«Un ciudadano de Los Ángeles descubre el rayo de la muerte». Este impactante titular apareció en un periódico de Los Ángeles en julio de 1960. Unas semanas antes, concretamente el 16 de mayo de 1960, el ingeniero y físico americano Theodore H. Maiman en los laboratorios de investigación de Hughes había conseguido que un cilindro de rubí sintético son bases reflectantes y una lámpara de fotografía emitiera pulsos de luz roja intensa lo que constituyó la primera implementación física del láser.
Theodore H. Maiman con la primera implementación de un láser
Este hito en la fotónica fue consecuencia tanto de siglos de estudio de grandes científicos como Newton, Young, Maxwell o Einstein tratando de conocer y explicar la naturaleza luz, como de una frenética carrera desde los años 50 entre una docena de laboratorios con los de Bell a la cabeza por demostrar experimentalmente que la emisión estimulada de la luz predicha por Albert Einstein en su trabajo de 1917 «The Quantum Theory of Radiation» era posible.
El término LASER o «Light Amplified by Stimulated Emission of Radiation» fue acuñador por Gordon Gould en 1957 en sus notas sobre la viabilidad de la construcción de un láser. Gould había sido estudiante de doctorado de Charles Townes, quien, en 1954, había construido el MASER, predecesor del láser, que amplificaba las ondas microondas por emisión estimulada de la radiación. Finalmente, Charles Townes recibiría en 1964 el Nóbel de física por su implementación del MASER, Gordon Gould se haría millonario con la patente del láser y Mainman recibiría el reconocimiento de haber realizado la primera implementación de un láser, además de numerosos reconocimientos académicos.
Un láser es una fuente de luz con unas características especiales de coherencia, monocromicidad y colimación. Estas características permiten concentrar con la ayuda de lentes ópticas una gran intensidad de energía en un área mínima. Para conseguir estas características, el láser hace uso del mecanismo cuántico predicho por Einstein con el que se consigue que la generación de fotones en ciertos medios sólidos, líquidos o gaseosos se amplifique en gran medida cuando dichos medios son excitados eléctricamente o mediante pulsos de luz.
Durante los años 60, además del láser de estado sólido de Maiman, se desarrollaron otros láseres como el láser de He-Ne en diciembre del 60 y el láser de CO2 en 1961 cuyo medio activo eran gases o el láser de diodo en 1962. Aunque en principio se dijo del láser que era «una solución para un problema no definido», rápidamente el número de aplicaciones de este incremento en gran medida haciendo de este una herramienta imprescindible en la mayoría de los campos de la ciencia y fabricación. Podemos encontrar ejemplos de esto en la industria, donde sus múltiples usos para cortar, soldar o para tratamientos superficiales de gran número de materiales los ha hecho imprescindibles o en el sector de las comunicaciones donde su uso como emisor de información mediante pulsos de luz a través de fibras ópticas ha permitido conseguir tasas de transferencia de datos inimaginables sin las cuales no sería posible la actual transformación digital.
Actualmente, el desarrollo de nuevos láseres, las prestaciones y sus aplicaciones sigue creciendo. Por ejemplo, en los últimos años, los láseres verdes y azules están cobrando mucha importancia en la electro movilidad ya que sus longitudes de onda son más adecuadas para las soldaduras de elementos de cobre en comparación con otros láseres más habituales.
Láser verde para corte y soldadura de elementos de cobre. Fuente: Cvecek, Kaufamnn Blz 2021. https://www.wzl.rwth-aachen.de/go/id/telwe?lidx=1
Desde el 2020 CARTIF forma parte de PhotonHub Europe, una plataforma formada por más de 30 centros de referencia en fotónica de 15 países europeos en el que más de 500 expertos en fotónica ofrecen su apoyo a empresas (principalmente PYMES) para ayudarlas a mejorar sus procesos productivos y productos a través del uso de la fotónica. Para ello se han articulado hasta el año 2024 acciones formativas, de desarrollo de proyectos y de asesoramiento a nivel técnico y financiero. Por otro lado, para estar al tanto de lo que ocurre en el mundo de la fotónica os animamos a formar parte de la comunidad creada en PhotonHub Europe. En esta comunidad podéis estar al tanto de las actividades de la plataforma como de noticias y eventos relaciones con la fotónica.
La mayoría de los plásticos que se utilizan actualmente en el mundo proceden de fuentes no renovables y biodegradables. En un esfuerzo por reducir el impacto de los plásticos en el medio ambiente, desde hace décadas, se estudian métodos alternativos de producción y gestión de residuos. Varios microorganismos tienen la capacidad de producir plásticos de forma natural, utilizando diferentes sustratos, que son biodegradables y biocompatibles en determinadas condiciones.
Durante los últimos años, la fermentación acidogénica para la producción de ácidos grasos volátiles (AGV) se ha identificado como un enfoque prometedor para utilizar los residuos orgánicos como un recurso valioso. Los AGV tienen un amplio potencial de aplicaciones que van desde la fuente de carbono para el proceso de eliminación biológica de nutrientes hasta el uso como recurso bioenergético para la generación de hidrógeno y biocombustibles líquidos. Los flujos ricos en AGV producidos a partir de la fermentación de residuos orgánicos también pueden utilizarse como precursores de biopolímeros en la industria de los bioplásticos, ya que constituyen una materia prima adecuada para la producción de polihidroxialcanoatos (PHA).
Para hacer frente al creciente problema de la generación de biorresiduos y a la creciente demanda de materias primas de origen biológico, el proyecto ELLIPSE, en el que CARTIF está inmerso, trabaja en el sector de la biotecnología con el objetivo de valorizar flujos heterogéneos de residuos generados en cantidades significativas en Europa, los residuos de matadero (contenidos en la panza o el rumen) y los lodos de papel y pulpa, para producir polihidroxialcanoatos (PHA) rentables para aplicaciones agrícolas y de cuidado personal, mediante el coprocesamiento con otros residuos orgánicos como los lodos de la industria láctea y el glicerol de la industria del biodiésel, así como la recuperación de nutrientes para producir fertilizantes de base biológica. La integración de estos flujos de residuos como materias primas de biorrefinería permitirá reducir los volúmenes de residuos depositados en vertederos, abrir nuevas vías para la producción de productos químicos y bioplásticos y, al mismo tiempo, crear ingresos adicionales para las industrias relacionadas que los generan, con las ventajas añadidas del reciclado del agua, la disminución de la degradación del suelo, la contaminación de las aguas subterráneas y las emisiones de metano.
El PHA pertenece a una familia de polímeros 100% de origen biológico con propiedades de biodegradabilidad versátiles en la mayoría de los entornos, reciclables y que presentan una amplia gama de propiedades físicas y mecánicas en función de su composición química, desde el poli (3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (PHBV) muy flexible, hasta el polihidroxibutirato (PHB) rígido, mostrando propiedades similares a algunos materiales de origen fósil como el polipropileno (PP) y el polietileno (PE) y mejores propiedades de barrera a gases y líquidos que otros bioplásticos como el ácido poliláctico (PLA), siendo una buena alternativa biodegradable y compostable en aplicaciones agrícolas y de cuidado personal.
Figura 1. ELLIPSE diagrama resumen del proceso
Uno de los objetivos es maximizar la producción de AGV derivados de la fermentación acidogénica y para ello se pretende optimizar el proceso utilizando tecnologías innovadoras, como el uso de un biorreactor anaerobio de membrana (AnMBR). El proyecto contribuye a la economía circular promoviendo la sostenibilidad y el residuo cero demostrando la viabilidad técnica de la recuperación de nutrientes de la corriente residual (digestato) a través de un proceso híbrido autótrofo-heterótrofo de cultivo de microalgas, lo que genera a su vez la producción de un biofertilizante.
El proyecto cuento con cinco fases que tratan sobre el pretratamiento de residuos y obtención de AGV, producción de PHA, aplicaciones posibles de bioplásticos, estudio de análisis de ciclo de vida y explotación de los resultados.
Figura 2. Fases del proyecto ELLIPSE
Plantas piloto del proyecto ELLIPSE
En el piloto 1 se realizará el pretratamiento y valorización de lodos procedentes de la transformación de residuos de matadero para la producción de envases rígidos y mantillo de plástico. Se llevará a cabo una codigestión de materias primas con el objetivo de garantizar las condiciones más óptimas para producir AGV.
Figura 3. Esquema de la metodología aplicada en los Pilotos 1 y 3 del proyecto ELLIPSE.
El piloto 3 se desarrollará simultáneamente al piloto 1 para recuperar nutrientes N y P con vistas a la producción de biofertilizantes. Se validarán tecnologías diferentes:
La tecnología biológica del sistema híbrido de cultivo autótrofo y heterótrofo de microalgas, y los métodos físicos de tecnología de membrana de impulsión a presión (ultrafiltración y ósmosis inversa) y contactores de membrana, para recuperar el amoniaco, como sulfato de amonio.
El piloto 2 realizará el tratamiento y valorización de residuos de la industria papelera para producir recubrimientos de bioplásticos para el sector del cuidado personal y la agricultura.
Figura 4. Esquema de la metodología aplicada en el piloto 2 del proyecto ELLIPSE
La demostración de la posibilidad de transformar flujos complejos de biorresiduos en productos biodegradables y de base biológica de alto valor en múltiples sectores, acompañada de la validación de múltiples rutas de fin de vida para los productos de base biológica y biodegradables logrados en el marco del proyecto, proporcionará resultados novedosos y tangibles para seguir fomentando la concienciación pública y la aceptación de soluciones biodegradables y de base biológica. Aparte de todo esto, durante el proyecto ELLIPSE la industria papelera podrá utilizar productos (papel recubierto de PHA para envases flexibles como contrapartida del actual papel recubierto de PE) producidos a partir de sus residuos. Este es un buen escaparate para la economía circular y tiene el potencial de aumentar la concienciación y la aceptación de las soluciones de base biológica.
En él se resumen las conclusiones del último análisis sobre la capacidad del sistema para cubrir la demanda de manera segura. El indicador que se utiliza para hacer estas estimaciones es el indicador de previsión de pérdida de carga, conocido como «LOLE» porque en inglés se le llama loss of load expectation. Este índice mide el número de horas durante las cuáles, en un área geográfica determinada y en un periodo de tiempo dado, la producción de energía no será suficiente para satisfacer la demanda. Se considera aceptable un LOLE de 0,94 horas/año, lo que supone que el 99,99% del tiempo la producción ha de satisfacer la demanda. Pues bien, el informe de Red Eléctrica de España estima que el LOLE podría ser 5,63 horas/año en 2024, 6,26 horas/año en 2025 y llegar hasta 7,14 horas/año en 2027 si no se pusiera en marcha el almacenamiento de energía previsto. En términos de déficit de energía, estos LOLE se traducen en 9,38 GWh/año en 2024, 12,9 GWh/año en 2025 y 15,68 GWh/año en 2027. La causa de este déficit de energía en el sistema eléctrico español sería el posible desmantelamiento de un cierto volumen de centrales de ciclo combinado que habrían dejado de ser rentables por la competencia de la generación renovable. Sería interesante conocer si el LOLE podría verse aún más perjudicado por el esperado cierre de las centrales nucleares españolas.
Yo querría reflexionar aquí sobre el posible efecto paliativo que podría tener la gestión de la flexibilidad de la demanda. Como es sabido, la flexibilidad de la demandaes la capacidad de los consumidores para modificar su perfil de consumo como respuesta a una solicitud para hacer tal cosa. Idealmente esto se haría a cambio de algún tipo de compensación, a ser posible económica. En un estudio3 que publicamos hace un par de años llegamos a la conclusión de que la demanda doméstica española podría, gracias a su flexibilidad, llegar a reducirse hasta 2 GWh en invierno y más de 10 GWh en los meses de verano. Bien es cierto que estas cifras se darían en una situación ideal y que dependen de la zona de España en la que nos fijemos. En otro estudio4 similar se ofrecen estimaciones más conservadoras, pero que pueden llegar hasta los 3 GWh dependiendo de varios factores. En ambos estudios la flexibilidad la proveen cargas eléctricas domésticas como las bombas de calor, los aires acondicionados o los termos eléctricos. Por lo tanto, la energía flexible depende de las condiciones meteorológicas y, por supuesto, del número de consumidores que quisieran participar en un esquema de gestión de la flexibilidad de la demanda. Pero, sobre todo, dependerá de que la regulación y los modelos de negocio evolucionen para convertir en una realidad la posibilidad de que las viviendas y los pequeños y medianos negocios puedan ofrecer su flexibilidad a través de un mecanismo que les remunere de manera adecuada. Se han propuesto caminos para alcanzar esa meta, como es el caso de la hoja de ruta5 de la asociación Entra, pero España sigue retrasada respecto a otros países de la Unión Europea en este tema.
Para los grandes consumidores sí que existen maneras de vender su flexibilidad de la demanda. En octubre de 2022 se celebró la primera subasta del nuevo Servicio de Respuesta Activa de la Demanda (SRAD), en la cual se ofertaron 699 MW y se asignaron 497 MW a un precio de 69,97 €/MW. Una nueva subasta está prevista en 2023, después de que la Comisión Nacional de los Mercados y de la Competencia haya revisado el marco regulatorio correspondiente6. Además de esto, la demanda puede participar en los mercados de balance, pero el requisito de hacer ofertas mínimas de 1 MW hace imposible la participación de quien no sea un gran consumidor. Comunidades energéticas o agregaciones de consumidores están, por lo tanto, prácticamente excluidas de esta posibilidad.
Hoja de ruta flexibilidad de la demanda. Fuente: http://entra-coalicion.com/ya-disponible-la-hoja-de-ruta-para-la-flexibilidad-de-la-demanda
Un servicio de flexibilidad de la demanda que se está perfilando es el de nivelación de puntas de consumo. Este servicio, aún en estudio, permitirá reducir picos de demanda y está pensado para facilitar la integración de energías renovables. El servicio se presenta como algo que contribuirá al ahorro energético. La energía que se pueda llegar a ahorrar es, por el momento, un misterio. Como conclusión, podríamos decir que la flexibilidad de la demanda podría movilizar cantidades significativas de energía, pero no parece fácil que se pueda llegar a cubrir el déficit de energía que se ha pronosticado en el Análisis nacional de cobertura del Sistema Eléctrico Peninsular, aunque sí contribuir a paliarlo. Para remediarlo sería necesario un vigoroso esfuerzo normativo, tecnológico, comercial y social para convencer al mayor número posible de consumidores de las bondades de la respuesta de la demanda. No parece que sea fácil de lograr.
En un mundo donde los seres humanos llevamos a cabo tareas que involucran la manipulación de objetos, como alzarlos, arrastrarlos o interactuar con ellos (por ejemplo, cuando usamos nuestros queridos móviles o nos comemos una manzana), estas acciones se ejecutan de manera inconsciente, de forma natural. Son nuestros sentidos los que nos permiten adaptar nuestras características físicas a las tareas de manera instintiva. En contraste, los robots actúan como pequeños aprendices de humanos, imitando nuestro comportamiento, ya que actualmente carecen de la misma consciencia e inteligencia.
Para abordar esta brecha, emergió la «Interacción Humano Robot» (HRI, por sus siglas en inglés), una disciplina que busca comprender, diseñar y evaluar la interacción entre robots y seres humanos. Este campo tuvo sus inicios en la década de los 90´s con un enfoque multidisciplinar, pero hoy en día su estudio está en constante evolución y ha dado lugar a importantes eventos1 donde se reúnen visionarios en la temática, que buscan impulsar esta tecnología, acercándonos cada vez más a un mundo donde la inteligencia artificial y los seres humanos se entiendan y colaboren transformando nuestro futuro cercano.
Es importante comprender que esta disciplina de la interacción humano robot no es una tarea sencilla, sino tremendamente desafiante, ya que requiere a su vez de la contribución de las ciencias cognitivas, la lingüística, la psicología, la ingeniería, las matemáticas, la informática y el diseño de los factores humanos, por lo que existen múltiples atributos involucrados, como son:
Nivel de autonomía: toma de decisiones de forma independiente.
Intercambio de información: fluidez y entendimiento entre las diferentes partes.
Diferentes tecnologías y equipos: mayor adaptación entre lenguajes y modelos.
Configuración de tareas: definición y ejecución de tareas de manera eficiente.
Aprendizaje cognitivo: habilidades para aprender y mejorar con el tiempo.
También en este caso toma especial importancia el tipo de interacción, que se define como, acción, relación o influencia recíproca entre dos o más personas, objetos, agentes, etc. y un factor clave es la distancia entre humano y robot, donde se puede denominar interacción a distancia, por ejemplo, robots móviles que se envían al espacio, o por el contrario una interacción de manera física, cuando el ser humano tiene contacto con el robot.
Niveles de interacción entre humano y robot de acuerdo a los estándares definidos en ISO8373//10218//15066. Fuente: V. Villani, et al., Survey on human–robot collaboration in industrial settings: Safety, intuitive interfaces and applications, Mechatronics 55 (2018) 248–266,http://dx.doi.org/10.1016/j.mechatronics.2018.02.009
Estos atributos son solo una muestra de las complejidades que involucran estos sistemas de interacción robótica, donde la colaboración interdisciplinaria es esencial para su evolución.
Desafíos de la interacción entre humanos y robots
En este momento los desafíos están relacionados con la naturaleza altamente desestructurada de los escenarios donde se utilizan los robots colaborativos, ya que es imposible para un desarrollador tecnológico estructurar todo el entorno del sistema. Entre los más importantes retos se encuentran aspectos relacionados con movilidad, comunicaciones, construcciones de mapas y la conciencia de la situación.
Entonces, ¿cuál es el siguiente paso en las interacciones humanos-robots? Algunos desafíos son: conseguir que hablen el mismo idioma, esto implica mejoras y simplificación de la comunicación, especialmente en el caso de personas no entrenadas tecnológicamente, no presuponer estas habilidades previas y que no necesiten complicados manuales de instrucciones; también descubrir nuevas formas de interacción, mediante lenguaje natural, en el caso de los robots de asistencia, especial cuidado por la proximidad y vulnerabilidad; en general mejorar las interfaces, hacerlas más ágiles y flexibles, para poder ser adaptadas de forma sencilla a diferentes escenarios y cambios de entorno.
Por otro lado, un desafío que cobra especial importancia en los últimos tiempos es tener en cuenta las necesidades emocionales, valores humanos y ética en las interacciones entre humanos y robots, como se destacó anteriormente en esta definición de HRI.
Definición HRI (Interacción Humano-Robot)
es la ciencia que estudia el comportamiento y las actitudes de las personas hacia los robots en relación con sus características físicas, tecnológicas e interactivas, con el objetivo de desarrollar robots que faciliten el surgimiento de interacciones humano-robot eficientes (de acuerdo con los requisitos originales de su área prevista de uso), pero también sean aceptables para las personas y satisfagan las necesidades sociales y emocionales de sus usuarios individuales, respetando al mismo tiempo los valores humanos (Dautenhahn, 2013).
Inspirados por este apasionante campo de trabajo, CARTIF, en colaboración con la Fundación FIWARE y otros socios punteros en Europa, comenzará en 2024 el proyecto europeo ARISE, que pretende conseguir tecnologías de código abierto en tiempo real, ágiles y centradas en el ser humano, que impulsen soluciones en interacción Humano-Robot HRI combinando tecnologías abiertas como ROS2, Vulcanexus y FIWARE. Y donde se pretenden resolver retos mediante financiación de experimentos que desarrollen soluciones HRI ágiles con interfaces cada vez más adaptables e intuitivas.
ARISE abordará muchos de los siguientes desafíos: (1) Aplicación de robótica colaborativa para desmontaje de productos de valor añadido, (2) Picking de productos complejos en almacenes industriales, (3) Colaboración robótica flexible para un ensamblado y control de calidad más eficiente, (4) Reprogramación inteligente asegurando la adaptabilidad para diferentes productos mediante interfaces intuitivas, (5) Tareas de búsqueda y transporte en entornos sanitarios, (6) Mejora de la interacción multimodal en torno a diferentes tareas funcionales, (7) Asistencia robótica en tareas flexibles de alta precisión y (8) mejora de la ergonomía y la eficiencia de los trabajadores, generando así un marco de trabajo multidisciplinar que tiene en cuenta aspectos tanto tecnológicos como sociales.
Además, el proyecto ARISE abre sus puertas a los expertos en robótica para que puedan colaborar con la resolución de los diversos desafíos, generando así nuevos componentes tecnológicos para la HRI Toolbox, como ROS4HRI. Este gran reto colaborativo tiene como objetivo facilitar a las empresas la creación ágil y sostenible de aplicaciones HRI en un futuro cercano.
1ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction, IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) y Robotics Systems and sciences
¿Alguna vez has probado algún juego de carreras de coches? Una carrera de F1, un rally, o si has conducido el Assestto Corsa, ya sabes por dónde encamino esta pequeña reflexión.
Si lo has hecho, alguna vez, habrás experimentado una sensación de «realismo» de comportamiento. De hecho, si has probado algún simulador de conducción, habrás notado el grado de detalle y realismo que hay en el comportamiento de la simulación, pudiendo recrear a la perfección, desde diferentes potencias y entregas de potencia de motor, repartos de pesos y dinámicas de los vehículos. Incluso es capaz de recrear el tipo de superficie por la que circula el coche, lo que implica diferencias de comportamiento, como es lógico debido a irregularidades y diferentes factores de rozamiento, etc. Podríamos hablar de gemelos digitales, representaciones digitales fidedignas a la realidad y que se comportan imitando el caso real en el mundo físico.
Tal es el grado de fidelidad a la realidad, que los equipos que más dinero gastan en el mundo para entrenar a sus pilotos, los equipos de F1, entrenan en simuladores virtuales (mixtos en realidad, pues el simulador es capaz de transmitir dinámicas al piloto).
Lo mismo podríamos decir de los pilotos de avión, que se entrenan durante cientos de horas en simuladores que representan, con un grandísimo grado de detalle, las dinámicas asociadas al vuelo de un avión.
Figura 1. Imagen de un simulador de F1. Fuente: Fbrand.
En la industria, también se realizan estos entornos virtuales que representan fábricas y sus procesos internos, llamados gemelos digitales, a un nivel de detalle cada vez más preciso. Y cada vez son más las empresas, tanto por el lado del cliente como por el lado de la empresa proveedora de automatizaciones, que implantan tanto la automatización de una instalación o proceso, como simultáneamente el gemelo digital. Esto es debido a los beneficios que se puede obtener al disponer de estas herramientas, por ejemplo, una mejor toma de decisiones gracias a la posibilidad de simulación previa, flexibilidad y rapidez a la hora de implantar cambios, mayor información en tiempo real, mejoras en mantenimiento.
Si entrenamos a personas en simuladores y simulamos procesos y fábricas, ¿no podemos hacer lo mismo con los robots? Pues efectivamente, creo que si.
Si te has relacionado en algún momento con la ingeniería en general, o con procesos de fabricación, sabrás que actualmente, el diseño de un producto (servicio, edificio, carretera…), se hace mediante el uso de softwares de diseño específico, llámese Autodesk, Blender o como sea, pero se hace digitalmente.
Piense en algo que conoce perfectamente, un coche. Pues todas y cada una de sus miles de piezas, sean piezas propias o suministradas por proveedores, están correctamente dimensionadas (geotérmicamente) y definidas (propiedades, composición, materiales …) digitalmente, tanto en 2D como 3D. Si integras toda la información individual en el concepto «coche», tendrías ahí, el famoso gemelo digital.
Ahora, extrapolado a un fabricante de robots (en este artículo, nos referimos a los robots de servicio, no a industriales), obviamente aunque no es una industria tan grande (a día de hoy) y con tanto bagaje como la automotriz, los procesos de diseño y fabricación en la industria en general son muy similares (en industrias más incipentes y modernas, también se integran las nuevas corrientes más rápido, primordialmente por el tamaño y la cultura), podemos intuir que estas empresas pueden disponer o disponen de un gemelo digital de su producto final. Con todos los aspectos positivos que ello conlleva a la empresa.
Figura 2. Sala virtual para monitorización de robots asistenciales.
Bien, llegados aquí, te preguntarás, ¿qué tiene que ver esto con que Carlos Sainz se entrene en un simulador? La respuesta es obvia, al igual que entrenamos a personas para mejorar sus capacidades ayudados por entornos virtuales, vamos a ser capaces de entrenar a robots en dichos entornos, con las grandes ventajas que esto conlleva. Verá rápidamente a que me refiero.
Para entrenar a estos robots, una de las técnicas que se utilizan, es mediante el uso de la IA, poniendo el robot en un entorno físico y probando a ejecutar las tareas necesarias para conseguir el objetivo para el que ha sido programado, y mediante el aprendizaje profundo, este robot va aprendiendo a realizar su misión cada vez mejor. Por ejemplo: REINO UNIDO | Presentan robot que «aprende por sí solo»
Ahora, no pienses en un simple brazo robótico que se dedica a realizar tareas simples, e imagina robots más «futuristas», como en la siguiente ilustración (es un robot comercial a día de hoy).
Figura 3. Robot de Boston Dynamics
Si disponemos del gemelo digital (lo más realista y totalmente definido) del robot, y podemos recrear entornos virtuales que recreen fielmente entornos físicos, como una ciudad, un bosque o la luna si usted quiere. Podremos entrenar a nuestro robot en tareas y entornos que no se podrían hacer de otra manera ( o sería más caro, peligroso o directamente imposible).
Un par de ejemplos, un poco extremos, para que se entienda bien: podemos recrear una zona azotada por una catástrofe natural y entrenar a estos robots en tareas de salvamento. O podemos recrear Marte con su atmósfera, temperaturas, gravedad, terreno, etc., y ver como se comportaría el robot en dicho entorno.
Una vez tuviéramos el modelo completamente entrenado y satisfaga las necesidades, se podría descargar el modelo de control del robot, en el modelo físico. Pudiendo estar entrenando como hemos visto para sucesos que no han sucedido todavía. De esta manera, se pueden detectar fallos de construcción, de materiales o de diseño y arreglarlo en el modelo digital, para comprobar la efectividad de la solución y posteriormente mejora el proceso productivo.
Por parte de la empresa fabricante, está claro la ventaja que conlleva el gemelo digital y estos entornos de entrenamiento. Flexibilidad, ahorro de costes, de tiempo, de riesgos, mayor capacidad de entrenamiento, mayor personalización de la solución para el cliente final, etc.
Y por otro lado para el usuario final, sería muy bueno, poder entrenar a los robots en las tareas concretas, antes de tener que realizarlas, posibilidad de entrenamiento sobre nuevas políticas, mayor grado de personalización, mejor entrenamiento entre agentes no esperados.
Considero, que esta forma de trabajar, podría ser un estándar en el futuro. Es posible que el día de mañana estemos entrenando mineros espaciales para recolectar minerales en asteroides. O que entrenemos al robot para el cultivo de algas en profundidad.
Quién sabe qué apasionantes misiones mandaremos hacer a robots pre-entrenados en un futuro, no tan lejano.
Descarbonización es el «trending topic» de los términos relacionados con la sostenibilidad, la energía y el medio ambiente. Podemos entenderlo como el proceso de disminuir la cantidad de dióxido de carbono (CO2) liberado a la atmósfera, lo que reduce el cambio climático y la dependencia de los combustibles fósiles, que son precisamente los que emiten CO2 cuando se queman (claros ejemplos son el petróleo y el carbón). La descarbonización implica el uso de fuentes de energía más limpias, pero también la adopción de tecnologías y de métodos que protejan el medio ambiente y reduzcan esas emisiones (la tan nombrada «huella de carbono»).
Pero esto, ¿qué tiene que ver con el Patrimonio Cultural?. Pues te vas a sorprender, pero resulta que el Patrimonio aporta a la descarbonización muchas e importantes cosas: la preservación de los edificios históricos, la reutilización de espacios, la promoción del transporte sostenible, el fomento del turismo cultural y la innovación tecnológica para su valoración y conservación. O sea, que resulta que ofrece un enfoque respetuoso con el medio ambiente en la planificación urbana y el desarrollo rural.
Si entramos en un poco más de detalle, verás que el Patrimonio Cultural puede desempeñar un papel significativo en la descarbonización y la lucha contra el cambio climático. Te ponemos en bandeja cinco formas de hacerlo, pero seguro que se te ocurre alguna más (dínoslo, por favor):
Innovación tecnológica en la conservación1 de edificios históricos (donde CARTIF tiene mucho que decir): aquí la sensibilidad que requiere la edificación histórica implica el desarrollo de técnicas y tecnologías específicas, que pueden tener aplicaciones más amplias en la reducción de emisiones de carbono en otros campos de la construcción y de la gestión del entorno. La inspección técnica, la conservación preventiva y la intervención de base digital empleando H-BIM evitan tanto su ruina y/o demolición, como las construcciones alternativas de nuevo cuño, lo que reduce significativamente los recursos materiales y energéticos que pudieran destinarse a esos fines. Además, y esto es importantísimo, los edificios antiguos fueron diseñados y construidos con técnicas y materiales que son inherentemente sostenibles, aprovechándose aspectos que hemos «redescubierto» hoy en día como la orientación, la ventilación natural y el uso de materiales autóctonos.
Reutilización de espacios: Los sitios y edificios históricos pueden ser adaptados para nuevos usos y transformados en espacios habitables o de trabajo con un nivel de confort adecuado al siglo XXI, lo que a medio-largo plazo ahorra recursos en comparación con la construcción de nuevas estructuras sustitutivas. Esta reutilización contribuye a una mayor eficiencia energética y a la reducción de emisiones de carbono.
Adaptación y transcripción de técnicas profesionales antiguas: los lugares históricos son ejemplos de cómo las sociedades del pasado se adaptaron a los desafíos medioambientales (que han existido siempre) y cómo se pueden adoptar en la actualidad lecciones aprendidas en el pasado a través de la comprensión y la reconversión tecnológica de las técnicas y usos tradicionales (tanto materiales como métodos).
Fomento del transporte sostenible: La preservación de los cascos históricos en las ciudades promueve cada vez más la movilidad sostenible. De hecho, fueron concebidos para moverse andando, a caballo o en carromatos, carrozas y carruajes. Por tanto, favorecen absolutamente la accesibilidad peatonal y el uso del transporte público en lugar del vehículo privado. Esto reduce la dependencia de los combustibles fósiles y disminuye las emisiones de gases de efecto invernadero.
Desarrollo del turismo cultural sostenible: está más que probado que el turismo cultural sostenible puede desempeñar un papel importante en la economía local e incluso de una región, fomentando prácticas más respetuosas con el medio ambiente como la gestión de residuos, la conservación de la biodiversidad y la promoción agroalimentaria y artesanal de calidad.
Pero, ¿realmente el Patrimonio Cultural da para tanto? Pues resulta que si. Y mucho. En línea con las prioridades del pacto verde europeo (European Green Deal) y el marco sobre el clima para 2030 y 2050 de la UE, surgió precisamente en 2021 el libro verde del Patrimonio Cultural Europeo, donde ya se le considera como motor de la descarbonización y espejo sobre el que la ciudadanía ha de verse reflejada como actor principal de las acciones que se necesitan emprender en este sentido.
Edificación histórica y descarbonización es un binomio sobre el que viene trabajando el Comité de Regeneración y Patrimonio Cultural de la Plataforma Europea de la Construcción (a cuya junta ejecutiva pertenece CARTIF desde hace muchos años). Su última agenda de investigación, que cubre el periodo 2021 a 2027, así lo refiere. Y es un asunto sobre el que se está profundizando en las últimas asambleas plenarias. No es para menos cuando el 24% de los edificios residenciales del viejo continente son anteriores a 1945, cerca de la mitad de ellos tienen valor histórico, y de entre estos últimos, el 73% se encuentran en las ciudades, que es precisamente donde se genera la mayor huella de carbono.
¿A que a partir de ahora ves al Patrimonio con todavía una acepción más aparte de la cultural, religiosa o turística?. Pues otra cosa que sabes.
1De acuerdo con la terminología de UNESCO y el ICOMOS sobre el patrimonio tangible, la conservación se considera un término general que cubre las actividades de preservación, conservación, restauración, (re) utilización, interpretación y gestión.
