontale, mai verticale, e spesso si trovano su terreni coltivabili, facendo sì che questi non possano essere utilizzati per le coltivazioni. Tuttavia, ci sono migliaia di finestre e di altre superfici che potrebbero essere convertite per un nuovo impiego.

La soluzione

Il primo vincitore in assoluto del James Dyson Award per nella nuova categoria Sostenibilità sta affrontando la sfida di come potremmo produrre energia rinnovabile dalla luce attraverso il riciclaggio dei rifiuti in modo più efficiente.

AuREUS, inventato da Carvey Ehren Maigue della Mapua University di Manila, nelle Filippine, è un materiale che può essere applicato su una struttura o superficie preesistente per raccogliere la luce UV e convertirla in luce visibile per generare elettricità, cosa che i tradizionali pannelli solari non sono in grado di fare. Che splenda il sole o che sia nuvoloso, il dispositivo di Carvey genererà comunque elettricità in quanto le particelle in esso contenute assorbono la luce UV, facendo sì che esse si illuminino.  Quando le particelle si "riposano", rimuovo l'energia in eccesso e quest'ultima "fuoriesce" dal materiale come luce visibile, la quale successivamente può essere trasformata in elettricità. AuREUS ha il potenziale di convertire più energia solare in energia rinnovabile rispetto ai pannelli solari e può funzionare a pieno regime anche quando non direttamente esposto alla luce solare. I test attuali indicano che è in grado di produrre elettricità per il 48% del tempo, rispetto al 10-25% delle celle fotovoltaiche.

Le Filippine sono vittima di eventi atmosferici intensi e, come conseguenza, gli agricoltori possono perdere molta della loro produzione. Carvey, per il suo substrato, ha cercato di usare queste coltivazioni di scarto come composto per l'assorbimento della luce UV, anziché lasciare che le coltivazioni vengano eliminate. Dopo aver testato quasi 80 tipologie differenti di coltivazioni locali, Carvey ne ha scoperte nove che mostravano un grande potenziale per un impiego a lungo termine. Il substrato, quando applicato ai materiali, è resistente, traslucido e può essere modellato secondo forme differenti. Carvey sta già studiando come sviluppare il suo materiale, andando oltre all'uso su finestre e pareti, come in tessuti e applicazioni su automobili, imbarcazioni e aeroplani.

"AuREUS è impressionante nel modo in cui fa un uso sostenibile delle colture di scarto, ma sono particolarmente colpito dalla determinazione e audacia di Carvey. Non essendo riuscito ad entrare nella fase nazionale del Premio nel 2018, si è impegnato a fondo e ha sviluppato ulteriormente la sua idea - questo sarà un tratto caratteriale molto importante mentre si avvia nel lungo percorso che lo condurrà alla commercializzazione.

Gli auguro tutto il successo possibile perché, come agricoltore, mi sono sempre preoccupato di coprire i terreni fertili, alimentari e agricoli con celle fotovoltaiche. L'invenzione di Carvey mostra un modo efficace per creare energia pulita su strutture già esistenti, come le finestre, all'interno delle città".

James Dyson, fondatore e ingegnere capo Dyson.

Imparare dagli errori

Carvey inoltrò per la prima volta la sua idea al James Dyson Award nel 2018 ma non raggiunse le fasi di premiazione del concorso. All'epoca, la sua tecnologia poteva essere applicata soltanto alle finestre e l'ingrediente fondamentale del substrato era un composto chimico. 2 anni più tardi, con ulteriore ricerca e sviluppo nelle applicazioni e utilizzando coltivazioni di scarto riciclate, l'invenzione di Carvey è il primo vincitore in assoluto nella categoria Sostenibilità. La perseveranza nel migliorare la sua idea e nell'apprendere dalle battute d'arresto riflette l'etica e il DNA di James Dyson nei confronti del fallimento - un fattore chiave del processo di progettazione promosso in Dyson a tutti i livelli.

Dopo aver parlato con James Dyson, Carvey ha riflettuto: "Vincere il James Dyson Award rappresenta sia un inizio, sia una fine.  Ha segnato la fine degli anni in cui mi chiedevo se la mia idea avrebbe mai trovato risonanza globale. Segna l'inizio del viaggio di portare finalmente alla luce AuREUS System Technology. Voglio creare una forma migliore di energia rinnovabile che utilizzi le risorse naturali del mondo, sia vicina alle vite delle persone, creando percorsi realizzabili e che si avvicini a un futuro sostenibile e rigenerante".

• I combustibili fossili continuano ad ammontare a più dell'81% della produzione energetica globale, secondo l'Associazione Internazionale per l'Energia.
• Secondo le stime, se continuiamo a bruciare combustibili fossili al ritmo attuale, le riserve globali di gas e petrolio si esauriranno entro il 2060.  Alternative rinnovabili accessibili, efficaci e pulite devono avere la priorità.
• I pannelli solari possono convertire il 15-22% dell'energia solare in energia utilizzabile. Questo dipende dall'ubicazione, dall'orientamento e dal clima.

I secondi classificati internazionali al James Dyson Award 2020

Scope – inventato da Ishan Mishra, Holden Beggs, Zhen Le Cao, Fernando J. Pena Cantu, Alisha Bhanji dalla University of Waterloo, in Canada.

Il problema: Le fotocamere dei cellulari non possono scattare fotografie con zoom di alta qualità poiché le lenti non possono sfruttare il movimento fisico per zoomare senza che ci sia una perdita nella qualità dell'immagine, come riscontrato nelle fotocamere tradizionali.

La soluzione: Scope ha progettato una lente utilizzando cristalli liquidi confinati in una cella. Quando viene applicata tensione ai cristalli, il fronte d'onda della lente ottica può essere modificato dinamicamente senza alcun movimento fisico, permettendo la funzionalità di zoom lossless.

Tyre Collective – inventato da Siobhan Anderson, Hanson Cheng, M Deepak Mallaya e Hugo Richardson del corso di laurea specialistica in Innovation Design Engineering presso l'Imperial College London e il Royal College of Art, nel Regno Unito.

Il problema: Ogni volta che un veicolo frena, accelera o effettua una svolta, gli pneumatici si consumano e delle piccole particelle diventano aeree che, annualmente, ammontano a mezzo milione di tonnellate soltanto in Europa. Queste particelle sono sufficientemente piccole per diventare aeree e possono avere effetti negativi sulla salute. Ammontano fino al 50% dell'inquinamento da PM_2.5 derivante dal trasporto su gomma e ammonteranno al 10% del PM_2.5 complessivo entro il 2030. Altre particelle finiscono invece nei corsi d'acqua e negli oceani, raggiungendo infine la catena alimentare.

La soluzione: Tyre Collective mira a ridurre questo inquinamento invisibile, catturando alla fonte le particelle derivanti dall'usura degli pneumatici. Il dispositivo viene adattato alla ruota e utilizza l'elettrostatica per raccogliere particelle quando vengono emesse dagli pneumatici, sfruttando diverse correnti d'aria attorno alla ruota in movimento. Una volta catturate, le particelle possono essere riciclate e riutilizzate per nuovi pneumatici e altri materiali, come l'inchiostro.