2. Tecnologías habilitadoras (THD) actuales

Características y usos del Internet de las cosas

El Internet de las cosas o IoT (Internet of Things) consiste en la conexión de distintos dispositivos o aparatos físicos a la red y entre sí, consiguiendo unificar el mundo físico con el digital.

El IoT conecta el mundo físico de la empresa (dispositivos móviles a máquinas en línea de producción, sistemas de refrigeración y climatización, herramientas, etc.) con Internet para utilizar los datos de los dispositivos e incrementar la productividad y la eficiencia, automatizando tareas de forma inteligente.

Características

• Conectividad: los dispositivos deben conectarse a la red utilizando principalmente conexiones Wifi, Ethernet, Bluetooth, o datos móviles o conectividad máquina a máquina (M2M). Cada dispositivo dispondrá de su propia IP específica, mediante la cual puede recibir instrucciones y enviar y recibir datos.
• Sensibilidad: los dispositivos pueden detectar movimiento, temperaturas y otros parámetros a través de sensores.
• Interacción: IoT utiliza una interfaz y sistemas de comunicación y gestión que permiten establecer la relación eficiente entre las personas, los dispositivos y el mundo físico.
• Seguridad: deben disponer de medios de seguridad para proteger la integridad y privacidad de la información ya que los equipos o dispositivos están conectados a la red transmitiendo y recibiendo datos.

Aplicaciones y usos

• Hogares: aunque no es generalizado, empiezan a utilizarse en dispositivos como calefactores con acceso remoto, robots de limpieza que automatizan las tareas o en dispositivos de audio que acceden a Internet para reproducir música.
• Ciudades: se emplea en el control inteligente de semáforos, el acceso a puentes, y muchas otras actividades de control para beneficiar a la población.
• Industria. para controlar cada etapa de fabricación de productos o componentes, realizando:
  • Gestión y monitorización automatizada y remota de los equipos.
  • Mantenimiento predictivo.
  • Implementación de mejoras más rápida.
  • Inventarios a punto.
  • Control de calidad.
  • Optimización de la cadena de suministro.
  • Mejora en la seguridad en planta.
• Sector de la salud: se emplean dispositivos médicos que cuentan con software asociado, sensores y conexión a Internet, y que permiten mejorar la vida de los pacientes y la labor de los profesionales de la salud.

Características y usos de la IA

La inteligencia artificial (IA) es un campo de la informática que busca desarrollar sistemas capaces de realizar tareas que normalmente requieren inteligencia humana, como el aprendizaje, el razonamiento y la percepción, con su mismo margen de autonomía, individualidad y creatividad, pero con la ventaja de procesar grandes volúmenes de datos a alta velocidad.

Características

• Automatización y eficiencia: una de las principales ventajas de la inteligencia artificial es su capacidad para automatizar tareas repetitivas y laboriosas, lo que aumenta la eficiencia y la productividad.
• Creatividad: la capacidad de crear soluciones innovadoras a través del pensamiento lateral y la exploración de múltiples opciones es una de las características más valoradas de la IA.
• Manejo de grandes volúmenes de datos: la IA puede gestionar y analizar enormes cantidades de datos provenientes de múltiples fuentes a gran velocidad mediante la búsqueda de patrones y el descubrimiento de relaciones en datos.
• Imitación de la cognición humana: los sistemas de IA buscan imitar el pensamiento humano para resolver problemas, hacer inferencias y tomar decisiones.
• La IA permite a los negocios identificar oportunidades mediante la percepción del entorno.

Aplicaciones y usos

• Medicina y salud: es muy útil en el diagnóstico médico, la investigación sobre nuevos fármacos, la asistencia en cirugías, la monitorización de pacientes y la gestión de registros médicos. También permite personalizar el tratamiento a un paciente. Por otro lado, junto con la robótica quirúrgica, asisten a los cirujanos y minimizan los riesgos y las posibles complicaciones.
• Retail: la IA permite personalizar la experiencia del cliente al analizar su comportamiento y ofrecer recomendaciones en función de sus intereses y necesidades.
• Automatización industrial: la IA puede analizar datos de IoT transmitidos desde equipos conectados en la fábrica para predecir cargas y demandas, automatizar tareas, personalizar pedidos de clientes, optimizar la cadena de suministro y mejorar la eficiencia general.
• Servicios financieros: las instituciones financieras pueden emplear técnicas de IA para identificar transacciones fraudulentas, realizar evaluaciones de crédito rápidas y precisas y automatizar tareas de gestión de datos que antes se hacían manualmente.

Características y usos del Big Data y tratamiento de datos

Big Data se refiere a conjuntos de datos extremadamente grandes y diversos, que incluyen datos estructurados, no estructurados y semiestructurados, y que continúan creciendo exponencialmente.

• Volumen: la característica más común asociada al Big Data es su gran volumen. Esto describe la enorme cantidad de datos que se pueden recopilar y que se generan a partir de diversas fuentes y dispositivos de forma continua.
• Velocidad: referido a la velocidad de generación de los datos y la rapidez con la que se generan y se procesan los datos.
• Variedad: los datos pueden proceder de muchas fuentes distintas y organizarse tanto en forma estructurada como no estructurada.
• Variabilidad. Referido a la inconsistencia que pueden presentar los datos en ocasiones, dificultando las tareas de análisis.
• Veracidad. Cuando hablamos de veracidad nos referimos al grado de fiabilidad de la información recibida.
• Validez. Se refiere a la limpieza que tienen los datos, a cuán precisos y correctos son para su uso.
• Vulnerabilidad. Toda preocupación de seguridad respecto a los datos.
• Volatilidad. Se refiere al tiempo que deben conservarse los datos; debido a la velocidad y el volumen de los datos, su volatilidad debe considerarse cuidadosamente.
• Visualización. Representar los datos visualmente de manera que sean legibles y accesibles.
• Valor de la información: los datos deben ser adecuados y analizarse de manera eficaz para extraer información que facilite la toma de decisiones fundamentadas.

Los usos de Big Data son diversos y abarcan casi todos los ámbitos de la vida diaria:

• Sector sanitario:
  • Investigación médica avanzada.
  • Gestión de registros de pacientes.
• Sector financiero:
  • Detección de fraudes.
  • Análisis de riesgos y préstamos.
• Sector industrial:
  • Mantenimiento predictivo de maquinaria.
  • Optimización de la cadena de suministro.
• Sector energético y de recursos naturales:
  • Gestión eficiente de recursos: Datos optimizan la producción y distribución de energía, ajustando la generación en tiempo real según la demanda.
  • Mantenimiento de infraestructuras: Sensores monitorean infraestructuras críticas, como oleoductos, para detectar anomalías y prevenir fugas.
• Sector de marketing y publicidad: ayuda a comprender la opinión de los clientes y ajustar estrategias al analizar comentarios y percepciones de marca.

Características y usos de la tecnología 5G

Las redes 5G pueden soportar un gran número de conexiones simultáneas, mejorando la velocidad, latencia, fiabilidad y eficiencia energética para una amplia variedad de dispositivos y sistemas IoT. Las tecnologías 5G se caracterizan por 8 especificaciones:

• Una velocidad de datos de hasta 10 Gbps -> 10 a 100 veces mejor que las redes y 4.5 Ghz.
• La latencia de 1 milisegundo.
• Banda ancha 1000 veces más rápida por unidad de área.
• Conexiones simultáneas, hasta 100 dispositivos más conectados por unidad de área (en comparación con las redes 4G LTE).
• Disponibilidad del 99.999%.
• Cobertura del 100%.
• Reducción del 90% en el consumo energético de la red.
• Hasta 10 años de duración de la batería en dispositivos IOT (Internet de las cosas) de bajo consumo.

Aplicaciones y usos

La Banda Ancha Móvil Mejorada (eMBB) ha sido una de las primeras aplicaciones implementadas con redes 5G. Junto con las Comunicaciones Ultra Confiables y de Baja Latencia (URLLC) y el Internet de las Cosas Masiva (MMIoT), eMBB representa una de las tres principales categorías de casos de uso para esta nueva generación de tecnologías móviles.

• Banda ancha móvil mejorada (enhanced mobile broadband, eMBB), que proporciona altas velocidades de datos (superiores a 10 GB/s) en áreas de cobertura extensas para mejorar diversos servicios como el streaming o las aplicaciones de realidad virtual.
• Comunicación ultrafiable con muy baja latencia (del orden de 1 ms) (ultra reliable Iow latency, URLL), que aumenta la velocidad y calidad del servicio en sus funciones críticas, como el control de robots y drones, la cirugía remota o los coches autónomos.
• Comunicación masiva máquina a máquina (massive machine type communications, mMTC): facilita la generación, transmisión y procesamiento automático de datos en diversas máquinas sin intervención de las personas, como el seguimiento de mercancías en una cadena de suministro.

Características y usos de la robótica colaborativa (cobótica)

La robótica colaborativa es el nombre que recibe la rama de la robótica encargada del diseño de equipos, conocidos como cobots, con la capacidad de compartir el mismo campo de trabajo que el personal humano.

Es una tecnología que permite realizar procesos repetitivos, poco ergonómicos o peligrosos para el operario sin necesidad de sistemas de seguridad y cerramientos presentes en las instalaciones de robótica tradicional.

Las características del robot colaborativo son:

• Intuitivo: para que resulte fácil configurarlo y trabajar con él.
• Sensitivo: minimiza el riesgo de daño en caso de contacto físico con las personas
• Seguro, ya que permite asignarle tareas poco ergonómicas y monótonas, reduciendo así las lesiones.
• De rápida instalación, reduciendo el tiempo necesario para su puesta en funcionamiento.
• Flexible: se adapta fácilmente a diferentes aplicaciones y tareas.

Los robots manipuladores son aptos para un gran número de procesos, siendo los más habituales los siguientes:

• Manipulación de piezas.
• Alimentación de máquinas.
• Pulido y desbarbado.
• Pegado, dispensado y soldadura.
• Seguimiento de trayectorias.
• Montaje.
• Pick&place: operaciones que tengan que ver con coger un producto o pieza y ubicarlo en otro lugar.
• Empaquetado y paletizado.

Características y usos del Blockchain

Blockchain (cadenas de bloques) es una base de datos compartida o distribuida donde la información registrada está almacenada en bloques, ligados entre sí criptográficamente, y validada de una forma descentralizada a través de un protocolo común.

La base de datos de blockchain no se almacena en una sola ubicación, lo que significa que los registros que guarda son verdaderamente públicos y fácilmente verificables.

Características clave

• Inmutabilidad: los datos almacenados en una blockchain son inmutables, lo que significa que una vez que la información se añade a la cadena, no puede ser alterada ni modificada.
• Descentralización: se refiere a la transferencia del control y la toma de decisiones de una entidad centralizada (individuo, organización o grupo) a una red distribuida. Los datos son compartidos en una red que se replica en cada uno de los ordenadores de las personas que acceden a dicho sistema.
• Seguridad: se trata de una red de nodos distribuidos y conectados entre sí, en los cuales se registra la información protegida criptográficamente.
• Tecnología de contabilidad distribuida: por lo general, un registro público proporcionará toda la información sobre una transacción y el participante, y todos los participantes de la red tienen acceso a dicho registro.
• Consenso: un sistema de cadena de bloques establece reglas sobre el consentimiento de los participantes para registrar las transacciones. Solo se pueden registrar transacciones nuevas cuando la mayoría de los participantes de la red dan su consentimiento. Los datos almacenados dentro de Blockchain son de acceso público y, por lo tanto, no están cifrados.

Los sectores con mayor proyección de uso son

• Sector logístico. A través de cuatro categorías: comercio internacional, transporte terrestre de mercancías, trazabilidad de producto y reparto de última milla. Tiene la capacidad de cambiar la manera en que la industria logística ejecuta sus intercambios comerciales.
• Sector energético: incrementa la eficiencia operativa, mejora la visibilidad y agiliza el cumplimiento de las obligaciones de presentación de información.
• Sector sanitario: permite el control de historiales clínicos, garantiza la confidencialidad de los pacientes, nuevos conocimientos, control de medicamentos, etc.
• Sector alimentario: autentifica productos para prevenir fraudes y promueve la transparencia e integridad en la cadena alimentaria.
• Sector inmobiliario/construcción: va a impactar en toda la cadena de valor, desde la valoración del suelo hasta el diseño, construcción, comercialización, entrega y mantenimiento de edificios.
• Sector educación: facilita el acceso y verificación de la identidad o de la formación recibida.

Características y usos de la ciberseguridad

La ciberseguridad es la práctica de proteger sistemas, redes y programas de ataques digitales. Estos ciberataques suelen tener como objetivo acceder, modificar o destruir información confidencial; extorsionar a los usuarios; o interrumpir los procesos comerciales normales.

Algunas características clave de la ciberseguridad son la integridad de los datos, confidencialidad, disponibilidad, detección y respuesta rápida ante peligros, así como la prevención de riesgos.

• Confidencialidad: se refiere a la protección de la información sensible mediante la implementación de medidas como el control de acceso, autentificación de usuarios y cifrado, garantizando que solo usuarios autorizados puedan acceder a ella.
• Disponibilidad: asegurar que los sistemas y datos estén disponibles cuando se necesiten. Esto incluye la implementación de copias de seguridad regulares, la monitorización constante y los planes de recuperación.
• Detección y respuesta rápida: se utilizan herramientas de monitoreo y análisis y sistemas de alerta que detectan y responden rápidamente a posibles incidentes de seguridad.
• Prevención de amenazas: evita la entrada y propagación de malware, virus y otras formas de ataques mediante firewalls, software antivirus actualizado y la implementación de políticas efectivas.
• Integridad de datos: mediante el uso de técnicas de cifrado y firmas digitales se protege la información durante su transmisión y almacenamiento.

Características y usos de la fabricación aditiva

La fabricación aditiva, también conocida como impresión 3D, es un proceso que se utiliza para crear un objeto físico mediante la superposición de capas de material a partir de un modelo digital.

Características de la fabricación aditiva

• Producción más rápida y más económica: la fabricación aditiva logra reducir hasta un 90% los tiempos de producción. Esto permite intensificar el ritmo de producción y reducir el coste por pieza. Además, los materiales empleados en la impresión 3D son económicos.
• Producciones a menor escala ya medida: con la impresión 3D, la producción de piezas a medida y en tiradas de bajo volumen se convierte en una opción rentable y viable.
• Componentes personalizados: la capacidad de personalizar y adaptar los productos permite a los fabricantes crear y ofrecer soluciones personalizadas a los clientes con rapidez.
• Reducción de costes logísticos: la fabricación digital supone una reducción de los costes en almacenaje y logística, ya que es posible mantener un stock virtual y producir piezas bajo demanda cuando se necesiten.
• Ahorro energético: las piezas fabricadas digitalmente pesan mucho menos y esto implica que las máquinas necesitan mucha menos energía para funcionar.
• Fabricación más sostenible: disminuye el consumo energético y los costes de transporte, ya que la materia prima ocupa menos espacio y es más fácil de transportar. Además, algunas tecnologías de fabricación aditiva permiten reciclar gran parte del material que se ha utilizado durante la impresión.

Aplicaciones de la fabricación aditiva en la industria

• En el sector aeroespacial y de la automoción, la fabricación aditiva permite producir piezas más ligeras y resistentes con rapidez.
• En el sector sanitario, es posible producir implantes y otras prótesis personalizadas, como implantes ortopédicos y dentales adaptados a las necesidades de cada paciente.
• En la fabricación de joyería, se pueden producir fácilmente diseños complejos.
• Prototipado y fabricación de pequeños lotes: la impresión 3D ofrece una alternativa a los procesos tradicionales, disminuye costes y tiempos de producción, a la vez que se elimina el desperdicio de materias primas.
• Miniaturas/simulación de producción: las maquetas para arquitectura pueden ser reproducidas mediante impresión 3D en el mismo lugar en el que se hará la presentación.
• Reparación de herramientas: optar por reparar en lugar de sustituir es una opción respetuosa con el medio ambiente y muy rentable.

Características y usos de las tecnologías inmersivas: realidad virtual

Las tecnologías inmersivas están compuestas por la realidad virtual (RV), la realidad extendida (RE), la realidad aumentada (RA) y la realidad mixta (RM), y se caracterizan por su capacidad para colocar al usuario entre el mundo real y el mundo virtual.

La Realidad Virtual (RV) es un entorno de escenas y objetos de apariencia real generado mediante tecnología informática que crea en el usuario la sensación de estar inmerso en él. Se utiliza para crear experiencias inmersivas en videojuegos, entretenimiento y formación, y se accede a través de dispositivos como gafas VR y controladores. No debe confundirse con el concepto de realidad aumentada (RA), que es una tecnología que superpone información digital sobre elementos del mundo real.

Características de la RV

• Inmersión sensorial.
• Interactividad y control.
• Versatilidad y aplicaciones diversas.

Aplicaciones y usos

• Educación: para contextualizar los entornos, aprender materias visualizando los objetos y procesos, conocer estructuras de las máquinas, los inmuebles, el cuerpo humano y animal, etc. Además, permite desarrollar simuladores para que los alumnos realicen prácticas y favorece la investigación científica al permitir crear simulaciones de hipótesis.
• Capacitación en una fábrica: para enseñar a los trabajadores la manera en que funciona una máquina.
• Diseño industrial y proyectos arquitectónicos y de ingeniería: permite someter a pruebas los prototipos optimizando los recursos y evaluando los posibles problemas que puedan aparecer sin necesidad de fabricarlos o crear maquetas físicas.
• Conducción: en sectores como la automoción o la aeronáutica, ofrece la posibilidad de realizar pruebas virtuales de vehículos o trabajar con simuladores para entrenar a los pilotos y conductores.
• Medicina. En tratamientos de rehabilitación, para el diagnóstico y como representación visual durante intervenciones quirúrgicas.
• Militar. Entrenamiento de los ejércitos.
• Ocio y entretenimiento.

Características y usos de los gemelos digitales

Un gemelo digital o “digital twin” es la representación virtual de un objeto físico, proceso o sistema al que se le incorporan datos en tiempo real que pueden captarse mediante sensores o tecnologías de análisis de datos. Se utiliza para realizar simulaciones y estudiar el comportamiento de un producto digital, para después adaptar las soluciones al producto real de una manera eficiente.

Para generar un gemelo digital, los sensores recopilan datos en tiempo real sobre un proceso, producto o servicio, que son enviados a un sistema basado en la nube para procesar y analizar la información obtenida. Tras comparar los datos con otros parámetros, se crea una versión virtual que permite realizar ajustes antes de la producción física. Solo cuando se cumplen los requisitos en el entorno virtual, se procede a la fabricación física.

Características

• Conectividad: esta tecnología depende del Internet de las Cosas (loT), que permite que los dispositivos físicos se conecten y comuniquen entre sí.
• Homogeneización: es necesario reunir y centralizar datos de diversas fuentes en un único sistema informático, creando una base de datos unificada que facilite la representación virtual de productos, procesos o sistemas.
• Reprogramable e inteligente:  los gemelos digitales pueden ser reprogramados, incluso de forma automática, gracias a sensores en el producto físico, Inteligencia Artificial (IA) y análisis predictivo, lo que permite optimizar el rendimiento del prototipo físico.
• Rastros digitales: deja huellas digitales para que los ingenieros técnicos puedan identificar cualquier problema.
• Modularidad: tanto el gemelo digital como el físico pueden dividirse en partes o capas. Esto facilita su seguimiento y reparación al permitir la identificación de los componentes que no funcionan correctamente.

Aplicaciones del gemelo digital

• Industria: permite la prevención de fallos de las máquinas, la producción de piezas personalizadas y adaptadas a las demandas y requerimientos específicos de los clientes. Se puede agilizar la cadena de producción de cualquier producto, optimizando todos los procesos para evitar errores y reduciendo los tiempos de fabricación y los costes.
• Sector energético: para apoyar la planificación estratégica de proyectos y optimizar el rendimiento y los ciclos de vida de los activos existentes. Gracias al análisis y a la simulación virtual, las empresas podrían ahorrar un 70% de energía, lo que repercutirá en una reducción de costes.
• Sector de la automoción: para crear modelos digitales de vehículos. Los gemelos digitales pueden aportar información sobre el comportamiento físico del vehículo, así como sobre los modelos de software, mecánicos y eléctricos.
• Sanidad: por ejemplo, para crear gemelos virtuales de hospitales enteros, otras instalaciones de salud, laboratorios y cuerpos humanos para modelar órganos y realizar simulaciones que indiquen cómo responden los pacientes a determinados tratamientos.
• Búsquedas: optimización de resultados en motores de búsqueda.