La economía basada en sensores

El pequeño sensor electrónico está teniendo un gran impacto en nuestras vidas. Cada momento de cada día, estos pequeños, pero esenciales caballos de batalla tecnológicos convierten los flujos de datos en decisiones que cambian la vida.

Las ventajas pueden ser enormes. En los últimos años, los sensores han dejado su mayor huella como bujía en el motor del Internet de las Cosas (IoT). Cientos de miles de millones de sensores ya están integrados en una amplia gama de objetos físicos conectados en red, lo que permite todo, desde sofisticados dispositivos de atención médica que monitorean de forma remota la frecuencia cardíaca y la toma de medicamentos hasta sistemas que rastrean las llaves perdidas, apagan el horno desde tu teléfono inteligente o ayudan a mantener vivas las plantas de interior.

Esto es solo el comienzo.

"El siguiente paso en esta nueva era de metadatos es que vamos a ver patrones que nadie sabía que existían", dice Brian Ream, ingeniero principal de aplicaciones de campo para sensores en TE Connectivity. "Los sensores nos están llevando rápidamente a un lugar donde podemos recopilar, sintetizar y comprender enormes cantidades de datos muy rápidamente". Además, a medida que los objetos más inteligentes se vuelvan universales e interconectados, surgirá un nuevo mundo de oportunidades de los conjuntos de datos más grandes y completos que producen estos dispositivos. Los investigadores de varias industrias pueden potencialmente proporcionar predicciones y conocimientos más precisos relacionados con el mundo que nos rodea, pero solo si pueden recopilar y comprender con éxito la información que fluye. En las economías emergentes de todo el mundo, la tecnología impulsada por sensores puede fomentar el desarrollo socioeconómico y aumentar la capacidad del país para competir en el escenario mundial. El SWEETLab de la Universidad Estatal de Portland está trabajando en una serie de proyectos diseñados para ayudar a mejorar la vida en entornos difíciles y llamar la atención sobre lo que el laboratorio llama el "Internet de las cosas rotas". Sus monitores se han utilizado en proyectos que van desde bombas de agua en Kenia hasta estufas en India y filtros de agua en Indonesia. Del mismo modo, en las pequeñas granjas en Vietnam, la "agricultura inteligente" impulsada por el Internet de las cosas se está utilizando para mejorar la eficiencia de la producción, proteger las granjas contra las plagas y las fluctuaciones climáticas y aumentar la calidad de lo que se cultiva. Los sensores monitorean los niveles de riego, el desembolso de fertilizantes y las fluctuaciones de temperatura, también reducen los costos y el riesgo de enfermedades.

Para muchos expertos, esos meta desarrollos son los desarrollos más emocionantes en materia de sensores. "Es fácil entusiasmarse con los nuevos desarrollos en tecnología de sensores de vanguardia, pero entonces te estarías perdiendo el panorama general", dice Chris Curran, tecnólogo jefe de PricewaterhouseCoopers. "La verdadera ventaja y el mayor desafío, vendrá del uso de los datos y de la obtención de valor a partir de la información que estás recopilando. La información es poder".

El objetivo de cualquier sensor es bastante sencillo: recopilar información (vibración, temperatura, presión, voltaje) que se pueda alimentar en algoritmos y análisis para una mejor toma de decisiones en tiempo real. Cuantos más datos recopilen los sensores, mejor será el análisis en tiempo real de esa información. Los sensores se desarrollaron inicialmente para plataformas industriales grandes y costosas, como motores a reacción, para ayudar a descubrir piezas defectuosas en los productos semanas antes de que realmente fallaran. "La mayoría de las aplicaciones de sensores comenzaron en sistemas de seguridad", dice Steve Merkt, presidente de soluciones de transporte de TE Connectivity. "Entonces encuentran su camino hacia otras industrias".

Las estimaciones de los investigadores dicen que habrá casi 6.4 millones de objetos conectados este año, un 30 % más que en 2015 y crecerá hasta alcanzar los 20.8 millones para 2020. El Internet de las cosas está en vías de conectar 50 mil millones de objetos "inteligentes" para 2020 y mil millones de sensores poco después, según la Fundación Nacional de Ciencias.

Los dispositivos equipados con sensores ya están generando una enorme cantidad de datos. Los expertos de las industrias estiman que creamos tanta información todos los días como se generó desde los orígenes de la civilización hasta 2003. Algunos expertos incluso creen que el 90 % de los datos del mundo se han creado solo en los últimos dos años. Ahora más que nunca, el análisis en tiempo real se ha vuelto esencial a medida que los conocimientos basados en datos continúan destacando nuevas eficiencias en la forma en la que trabajamos y fabricamos productos.

"En muchos sentidos, estamos viendo una economía basada en sensores", dice Bob Brumley, director gerente de Pegasus Global Holdings, una empresa de desarrollo tecnológico de Washington. "Los sensores se están convirtiendo en una plataforma sobre la que podemos construir una amplia gama de oportunidades".

¿Cómo se materializan estas nuevas oportunidades? Hablamos con varios expertos para averiguarlo.

Los sensores ya están bien establecidos en el mundo de la medicina, donde se utilizan diariamente en muchos hospitales para monitorear información crítica para la operación del equipo y la atención al paciente. En los equipos de diálisis, por ejemplo, los sensores de presión, fuerza y temperatura monitorean los parámetros críticos que ayudan a mantener el bombeo de sangre de los pacientes. 

Los sensores también son parte de una tendencia más amplia de trasladar la atención médica al hogar, en parte porque casi 13 millones de personas mayores viven solas en los Estados Unidos, de acuerdo con ClearCare, un fabricante de software para agencias de atención domiciliaria con sede en San Francisco. Las compañías médicas esperan que estos dispositivos basados en sensores permitan a las personas mayores mantener su independencia por más tiempo, lo que reduce los costos asociados con los cuidadores profesionales. Estas herramientas pueden tomar varias formas: frascos de píldoras que saben si se han abierto, calcetines que rastrean la marcha de una persona, dispositivos debajo de las almohadas que registran cuántas horas ha dormido alguien, incluso pequeñas pegatinas en la piel que controlan la temperatura corporal. Esta información crítica se transmitirá a un médico que pueda responder si algo no parece estar del todo bien.

Se puede hacer un monitoreo similar sobre la marcha para cualquier cosa, desde la presión arterial hasta el nivel de glucosa, evitando eventos potencialmente dañinos o fatales.

"El cuerpo humano ya es como una supercomputadora, con entradas sensoriales de todas partes", dice Ream. "Pronto, podremos medir cosas que ni siquiera sabemos que el cuerpo está haciendo. Cuantos más de estos podamos capturar y medir, tendremos una mejor comprensión de la salud de un paciente".

Otros productos impulsados por sensores también pueden desempeñar un papel en la mejora de la salud mental. La diseñadora y creadora, Chloe Meineck, ha creado la Music Memory Box, un dispositivo para ayudar a las personas que viven con demencia. Los usuarios colocan etiquetas RFID a objetos familiares, como un premio antiguo o un pequeño regalo que se haya recibido. Cuando se coloca un objeto en el centro de Music Memory Box, un lector recoge el número RFID individual y reproduce la música o los sonidos apropiados, tal vez despertando recuerdos que de otro modo serían inaccesibles para el paciente. El proyecto de Meineck se basa en la investigación médica que muestra que los recuerdos de las personas con demencia se pueden desencadenar a través de la música, especialmente una canción o pieza del pasado del paciente.

El vehículo autónomo es atractivo, sin duda.  Pero si bien está capturando titulares por su atractivo de ciencia ficción, también está empujando las fronteras de las tecnologías basadas en sensores para hacer que la conducción sea más segura y eficiente. Esto se debe a su dependencia a los sensores LiDAR (radar de luz), que mapean el entorno del vehículo en 3D y hacen rebotar la luz láser en los objetos cercanos para detectarlos y determinar su proximidad. LiDAR tiene un alcance mucho más corto que el radar, pero las longitudes de onda más cortas resultan en un aumento masivo de la resolución. Muchos carros autónomos utilizan un sensor LiDAR que escanea 2.2 millones de puntos de datos en su campo de visión cada segundo y puede identificar la ubicación de objetos de hasta 120 metros de distancia con una precisión de un centímetro.

En el caso de los vehículos autónomos, la comunicación inalámbrica conecta a los vehículos entre sí y permite el monitoreo de los alrededores, incluidos peatones y ciclistas. El resultado: mayor seguridad. Las agencias federales de transporte de los Estados Unidos podrían requerir que todos los carros nuevos cuenten con sensores de transporte entre vehículos, conocidos como V2V, a partir del otoño de 2017.

Las ciudades pueden ser un lugar difícil para vivir. Son ruidosas, abarrotadas, estresantes. Pero no tienen que ser siempre así. Los sensores están haciendo grandes avances en la salud y en la reducción del estrés en entornos urbanos. Los empresarios londinenses, por ejemplo, están experimentando con un sistema de monitoreo basado en sensores que está diseñado para ayudar a las personas expuestas al ruido constante de los aviones, que es conocido por aumentar el riesgo de enfermedades cardiovasculares. El sistema recopila datos de ruido de una red de sensores cerca de los aeropuertos para crear conciencia sobre los posibles riesgos para la salud por la exposición prolongada al estruendo de los motores de los aviones. Los creadores dicen que esperan usar las pruebas que reúnen para luchar contra la construcción de una tercera pista en Heathrow.

Pero tal vez el proyecto más grande y futurista tiene lugar en una ciudad que no es realmente una ciudad en absoluto. El Centro de Innovación, Pruebas y Evaluación (CITE) es una ciudad falsa que se está desarrollando en el desierto de Nuevo México, a unas 60 millas al norte de la frontera con México. Creada por Pegasus Global Holdings, CITE está diseñado para parecerse a una modesta ciudad estadounidense con una población de 35,000 personas repartidas en aproximadamente 15 millas cuadradas. Incluirá altos edificios de oficinas, callejones estrechos, parques, casas, iglesias, una carretera interestatal simulada, una gasolinera e incluso una gran tienda. Pero nadie vivirá allí.

El objetivo de la CITE es brindar la oportunidad de probar experimentos tecnológicos a gran escala e interconectados basados en sensores en condiciones del mundo real. Los experimentos podrían girar en torno a sistemas de transporte inteligentes (como la gestión del tráfico con IA y las carreteras llenas de vehículos de entrega sin conductor), la generación de energía alternativa (incluida la solar y la geotérmica), las tecnologías de redes inteligentes y los experimentos en la recopilación de datos, sensores, monitoreo público, seguridad y sistemas informáticos.

"Estamos tratando de crear un entorno operativo expansivo e inmersivo basado en sensores que muestre el efecto de onda, cómo un sistema afecta a otros", dice Brumley. "Una vez que tienes todo conectado, es cuando las cosas comienzan a ponerse realmente interesantes".

Ya sea en el cuidado de la salud, la planificación urbana o el transporte, los sensores están desempeñando un papel clave en una nueva era de eficiencia global, enfocada en máquinas que aprenden y hacen predicciones. A medida que más dispositivos encuentren nueva vida y eficiencia a través de sensores, dependerá de la próxima generación de ingenieros, innovadores y artistas aprovechar las oportunidades casi infinitas que presenta nuestro mundo lleno de datos. Al monitorear y reunir los enormes datos que generan los sensores, podemos tomar decisiones más inteligentes que hacen que la vida sea más saludable y agradable.