Guía para iniciar un Startup 101

Una de las tantas consecuencias que ha producido la “nueva realidad” en todo el mundo como producto de la COVID-19, es el hecho que muchas personas han empezado a emprender. Ya sean emprendimientos de oportunidad o por necesidad, todo el mundo ha puesto en marcha su creatividad para generar ingresos para su hogar.

¿Pero qué es una puesta en marcha o mejor conocida en inglés como “startup”?

Los startups tecnológicos nacieron con el consumo masivo de Internet que se dio a finales de los años 90. Esta innovación tecnológica además de generar nuevos mercados, logró crear nuevas oportunidades en las industrias ya establecidas, porque les permitió abordar los mercados existentes de una manera innovadora.

A medida que el número de emprendimientos de aventura y de alto riesgo aumentó, y gracias a la fórmula que varios empresarios encontraron en el camino para el éxito, nació la tendencia de compartir la experiencia y el conocimiento para ayudar a que otros emprendedores construyan sus propios nuevos emprendimientos y de esta manera reduzcan el riesgo de hacerlo mediante la aplicación de un conjunto de estrategias, principios, herramientas y procesos.

De todas las metodologías que se crearon, personalmente para mí, la de mayor impacto es Lean Startup, la cual se basó en la metodología de Lean Manufacturing de Toyota.

Steve Blank, el autor de “Los cuatro pasos para la Epifanía“, y siendo uno de los padres del movimiento Lean Startup definió en un inicio a los startups como: “Una organización temporal utilizada para buscar un modelo de negocio repetible y escalable”.

Por otro lado Eric Ries, quien escribió el best seller “The Lean Startup“, y quien definió el famoso proceso Crece-Mide-Aprende, definió una startup como: “Una institución humana diseñada para entregar un nuevo producto o servicio en condiciones de extrema incertidumbre”.

Eric Ries explicó en “The Lean Startup” que cualquier nueva idea de negocio debe ser considerada una hipótesis, la cual debe ser evaluada para reducir la incertidumbre, es decir, se debe utilizar el método científico para validar si la idea del emprendimiento resulta.

Y por último quisiera hablar de Alex Osterwalder, quien en su libro “Business Model Generation”, presentó el “Lienzo de modelo de negocios” o “Business Model Canvas”, que es una herramienta simple para visualizar, comunicar e iterar hipótesis de negocios.

Como consultor de emprendimientos digitales, recomiendo fuertemente empezar un negocio utilizando estas metodologías, para que de esta manera iniciemos nuestro proyecto de manera muy económica y si se da el caso de fallar, hacerlo rápido, barato y con las herramientas necesarias para empezar de nuevo.

Existe mucha información en la red, sobre como aplicar este tipo de metodologías para cualquier tipo de emprendimiento en industrias existentes como en nuevos mercados.

Iniciamos este nuevo espacio en Magazieee para que podamos hablar de emprendimiento e innovación, si tienes alguna idea que desees compartirla con nosotros, no dudes en escribirnos a nuestro correo o a mis redes sociales.

Para terminar quisiera definir una serie de pasos que considero necesarios e importantes que resumen el proceso de como iniciar un emprendimiento:

1. Identifica un problema para resolver o una necesidad insatisfecha.

Tenemos que enamorarnos de este problema, saber todo acerca de él, a quien afecta y como lo afecta. Si no estamos directamente afectados por este, ¿cómo podremos crear una solución?, ¿ya nos pusimos en los zapatos del otro (la persona que si le afecta)?

Desde hace pocos años recién comencé a utilizar el transporte público para movilizarme, y para serles sincero, casi nunca lo usaba en mi ciudad natal Cuenca porque no lo necesitaba, sin embargo como ingeniero siempre tuve en mente la idea de mejorarlo, pero ¿cómo voy a mejorar algo que ni siquiera sé como funciona?

En 2017 estuve de vacaciones en Santiago de Chile y empecé a usar el metro y el bus para conocer la ciudad, y me pareció una obra de ingeniería maravillosa, con un diseño de usuario bien hecho y especialmente que me dejaba movilizarme en esta metrópolis de una manera muy eficiente que quise experimentarlo a mi regreso.

Cuando comparé los dos sistemas pude recién notar los pros y los contras de cada uno de ellos, justo ese instante pude darme cuenta de varias necesidades no atendididas en ambos sistemas de transporte que me ayudaron en proyectos futuros.

2. Crea un equipo ganador

Habrá muchas malas noches mientras creas el proyecto, por lo que necesitarás un equipo que te ayude a realizarlo. Procura que sea un equipo variado y multifacético para poder abarcar puntos de vista que normalmente tu no lo hagas porque no vives esa realidad. Este equipo debe ser unido, sincero entre sí y sobre todo humilde, porque es muy probable que muchas personas les digan que no y les cierren la puerta en la cara antes de empezar, por lo que la paciencia y la calma será una gran fortaleza.

3. Piensa en una solución simple pero efectiva

No nos compliquemos con soluciones de otro mundo, busquemos siempre solucionar un problema con algo muy fácil de usar. Debemos recordar que el cliente es el que le dará uso y si es muy complicado no lo comprará.

4. Diseña un modelo de negocios.

Es muy importante para determinar el valor que tu producto va a causar a tus clientes, ya que no solo es necesario determinar una buena solución que lo haga, sino también es necesario determinar la vía en como va a ingresar dinero a la empresa y que sea repetible, escalable y rentable. .

Una excelente metodología para asentar sobre el papel el modelo de negocios es el “business model canvas”, que hablamos anteriormente.

5. Desarrolla un producto mínimo viable y valídalo

¿Ya sabes lo que vas a vender y cómo lo vas a hacer?
Pues esta hipótesis debe ser validada y la única manera de hacerlo es interactuando con el mercado.

Tenemos que recordar que esta validación se debe hacer con clientes potenciales y reales, ya que si utilizamos amigos o familiares, nuestra hipótesis puede llegar a dar resultados falsos.

La manera de hacerlo es usando nuestro producto mínimo viable para obtener retroalimentación de nuestro segmento de clientes reales, validando las siguientes 3 hipótesis:

Hipótesis de cliente: Son aquellas hipótesis relacionadas con el segmento de clientes hacia el cual lanzamos nuestro producto. Esta sección es muy importante, porque posiblemente tengamos un buen producto dirigido al público incorrecto o simplemente no hay un mercado suficientemente grande que apunte a ese sector.

Hipótesis de problema: ¿Estamos seguros que el problema al cual atacamos es real?, muchas veces solo asumimos esto, lo que produce que no terminemos vendiendo nada porque creamos una solución que nadie quiere.

Hipótesis de producto/solución: Después de determinar que nuestra hipótesis de problema ataca al cliente correcto, debemos determinar si es que nuestro producto es realmente lo que necesitan.

Hay que ser muy intuitivo con esto, porque es normal que el cliente no sepa que es lo que necesita hasta que se lo muestren.

La técnica de validación explicada por Eric Ries en su best seller “The Lean Startup” se realiza a través del ciclo continuo de aprendizaje Crear-Medir-Aprender.

Este proceso es cíclico, por lo que se debe repetirse una y otra vez hasta encontrar un modelo de negocios repetible, escalable y rentable, incluso se puede utilizar esta metodología para cualquier cambio en el producto.

Photo by Andre A. Xavier on Unsplash

6. Busca financiación

Para haber llegado a este punto, lo más probable es que estemos recibiendo ingresos por nuestro producto mínimo viable el cual debe estar en constante actualización y corrección de errores.

Las métricas obtenidas en el proceso de validación y por las ventas son las que interesan a los inversionistas, porque en primer lugar no te darán dinero para que empieces tu proyecto sino para que crezcas mucho más rápido y te expandas a grandes velocidades.

Existen varias maneras de encontrar financiamiento como son los business angels, fondos de capital semilla públicos y privados como también los bancos, recursos propios, crowdfunding, etc.

Tranquilos, los revisaremos con profundidad en próximos posts.

7. Consolida tu empresa

Es hora de buscar los abogados, porque como dice el dicho “cuentas claras, amistades largas”.
Nuestro modelo de negocio está validado, nuestro producto funciona y es querido por nuestros clientes fidelizados, ahora hay que construir una organización estructurada para comenzar la consolidación y el crecimiento de tu empresa.
No debemos olvidar los procesos de registro de marca y propiedad intelectual.

8. Humildad, disciplina, trabajo duro y paciencia

La verdad es que 9 de cada 10 startups fracasan antes de los primeros 5 años por diversos problemas que se han dado en la ejecución del mismo, esto no es una carrera, es la vida real y hay que tomar decisiones importantes en momentos de bastante confusión e incertidumbre, por eso, tener siempre esas cualidades nos mantendrán en el camino correcto.

En una próxima edición analizaremos a detalle cada uno de estos pasos para desarrollar nuestros emprendimientos.

Ing. Pedro Pineda

Ingeniero Electrónico con mención en Telecomunicaciones, Miembro IEEE, conferencista, creativo, innovador, emprendedor y entusiasta de las ciudades inteligentes.

Electrónica y ADN, ¿cómo están relacionados?

El ADN es el material base de un organismo viviente, el cual contiene una basta cantidad de información codificada utilizando cuatro tipos de moléculas, adenine (A), guanine (G), thymine (T) y cytosine (C), organizadas en millones de pares que forman una doble hélice; el orden en que estas bases están dispuestas, determina la codificación de la información del individuo. El ADN a su vez se reúne en cúmulos y forman cromosomas que se encuentran en el núcleo de las células.

La electrónica, en términos generales es una rama de la física aplicada, el pilar fundamental de la tecnología y sus aplicaciones, su forma primaria tiene que ver con la emisión, flujo y control de electrones en la materia. Así como el ADN transita en el interior de las células, los electrones requieren productos base para su control y conducción. Las propiedades eléctricas del silicio han hecho de él, la materia prima más importante para el desarrollo de elementos y circuitos electrónicos que hoy en día la mayoría de personas llevan a la mano.

Ahora, ¿cómo es que estas dos áreas pueden relacionarse? Este artículo presenta algunas ideas sobre la utilización de conceptos electrónicos en bioingeniería de ADN y cómo el ADN y su biología influye en aplicaciones de sistemas electrónicos.

El estudio del ADN es relativamente reciente, en 1994 Leonard Adleman expuso de manera teórica, que el ADN podría tener aplicaciones técnicas computacionales. Con esto, puso en marcha un experimento, en el cual enfrentó a varias cadenas de genoma con el problema del agente viajero, un dilema muy conocido en la comunidad informática; en el cual obtuvo más de respuestas en un par de horas.

Para empezar, el ADN almacena grandes cantidades de información correspondiente a cada diferente individuo, del mismo modo, recientes investigaciones han llegado a conclusión, de que puede ser posible almacenar todos los datos mundiales en una habitación, utilizando las cadenas de ADN como almacenamiento digital.

En lo que respecta al conocimiento tradicional de electrónica, existe el tema de circuitos digitales, estos consisten en la aplicación del álgebra Booleana en distintas compuertas lógicas, AND, OR y NOT, las mismas que permiten diseñar cualquier circuito para cierta función, por ejemplo, una calculadora. Las cadenas de ADN por su parte, también permiten configurarse para ejecutar distintas operaciones lógicas, se puede controlar sus interacciones al modificar sus secuencias de moléculas o nucleótidos. La técnica que permite llevar a cabo la elaboración de chips de ADN o de circuitos lógicos, es el DSD (DNA Strand Displacement) o las reacciones de desplazamiento de cadenas de ADN. Permite programar las cadenas como un lenguaje de programación y simular dispositivos de procesamiento (ej. Visual DSD). Este hito ha llevado, además, al desarrollo de la nanotecnología. La empresa estadounidense pionera en el avance de esta tecnología es Affymetrix.

Los sistemas electrónicos están basados en transistores con elementos electrónicos en placas de silicio. Se constituyen por una entrada de información, un elemento procesador y una salida o actuador.

En el circuito de ADN, su entrada no requiere de señales de voltaje o corriente como en los circuitos electrónicos, el primero en cambio y dependiendo de la técnica que se use, se vale de una concentración de cadenas de ADN como señal, modificándolas con diversas reacciones químicas. Una cadena del genoma formada por sus cuatro tipos enzimas descritas anteriormente se traduciría matemáticamente el tener cuatro letras para codificar información, recordando que las computadoras existentes necesitan sólo dos, 1 y 0. Un caso de circuito análogo de ADN, podría dar paso a valores extendidos, como mediciones fisiológicas o constantes vitales de una persona.

Actualmente el ADN es un material ideal para la ejecución de operaciones computacionales. Es así como surge la computación molecular. Es una realidad, no como una competencia de la computación actual, esta contribuye a diversos ámbitos de la medicina con la estructura de ADN como procesador o unidad de procesamiento. Estos tendrían una velocidad menor a la de los computadores basados en silicio, pero la capacidad de miniaturización supera por mucho a la electrónica convencional.

Investigaciones

Affymetrix ciertamente ha lanzado varios prototipos de microprocesadores basados en ADN. Son probados por la academia y empresas farmacéuticas. Algunos serían capaces de detectar mutaciones propensas al cáncer en los genes.

La Universidad Duke en Durham elaboró hebras de ADN sintéticas, las cuales mezclaron en un tubo de ensayo en cantidades específicas para generar un circuito analógico que, al editar sus enlaces (desintregrándolos o volviéndolos a integrar) fue capaz de realizar operaciones básicas como suma, resta y multiplicación.

Un chip de ADN o también conocido como ADN array podría adaptarse en la industria farmacológica para tratar condiciones patológicas de forma individual, es decir un fármaco adaptado para una persona en particular.

“En el futuro un circuito bioquímico sintético podría introducirse en una muestra de sangre, detectar los niveles de distintas moléculas e integrar la información de cara al diagnóstico de una patología”. Investigadores del Caltech

El ADN como conductor

Por otro lado, la ciencia detrás del ADN resulta prometedora para el campo de la electrónica. Específicamente su uso como un elemento conductor ya que es apto de conducir una carga eléctrica. En concreto, el G4-ADN, una molécula derivada del ácido desoxirribonucleico, ha probado ser el compuesto más cualificado para el transporte de la corriente eléctrica.

Un equipo de científicos de la Universidad Estatal de Arizona y la Universidad de Duke realizaron varios experimentos manipulando el ADN, de manera que un flujo de electrones sea conducido a través de él. Resultados como estos, abren las puertas a investigaciones con dirección a nanohilos de ADN. La táctica está en adecuar las secuencias, ya que, por ejemplo, se encontró que cinco bases de guanina (G) llevaban a una mejor conductividad.

Es importante destacar, que los costos de la sintetización de ADN son menores que en años anteriores, lo que representaría menos costos de fabricación en nuevos dispositivos con nanotecnología.

Conlusión

La computación molecular, nanohilos de ADN, circuitos biológicos capaces de computar datos dentro de una célula humana con fines médicos, son terrenos que aún no se exploran completamente. Son tan interesantes e infinitas las posibilidades de aplicación de estas tecnologías emergentes en beneficio de la humanidad. Muchas de los ejemplos presentados en este artículo, se han ejecutado in vitro, la aplicación de chips de ADN para el tratamiento de enfermedades podrá no ser inmediata, pero el trabajo de los científicos e investigadores publicado hasta ahora marca el inicio de una gran meta.

Referencias

[1] G. I. Livshits, A. Stern, D. Rotem, N. Borovok, G. Eidelshtein, A. Migliore, E. Penzo, S. J. Wind, R. Di Felice, S. S. Skourtis, J. C. Cuevas, L. Gurevich, A. B. Kotlyar, D. Porath: Long-range charge transport in single G-quadruplex DNA molecules. Nature Nanotechnology (2014). DOI:10.1038/nnano.2014.246.
[2] S. Barro Ameneiro y A. Bugarín Diz, Fonteras de la Computación, España, 2002.
[3] X. Busquets y A. Agustí, «Chip genético (ADN array): el futuro ya está aquí,» 2001. [En línea].
[4] V. Moreno y X. Solé, «Uso de chips de ADN (microarrays) en medicina: fundamentos técnicos y procedimientos básicos para el análisis estadístico de resultados,» [En línea].
[5] A. K. Velázquez Sánchez, «Diseño de compuertas lógicas mediante desplazamiento de cadenas de ADN,» 2014. [En línea].
[6] F. Razo Mendivil, «Inferencia lógica utilizando moléculas de ADN y desplazamiento de cadenas,» 2014. [En línea].
[7] NCYT, «Operaciones matemáticas realizadas por circuitos de ADN,» 2016. [En línea]. Available: https://noticiasdelaciencia.com/art/20986/operaciones-matematicas-realizadas-por-circuitos-de-adn.
[8] NCYT Amazings, «ADN para conducir electricidad en dispositivos electrónicos nanométricos,» 2016. [En línea]. Available: https://noticiasdelaciencia.com/art/20084/adn-para-conducir-electricidad-en-dispositivos-electronicos-nanometricos.

Victoria Nicole Yánez G.

Nacida en la ciudad de Quito, Ecuador. Ingeniería en Electrónica, Automatización y Control por la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE.
Miembro y voluntaria IEEE desde Enero 2016.

Los ciudadanos, el papel más importante en las Smart Cities

A pesar de vivir en una ciudad, convivir con otros seres humanos y utilizar los servicios públicos a diario, pocas veces el ciudadano promedio se da cuenta que forma parte de planes estratégicos para su crecimiento personal y el de la ciudad, los cuales fueron planificados y ejecutados por las autoridades de la ciudad en la que habita o trabaja, por lo que este artículo habla sobre los esfuerzos y diversos modelos que se han aplicado en los últimos años para incrementar la calidad de vida de los ciudadanos, conceptos englobados dentro del marco de las ciudades inteligentes.

Una ciudad es un espacio habitado por muchas personas que sociológicamente pertenecen a diferentes grupos o tribus sociales, quienes conviven entre sí cumplidendo ciertas funciones y atribuciones políticas, sociales y económicas, predominando el comercio, la industria, pero sobretodo, estas tribus comparten los servicios públicos como el agua potable, la distribución de energía eléctrica, las telecomunicaciones, el transporte público, entre otros.

Estos espacios urbanos tienen tendencia a tener diversos problemas que afectan la calidad de vida de quienes los habitan como la inseguridad, la falta de movilidad urbana y el acceso a servicios básicos, sin embargo la mayor amenaza que afecta el desarrollo de las ciudades del futuro y la humanidad en sí, es la sobrepoblación.

Según la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU por sus siglas en inglés), para el año 2050 habrá un incremento poblacional en las ciudades, a pesar de que hoy en día la mitad de la población ya vive en ciudades, se prevé que para esas fechas, siete de cada diez personas vivirán en zonas urbanas, por lo que habrá un incremento en las emisiones mundiales de carbono, aumentos en el consumo de energía y peor aún, la cantidad de alimento que se produzca, no podrá abastecer a los millones de bocas que habitarán dentro de estos lugares. Además que la rápida urbanización y crecimiento de estos ecosistemas urbanos han generado problemas sociales de alto impacto, que llegan a convertirse en retos para los investigadores y autoridades de ciudad, como la desigualdad social, la congestión del tráfico y la contaminación del agua y sus problemas de salud conexos.

Desde que se incrementó el uso del internet a partir de los años 90, la tecnología ha facilitado la creación de soluciones innovadoras que solventan estos problemas, naciendo de esta manera las ciudades inteligentes o smart cities. Básicamente, los gobiernos y municipios de una ciudad inteligente utilizan las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) y otras tecnologías para implementar proyectos sostenibles para sus ciudadanos, con el objetivo de facilitar sus vidas, es decir, el objetivo principal de este tipo de ciudades se centra en mejorar la calidad de vida de sus habitantes, la eficiencia en que realizan sus actividades diarias, mejorando su competitividad, satisfaciendo las necesidades de las generaciones actuales y preparándose para el futuro.

Según el proyecto “Cities in motion” del IESE de la Universidad de Navarra, las ciudades inteligentes deben ser analizadas en los siguientes aspectos:

Capital humano
Cohesión social
Economía
Gobernanza
Movilidad y transporte
Planificación urbana
Proyección internacional
Tecnología
Medio ambiente

Este estudio muestra que el uso de tecnología o la implementación de infraestructura digital no es el único recurso a medir, se requiere políticas ambientales, accesibilidad al transporte público, emprendimiento, planes de turismo, participación ciudadana, seguridad, excelente distribución energética, excelentes carreteras, hospitales y escuelas y universidades, pero sobre todo, se necesita ciudadanos valiosos como capital humano y altos niveles de cohesión social, es decir una excelente relación entre las diferentes tribus que habitan la ciudad.

Los resultados de “Cities in motion 2019” muestran las 172 mejores ciudades inteligentes del mundo, siendo Londres en Reino Unido la número uno, destacándose por su capital humano, la movilidad y la proyección internacional en comparación del segundo lugar en la lista, Nueva York en EEUU que se destaca por su economía, planificación urbana y el acceso al transporte público para todos sus ciudadanos.

La primera ciudad latinoamericana en aparecer en esta lista es Santiago de Chile en el puesto 66, seguida por Buenos Aires de Argentina en el puesto 77. En la edición de este año, la ciudad de Guayaquil está ubicada en el puesto 152, siendo esta la única ciudad ecuatoriana en aparecer en esta lista, teniendo buenas calificaciones en las dimensiones de economía y cohesión social.

Actualmente en el Ecuador hay varios proyectos de ciudades inteligentes que valen la pena ser recalcados como buenas prácticas en varias de las dimensiones habladas con anterioridad, por ejemplo, en el tema de movilidad se puede hablar del sistema de transporte público urbano de la ciudad de Guayaquil “Metrovía”, que logra movilizar a más de 500 mil usuarios a diario, como también la campaña anti acoso sexual en las unidades de transporte público de Quito “Bajale al Acoso”, que utiliza mensajes de texto SMS para denunciar estos actos en las unidades de transporte, y el sistema de pago de la tarifa del transporte público mediante tarjetas electrónicas “Movilizate” en la ciudad de Cuenca, además de la utilización de la aplicación “Moovit” para conocer las rutas y el horario de las unidades del transporte público de esta misma ciudad.
La ciudad de Cuenca lleva un proceso de varios años de digitalización con el proyecto “Cuenca Ciudad digital”, este proyecto, que personalmente creo que debería ser replicado por todas las ciudades del Ecuador, se enfoca en implementar una infraestructura digital que permita al ciudadano conectarse en varios puntos de la ciudad, como es la colocación de puntos WIFI de acceso gratuito en los parques y unidades de bus, o el levantamiento del proyecto “Red Metro Wifi” en varios puntos de la ciudad para que los ciudadanos tengan conectividad a lo largo de todo el centro histórico y puntos estratégicos, sin embargo, esto es solo un primer escalón, ya que una ciudad conectada no es suficiente para ser considerada una ciudad inteligente; como siguiente paso el Municipio de Cuenca ha establecido una campaña de capacitación para la ciudadanía con el objetivo de reducir la brecha digital, haciendo que el ciudadano se vuelva un ente conectado que brinde big data a la ciudad para la toma de futuras decisiones y que tenga una herramienta digital para crear negocios y comunicarse, es decir, que crezca el capital humano y la cohesión social.

El ciudadano digital es el ente más importante dentro del concepto de las ciudades inteligentes, ya que son los sensores que brindarán los datos para mejorar los servicios de la ciudad para mejorar la calidad de vida del mismo. Esto genera gran responsabilidad a las autoridades, ya que la data obtenida debe ser tratada con mucho cuidado, cuidando la información de la ciudadanía con altísimos niveles de ciberseguridad y con un alto grado de ética para el uso de la misma, porque esta información revela comportamientos ciudadanos que pueden ser utilizados de manera deliberada para influenciarlos en la toma de decisiones, como en el escándalo de Cambridge analytica, empresa que fue denunciada de utilizar información de ciudadanos obtenida a través de una red social muy conocida para influenciar el voto hacia un candidato en varias elecciones a nivel mundial.

Como conclusión, el ciudadano debe apoyar las estrategias que su ciudad le ofrece para crecer y desarrollarse porque es de vital importancia que la participación ciudadana sea inherente para la planificación, sociabilización y la ejecución de estos proyectos, para que estén conscientes de los alcances, necesidades y consecuencias que tienen estos proyectos para que todo lo planificado logre converger. Las ciudades inteligentes necesitan de investigadores, agentes de cambio, emprendedores y empresarios para crear el modelo de ciudad que necesitamos y queremos, para que de esta manera podamos generar ciudadanos inteligentes, valiosos para la comunidad, pero sobretodo llenos de felicidad.

Si deseas conocer más sobre proyectos de Smart Cities, te invito a visitar el proyecto IEEE Smart cities https://smartcities.ieee.org, o si deseas conversar más acerca del tema, puedes escribirme a [email protected]

Ing. Pedro Pineda

Ingeniero Electrónico con mención en Telecomunicaciones, Miembro IEEE, conferencista, creativo, innovador, emprendedor y entusiasta de las ciudades inteligentes.

Proposal of regenerative medicine in Ecuador

Within the last decades, technology has been advancing based on facilitating the life of the human being, but within medicine there has been a need to look for technologies for the different conditions that can lead to the different diseases or accidents that can happen to the human being. With all this, different technologies have been generated to be able to generate or regenerate tissues, be they tissue, bone, nervous or even generate new organs.

But within the country we have had quite important advances, which are still developing and booming, but it would be interesting to see or implement the new technologies that have been generated around the world and take advantage of them together with the research already present in the country.

For all this, we must take into account the power of cells and how, using stem cells, they can act in regenerative processes or even against cancer, which is one of the conditions that is most present today. Tissue engineering, also known as regenerative medicine or cell therapy, is the branch of bioengineering that uses the combination of cells, materials science and engineering methods, biochemistry, and physicochemistry to improve or replace biological functions.[1]

Current research in Ecuador

Within the country there are several interesting investigations on how different solutions or applications are postulated to make possible the regeneration of living tissue, for this we will start from one of the most important investigations in Ecuador. And this is where we find ourselves with the investigation of the use of the mitochondria of stem cells to be able to transplant them into affected cells and thus be able to contribute to a faster tissue regeneration, but in order to understand this technology, it is necessary to understand what function the mitochondria fulfills. inside the cell as[2]“Mitochondria are cell organelles that are considered the central part of energy metabolism in humans. These organelles house the enzymes and give structural support to the following processes: in the inner membrane, oxidative phosphorylation, in the mitochondrial matrix, the Krebs cycle, the oxidation of fatty acids, and the biosynthesis of the iron-iron catalytic center. sulfur from various enzymes, as well as the synthesis of the heme group and part of the metabolism of amino acids 1-4”.

When looking at the potential that artificially transplanting this organelle to damaged cells may have, to repair them or speed up the healing process, or to skin cells, which would be a great step to reduce aging, this being one of the greatest interest today. As is known, skin aging is caused by genetic processes, but also by external factors which generate constant change, but the change in the skin is more evident in the skin over the years. years of a person, when the age of 50 is reached it is more evident that the skin begins to atrophy because it has a less dense intercellular matrix caused by a decrease in the number of fibroblasts and collagen fibers. As time goes, collagen fibers become thinner and after 50 years the thinner fibers begin to fragment and undergo progressive lysis. This also occurs with elastin fibers, but at a different rate.[3]

In general, this damage to the skin is generated by UVR damage, which generates a decrease in collagen in the skin, and in turn a significant wear of it, therefore, within the study different techniques are presented for the transplantation of the mitochondria.

AMT/T Technique

The basic studies of this method were carried out in vitro, but with very promising results, showing that if stem/stromal cells are used, these are the only ones capable of transferring mitochondria to any type of cell and therefore to damaged cells. cancer cells and lung cells, as these have shown positive effects on cell repair, generally improving the energy generated by the cell.[3]

As such, it was possible to demonstrate the process of exchanging mitochondria to repair damaged tissue when seeing that in a mouse after having had a stroke, the affected neurons released mitochondria, instead the astrocytes took these mitochondria and recycled them, Instead, they were given healthy mitochondria to improve their recoveries, and this was what inspired them to seek new therapies using mitochondria.

Mitochondria transfer/transplantation (AMT/T) is gaining more evidence of its regenerative effects from in vitro to in vivo treating ischemic diseases in most cases [3]. Therefore, it might be advantageous to transfer mitochondria to specific cells (AMT/T ex vivo) and reintroduce them back into the organism, giving the mitochondria either an encapsulation or putting it inside a membrane for more efficient introduction.

Development of international research

Reconstruction of damaged bile ducts remains a vexing medical problem. Surgeons have few options when it comes to long-segment bile duct reconstruction. Biological scaffolds of decellularized biliary origin may offer an approach to support bile duct replacement.[4]

Within regenerative medicine research there is a new development that arises from the idea of using third generation biomaterials, the step from replacing and repairing with materials from two previous generations, to regenerating and replacing bones, tissues, skin and bile ducts. and urinary, at the National Autonomous University of Mexico (UNAM), a material with small porous structures called ¨Molecular Scaffolds¨ is being developed.

The molecular scaffolds are produced in a laboratory directed by the researcher María Cristina Piña Barba and are developed from collagen, bovine bone and biopolymer, thanks to this the team can replace or repair (totally or partially) also cartilage, heart valves and bladder. Others have been tested in the trachea, liver and heart.[1]

For molecular scaffolds, they currently use 3D printing and are already conducting tests in collaboration with public hospitals of the National Institutes of Rehabilitation (INR) and of Respiratory Diseases (INER) to test the scaffolds in humans in Mexico.

Investigations into the secretion of human stem cells induced by a bovine bone matrix.

Bovine bone matrix is a natural material that has been used in the treatment of bone lesions, for this research they were based on the study of Nukbone (NKB) bovine bone matrix due to its osteoconductive and osteoinductive properties.

His study was based on analysis of the secretion of pro-osteoblastic and anti-osteoblastic cytokines from human mesenchymal stem cells (hMSCs). They evaluated a hemocompatibility of the NKB and the characterization of hMSCs.[5]

Study of collagen-chitosan membranes for guided bone regeneration:

In this work, the chemical crosslinking with N-(3-dimethylaminopropyl)-N’-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) was studied in type I collagen-chitosan (Col I-CS) membranes for use in guided bone regeneration (GBR). ).[6]

Membranes were prepared in a wide range of Col I-CS ratios, produced as films by the solvent evaporation technique and crosslinked with EDC. The membranes had a rough surface that is suitable for cell adhesion and a compact cross section to prevent some infiltration of unwanted cell tissues, according to scanning electron microscopy. Physicochemical characterization (thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry[7]

Proposal for the introduction of methods and technologies within the country.

Regenerative medicine in the country has made good progress thanks to the scientists behind the investigations, since their efforts have given us different alternatives for treatments in tissues damaged by different conditions, using mitochondria transplantation from stem cells to affected cells, as this is a totally innovative treatment, but if we also look at the different investigations that have been carried out outside the country, these become a very interesting alternative, because if a collaboration were to be reached with the teams of professionals who are in charge of these projects, a very interesting new proposal would be reached.

Based on the previous internationally speaking study, it is a question of incorporating development measures within an advance in the regenerative medicine part where we can subtract animal parts as a basis to elaborate biocompatible materials guiding us in the first generations to obtain third generation biomaterials, as well It is like the research carried out at UNAM, it gives us a frame of reference to be able not only to replace and repair (partially) bone tissue, but also to be able to regenerate and replace (totally and partially) damaged tissues in the biliary part and the main organs. of the human beingUsing components that our tissue has, such as collagen, we can create studies and implant it so that it regenerates, especially taking into account the part of biocompatibility that this material must have in order to have complete regeneration and that the body ends up “self-healing”, for through previous studies and a replacement to their damaged tissues.

Where, using these investigations as a basis, new projects could be generated within the country and thus this field of study, such as regenerative medicine, would be of the utmost importance to generate new treatments and thus help people with different.

REFERENCES

[1] “Biomaterials for regenerative medicine are being developed at UNAM”,UNAM Gazette, May 26, 2022. https://www.gaceta.unam.mx/desarrollan-en-la-unam-biomateriales-para-medicina-regenerativa/ (accessed October 9, 2022).

[2] DP Luna-Ortiz, DP Flores-Chávez, and DM Martínez-Rosas, “Mitochondria as a therapeutic target”,no 4, p. 15, 2014.

[3] M. Balcazaret al., “Bases for Treating Skin Aging With Artificial Mitochondrial Transfer/Transplant (AMT/T)”, Front. Bioeng. Biotechnol., vol. 8, p. 919, Aug. 2020, doi: 10.3389/fbioe.2020.00919.

[4] Y. Ramirez-Marinet al., “Perfusion Decellularization of Extrahepatic Bile Duct Allows Tissue-Engineered Scaffold Generation by Preserving Matrix Architecture and Cytocompatibility,” Materials, vol. 14, not 11, p. 3099, 2021.

[5] N. Rodríguez-Fuenteset al., «Cytokines secretion from human mesenchymal stem cells induced by bovine bone matrix», Biomed. Mater. Eng., vol. 32, no 4, p. 217-228, 2021.

[6] JL Hidalgo-Vicelis, MA Alvarez-Perez, SP Miranda-Castro, and MC Piña-Barba, “Type I Collagen-chitosan Membranes Crosslinked Chemically with N-(3-dimethylaminopropyl)-N’-ethylcarbodiimide Hydrochloride for Guided Bone Regeneration: A Comparative Study»,Fibers Polym., vol. 21, no 2, p. 262-272, 2020.

[7] JL Hidalgo-Vicelis, MA Alvarez-Perez, SP Miranda-Castro, and MC Piña-Barba, “Type I Collagen-chitosan Membranes Crosslinked Chemically with N-(3-dimethylaminopropyl)-N’-ethylcarbodiimide Hydrochloride for Guided BoneRegeneration: A Comparative Study’, Fibers Polym., vol. 21, no 2, p. 262-272, 2020.

Paula Andrade

Estudiante de Ingeniería Biomedica en la Universidad Politécnica Salesiana Sede Cuenca, miembro y voluntaria de IEEE desde junio del 2019. Ayudante de el grupo de investigación de ingeniería biomedica GIIB, presidenta WIE 2021 y coordinadora de membresías 2022-2023.

Fragmentos de la Industria 4.0: SENSORES IO LINK

Durante las últimas semanas se ha desarrollado con más fuerza la noticia de la llegada de la industria 5.0, pero espera que? Si muchos de nosotros apenas y entendemos la industria 4.0 o no? Si es así, entonces debemos de poco a poco terminar de recabar a profundidad y entender los principios de la industria 4.0. Dentro de los fragmentos de esta industria el estándar de redes de comunicaciones industriales IO Link juega un papel sumamente importante. Esta comunicación digital de punto a punto y de corta distancia que permite conectar sensores y actuadores digitales a diferentes tipos de bus, especialmente a buses de campo industrial o a Ethernet industrial. Este estándar internacional está representado por la norma IEC 61131-9, además que permite un diagnóstico y localización de errores centralizado a un nivel de sensores – actuadores [1]. A medida que la innovación en tecnologías referentes a la industria crece es importante conocer la tecnología utilizada desde el sensor / actuador de campo hasta el sistema de software integral y dinámico (MES) que se encarga de realizar un respectivo monitoreo, rastrear, documentar y controlar el proceso de fabricación desde la materia prima hasta el producto terminado como tal. Por tanto, el estándar IO Link forma una parte esencial en el ámbito de la pirámide de la automatización en términos de la industria 4.0.

Siendo así entonces IO-link representa una conexión punto a punto, y es importante no confundir esto con un bus de campo, ya que, esta conexión de punto a punto se realiza a través de un sensor con funcionalidades IO-link hacia un master como un PLC. Esta comunicación es bidireccional debido a un protocolo serie que permite intercambiar paquetes de datos normalizados [2]. De esta manera un conjunto de varios sensores con características IO-Link se conectan hacia una central, la cual se conecta directo a un controlador (master) como un PLC, microcontrolador, etc. Los parámetros de configuración de cada sensor se transmiten de forma remota desde la central hacia el sensor y entonces, los datos medidos e información recolectada por el sensor se envía desde el mismo hacia la central, por tal esta comunicación es bidireccional.

Su conexión es bastante simple e intuitiva en el sector industrial. Generalmente para la alimentación de estos sensores se lo realiza mediante un cable de 3 hilos dado que este tipo de conexión viene desde un estándar específico para las instalaciones de campo. Como se muestra en la figura 2, se tiene la conexión de un sensor IO-Link que puede ser de 3 a 5 hilos. Así la alimentación del sensor se la realiza en los pines 1 y 3, y la transmisión de la señal es mediante el pin 4. Para establecer la comunicación entre el sensor y el controlador (master), el controlador debe enviar un llamado de “wake up” hacia el sensor para “despertarlo” y obtener la comunicación deseada

Varias marcas reconocidas dentro la automatización industrial tales como Omron, Siemens, Rockwell automation, IFM, Sick, Schneider electric, etc, cuentan dentro de sus catálogos tanto de sensores como actuadores, con características IO-Link. Como ejemplo, se tiene el caso de la reconocida marca IFM la cual dentro de sus catálogos cuenta con una amplia variedad de maestros y módulos IO-Link, sensores e identificación, indicación, evaluación y conexión tanto de equipos como accesorios y sistemas de conexión IO-Link. También cuenta con lo necesario para la parametrización como software IO-Link y kits de inicio en esta tecnología.

Así en términos de la misma marca de IFM se reconoce que las conexiones a través del protocolo de comunicación IO-Link se puede transmitir de manera confiable y en un formato exclusivo para señales digitales de conmutación de sensores binarios, valores de proceso de sensores analógicos y sus parámetros que se basan en una señal de 24V, evitando de esta forma errores en los valores de medición cuando sucede la transmisión y conversión de señales analógicas [4].

Recalcando entonces la definición y funcionamiento de los sensores y actuadores IO-Link, es bueno reconocer las ventajas que estos conllevan dentro de los procesos industriales, como, por ejemplo:

La sustitución sencilla del dispositivo. Esto previene ajustes erróneos a través de una parametrización automática. Además, que esto ayuda a disminuir paros no planeados y la intervención constante de equipo técnico especializado [5]. Para comprender a los dispositivos IO-Link los cuales son bastante intuitivos no se necesita contar con personal específicamente capacitado en el tema.

Configuración flexible del sensor. Esta característica permite configurar los dispositivos IO-Link en función de distintas recetas que se necesiten utilizar en producción. Esta configuración de los dispositivos resulta ser también intuitiva y de fácil acceso al usuario (técnico u operario).

Diagnostico de los dispositivos. Una de las características de IO-Link es que sus dispositivos pueden clasificase como “Smart” ya que realizan un constante monitoreo de condición de los mismos. De esta manera se tiene una optimización en cuestión de mantenimiento y los intervalos para los mismos, es decir, gracias a su monitoreo nos acercamos a lo que seria un mantenimiento predictivo y preventivo. Así entonces se tendrán menos riesgos de falla ya que tras un soporte técnico en cuestión de mantenimiento preventivo se realiza la detección y corrección de estados críticos de los dispositivos antes de que ocurra alguna falla.

Visualización y parametrización del sensor. De manera que se mencionó en primera instancia una característica particular de los sensores y actuadores IO-Link es que son “Smart” lo que permite tener la posibilidad de diagnosticar el estado del dispositivo. Para ello se puede contar con un software visualización el mismo que también permite la parametrización de funciones avanzadas del dispositivo.

Transmisión y transformación de señales. Si se tiene un sensor que entrega medidas analógicas, al conectarlo directamente hacia un puerto IO-Link, este puede realizar la transformación de la señal analógica hacia una señal digital y a su vez, transmitir esta señal hacia el controlador.

Tras recalcar las ventajas más importantes de los dispositivos estándares tipo IO-Link, dentro de la industria se tiene varios casos de éxito al implementar comunicación y dispositivos IO-Link en la automatización de sus procesos. Por esta y varias razones más a esta tecnología se la ha apodado con el nombre de “el USB de la automatización industrial”. Esto debido a que básicamente su funcionalidad es totalmente plug & play, así se tiene varias posibilidades ilimitadas dentro del control de aplicaciones industriales [6].

Referencias

[1]	Bihl Wiedemann, «¿Qué es IO-Link?,» Bihl+Wiedemann GmbH, Terrassa, 2023.
[2]	X. Nolla, «¿Cómo funciona IO-link?,» WIKA, Sabadell, 2023.
[3]	R. AS, «IO Link, el futuro inmediato de los sensores industriales,» 2019.
[4]	IFM, «IO-LINK,» 2023.
[5]	SICK, «IO-Link: ventajas de las funciones estándar,» Santiago de Chile, 2023.
[6]	QuimiNet, «QuimiNet. Implementación de IO-Link en procesos de manufactura,» 20 Octubre 2017. [En línea]. Available: https://www.quiminet.com/articulos/implementacion-de-io-link-en-procesos-de-manufactura-4284556.htm. [Último acceso: 30 Marzo 2023].

Michelle Herrera

Ing. Electrónica en Automatización y Control.

Miembro y voluntario en la Rama Estudiantil IEEE Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE. Voluntaria MagazIEEE.

Subdirectora grupo de divulgación científica AstroCiencias Ecuador.

Fragmentos de la Industria 4.0: Sistemas ciber físicos

Muchos sabemos lo que son sistemas o incluso no, pero ¿Conocemos sobre sistemas Ciber físicos? Parece ser un nombre de películas de ciencia ficción de un futuro muy lejano, sin embargo, los sistemas ciber físicos son de hecho una realidad.

Sus siglas en inglés representan Cyber-Physical System CPS, estos sistemas representan a todo dispositivo que compone capacidades computacionales, conexión y almacenamiento para controlar e interactuar sobre un proceso físico [1]. Lo que hace más interesante a los sistemas ciber físicos es que permite la interacción entre máquinas y procesos, cosa que antes no se hacía en la industria y hoy por hoy es uno de los pilares fundamentales para entrar al mundo de la industria conectada o industria 4.0

Industria 4.0

Los sistemas ciber físicos se adhieren al hecho de que tienen que ver con el mundo de la mecatrónica, es decir, trabaja de la mano de la parte mecánica, electrónica y eléctrica; por tanto, estos sistemas ajustan sus bases sobre la teoría de esta disciplina. Para comprender mejor cómo los sistemas ciber físicos fundamentan su teoría en diferentes disciplinas se puede observar la figura 2 a continuación:

Disciplinas que componen los CPS

De esta manera se puede tener una mejor noción sobre qué es un sistema ciber físico, lo que básicamente representa una interacción entre el hardware y software del sistema, cosa que antes no sucedía y estos representaban sistemas aislados, ahora tras el concepto de sistema ciber físico, estos dos conceptos se pueden tratar y complementar en un solo sistema; de aquí que deriva la necesidad de trabajar con ramas de estudio tales como la mecánica, eléctrica, electrónica, computación, comunicaciones, control, trabajando en conjunto para la evolución electromecánica de un producto en función de la evolución de los sistemas ciber físicos mismos.

¿Relación de los sistemas ciber físicos y la industria 4.0?

La industria 4.0 puede ser definida como un sistema totalmente digitalizado el cual interactúa con todas las unidades y clases organizacionales que puede tener una empresa o industria como tal [2]. La industria 4.0, viene de la mano de lo que se puede considerar como la cuarta revolución industrial. En este ámbito juega un papel sumamente importante la recolección y sobre todo el análisis de los datos, siendo así que, en la actualidad, los datos son considerados como el nuevo petróleo de la época. La recolección y el análisis de los datos, permite generar un valor agregado las industrias, por lo que esto, representa una de las características más importantes en la industria 4.0.

Se encuentra claro que las grandes cantidades de datos y su debido análisis, son importantes, pero dentro del concepto de industria 4.0, se tiene definiciones más allá de solo datos. Se debe considerar que la cuarta revolución industrial significa también una interconexión masiva de sistemas y dispositivos digitales. De los cuales se desprenden bases tecnológicas tales como IOT, sistemas ciber físicos, inteligencia artificial, robótica. Permitiendo así obtener procesos más óptimos con mayor productividad, para poder predecir, controlar, planear y producir, ya sea nuevos procesos dentro de la industria o nuevos productos, que como bien se menciona en el podcast, es importante el equilibrio entre nuevos procesos y nuevos productos en una empresa o industria que se encuentre evolucionando con los conceptos de una industria conectada.

Sistemas ciber físicos y la industria 4.0

Entonces surge una duda, es lo mismo automatizar un proceso mediante sistemas ciber físicos que automatizar un proceso solo con PLC’s?

Un sistema ciber físico se encuentra compuesto por objetos tanto de hardware como de software, estos objetos se conectan entre sí directamente o a través de internet, formando un único sistema en red. Los sistemas ciber físicos presentan varias ventajas al trabajar con ellos debido al entorno dinámico que estos poseen, de igual forma la escalabilidad que brindan los sistemas ciber físicos es que pueden expandirse sin alterar el sistema en el cual se encuentran trabajando, permiten visualizar el sistema en cualquier parte a tiempo real, ofrece mejoras de rendimiento y también una ventaja importante a mencionar son los sensores y prototipos conectados a la nube.

Respecto a la comparación entre la automatización de procesos con sistemas ciber físicos y la automatización de procesos con PLCs, es evidente que existe una gran diferente entre ellos, puesto que un sistema ciber físico ofrece la capacidad de poder utilizar la información que adquiere de su entorno y tener la capacidad de aprender y evolucionar a partir de haber procesado esta información. Cosa que un PLC podría realizarlo, pero siempre y cuando cuente con la capacidad necesaria de poder integrar un controlador inteligente. También es importante recalcar que un sistema ciber físico ofrece ventajas tales como una mayor capacidad de interconexión y más velocidad en el intercambio de información. Los sistemas embebidos son diseñados con el afán de cumplir específicamente con una o algunas actividades, son diseñados para un propósito en específico, de manera contraria sucede con los sistemas ciber físicos con su característica de escalabilidad. Finalmente, de forma que se menciona en [3] una característica de los sistemas ciber físicos es que permiten dotar a los dispositivos de control industriales actuales de altas capacidades de computación, almacenamiento y comunicación tanto local como remota convirtiéndolos en dispositivos inteligentes y autónomos; algo que un PLCs como tal no cuenta con este tipo de característica. Por lo tanto, los sistemas ciber físicos pueden representar un medio por el cual un PLCs pueda interactuar de forma inteligente con otros dispositivos industriales en su entorno.

Elementos para automatizar procesos

Referencias

[1]	E. Rodal, «Podcast Industria 4.0,» 26 Marzo 2019. [En línea]. Available: https://www.podcastindustria40.com/sistemas-ciber-fisicos/.

[2] Jaskó, S., Skrop, A., & Holczinger, T. (2020). Development of manufacturing execution systems in accordance with Industry 4.0 requirements. Elsevier, 1-2.

[3] Wolf, W. (2019). Cyber-physical Systems. Embedded computing, 88-89.

[4] García, C., & Castellanos, E. (2019). Desarrollo de sistemas ciber-físicos de producción para Procesamiento por lotes usando normas IEC-61499 e ISA-88. Ingeniare, 443-453.

Michelle Herrera

Egresada de la carrera de Ingeniería en Electrónica, Automatización y Control por la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE. Miembro y voluntaria IEEE desde abril 2019. Apasionada por la ciencia y tecnología.

Vemos por primera vez al agujero negro supermasivo en el centro de nuestro universo

Primera imagen de sagitario A.Tomada de levante [fotografía], EHT COLLABORATION 2022, www.levante-emv.com.

El 12 de mayo se captó por primera vez a Sagitario A el agujero negro supermasivo que habita en el centro de nuestra galaxia por el Telescopio Horizonte de Sucesos quien fue el mismo que capto la primera imagen real de un agujero negro en la historia en 2019, pero ¿Que dice esta foto acerca de nuestra galaxia? ¿Por qué esto es tan importante?

Empecemos por lo básico, un agujero negro no es un agujero sino una gran cantidad de materia, polvo y estrellas que se concentra en un pequeño espacio. Sin embargo, seguro pensaras que desde hace años eso ya se sabía y es verdad, en los años 70 los científicos comenzaron a observar una señal algo extraña en el centro de la galaxia, se dieron cuenta que algunas estrellas estaban orbitando este punto, entonces los científicos empezaron a estudiar esta estrella denominada S2 y se dieron cuenta que en ese pequeño espacio estaba concentrada la masa de 4 millones de soles esto es suficiente para denominarlo agujero negro supermasivo.

Esta región donde nada puede escapar se denomina horizonte de sucesos un punto de no retorno, posteriormente existe la región de sombra donde la luz orbita alrededor del agujero y finalmente el anillo de luz estos si consiguen escapar de su atracción.

En la ficción nos han hecho creer que los agujeros negros son monstruos supermasivos que devoran con todo a su paso, cuando la verdad la materia se almacena a su alrededor esto se denomina flujo de acreción este plasma irradia frecuencias que se pueden detectar en la tierra es así como lo podemos observar, pero los científicos notaron algo extraño al obtener las mediciones de Sagitario A.

Imaginemos que tenemos un disco que es la galaxia girando en un eje, ahora agreguemos una línea perpendicular al disco por intuición debería girar al mismo eje de rotación.

Los científicos descubrieron que el agujero negro no gira con la galaxia, sino que tiene una incertidumbre de unos 30 grados, es decir estas desalineados.

Se supone que el agujero comparte un pasado con el de la galaxia, entonces ¿Qué pasó? Solo una fuerza enorme pudo haber desviado al agujero negro Acaso ¿hubo un choque entre galaxias? Seguro que en estos días habrá más investigaciones acerca de esta anomalía.

No cabe duda que el universo es todo un misterio y a pesar de descubrir nuevas cosas más incógnitas aparecen, sin embargo, somos la primera generación que vemos de forma oficial un agujero negro definitivamente es un hito en la ciencia representando la capacidad del ser humano para descubrir grandes cosas.

Referencias

[1] EHT COLLABORATION. (12 de Marzo de 2022). levante [fotografía]. Obtenido de EHT COLLABORATION: www.levante-emv.com

[2] Jorge, J. d. (12 de Mayo de 2022). ABC CIENCIA. Obtenido de www.abc.es

[3] Lacalle, S. L. (2022). SgrA*: nuestro aletargado monstruo galáctico. Instituto de Astrofísica de Andalucía, 4.

[4] Piacente, P. J. (12 de Mayo de 2022). Levante. Obtenido de www.levante-emv.com

Jonathan Macancela

Estudiante de la carrera de ingeniería eléctrica de la Universidad Politécnica Salesiana. Voluntario desde el año 2021. Actualmente se desempeña como editor en la revista El NoticIEEEro.

Internet satelital: el avance de la tecnología espacial

Probablemente varias personas desconocían el origen de la red de redes con el nombre de ARPAnet, a finales de los años sesenta, conectó cuatro nodos universitarios de los EEUU y para 1981 terminó creciendo tanto que recibió el nombre de Internet, así pocos años después se extendía con cables submarinos por todo el mundo conectando a los usuarios a través de una computadora.

Actualmente a más de 50 años de su creación, con diferentes tecnologías y protocolos de comunicación, Internet es considerado un servicio básico según la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) así como un derecho humano por la Organización de las Naciones Unidas (ONU). A pesar de esto, según el estudio Digital 2021 Global Overview Report, 6 de cada 10 personas en el mundo tienen acceso a Internet, es decir que aproximadamente el acceso a Internet corresponde al 63.2% de la población mundial, mientras que el 36.8% aún no tienen acceso a la red de redes. Este porcentaje en su mayoría es de lugares rurales, ya que por situaciones geográficas es difícil acceder con cable o fibra óptica.

Ante este problema se han presentado cuatro soluciones, Internet móvil, WiFi rural, WiMAX e Internet satelital, siendo esta última una opción que actualmente ha tomado gran importancia y ambiciosas inversiones para garantizar la inclusión de regiones rurales con acceso a la red.

Internet Satelital

La conexión a Internet vía satélite o fibra en el cielo es una muy buena iniciativa para evitar el cableado y utilizar una tecnología diferente; su funcionamiento requiere de un módem conectado a una antena parabólica que debe estar en la parte más alta del domicilio o edificio para tener una comunicación bidireccional con un satélite en órbita, mismo que hace rebotar la señal con la infraestructura del proveedor del servicio y permite el acceso a Internet.

Los satélites básicamente hacen las veces de un repetidor, una frecuencia se usa de canal de subida que es por donde el cliente envía información y se reenvía por una frecuencia diferente que es el canal de bajada a la estación terrestre. Una parte esencial dentro del satélite es el transponder, ya que se encarga de amplificar la señal que recibe, cambiar la frecuencia y enviarla al destino de forma que amplía la cobertura en la estación base.

Con este tipo de conexión inalámbrica se presenta una topología de red como alternativa para descongestionar los costosos enlaces de cable submarino u otras infraestructuras terrestres que actualmente evidencian un campo de inflexión con las condiciones geográficas agrestes y ambientes más aislados del planeta, por lo que la promesa de una conectividad global estable ya no es una completa utopía. Esta red inicialmente estaba dirigida a permitir que los proveedores de Internet (ISP) tengan un ancho de banda asimétrico para satisfacer al cliente con los altos consumos de uplink en la red, actualmente se ha ampliado a empresas que invierten y realizan proyectos en beneficio de las personas.

Entonces, ¿con qué tipo de satélites se tiene conexión a Internet?

Existen cuatro tipos de satélites, se clasifican según la altura a la que se encuentran de la Tierra, los LEO – Low Orbit Satellite están entre los 160 km hasta aproximadamente 2000 km, son menos costosos, recorren su órbita a 7,8 km/s y son más tolerantes a la degradación de la señal, por lo cual son los más óptimos para ofrecer servicios de comunicación, de meteorología y de Internet, los satélites MEO – Medium Orbit Satellite trazan órbitas elípticas de 4000 a 15000 km, con un giro a la Tierra de 6 a 8 horas, usados para observación, defensa y GPS, los GEO – Geostationary Orbit Satellite tiene su órbita de 35786 km, recorren la Tierra en 24 horas, son costosos y tienen una alta potencia de transmisión por lo que generalmente se usan en difusión de radio y televisión, finalmente los HEO – High Earth Orbit tienen órbitas elípticas de 1000 a 36500 km, con giro terrestre de 12 horas y cubren generalmente los polos del planeta por lo que se aplica su utilidad en la cartografía.

Un nuevo protocolo de comunicación

A pesar que el protocolo TCP/IP que se usa actualmente en redes LAN es muy veloz, efectivo y seguro, no resulta igual para una comunicación satelital, pero existe una alternativa para lograr comunicaciones a miles de kilómetros de distancia y que se basa en TCP/IP. Se trata del protocolo DTN – Delay Tolerant Networking que es un conjunto de reglamentos diseñados para soportar interrupciones de larga duración causadas por la interferencia entre dos nodos a causa de un planeta o estrella al pasar entre ellos. Este protocolo usa la técnica “almacenamiento y reenvío” ya que a lo largo de la ruta de transmisión guarda los datos en varios nodos para luego enviarlos, garantizando así la entrega de paquetes hasta el destino final. Con esto en mente, se plantea también la posibilidad de usar este protocolo en situaciones de desastres naturales en la Tierra cuando algunos equipos se quedan fuera de servicio u otros escenarios similares, por lo tanto, la inversión en el avance de la tecnología espacial supone a su vez un fortalecimiento de la tecnología terrestre como con el IoT – Internet of Things.

Si el aire es el medio, ¿cuál es la frecuencia para el internet satelital?

Una de las principales consideraciones para las comunicaciones es la frecuencia en la que se va a trabajar, en este caso para cualquier aplicación que involucre satélites se debe usar frecuencias a partir de al menos 30 MHz hasta 30 o 40 GHz, ya que, por debajo de este rango de frecuencias, la atmósfera absorbe y refleja las señales. La UIT ha regularizado las bandas dentro de este rango para diferentes aplicaciones que existen, de 1 a 12.5 GHz es la banda L, S, C y X que proporciona servicios móviles, de investigación, fijo satelital y de exploración militar. De 12.5 a 40 GHz son las bandas Ku, K y Ka que son utilizadas en radiodifusión, fijo inter satélite y futuro servicio fijo respectivamente. Es decir que para el Internet satelital se hará uso en especial de la banda Ka que está en el rango de 26.5 a 40 GHz que, a pesar de ser susceptible a la atenuación de la señal por la lluvia, permite una alta tasa de transferencia de datos y la antena que necesita es de menor tamaño.

Limitaciones del internet satelital

Como en toda tecnología innovadora, siempre existen limitantes o dificultades que superar para su funcionamiento óptimo, en este caso se tiene varias como la baja velocidad que por las distancias largas que deben recorrer las señales, la conexión puede variar o incluso interrumpirse, la limitación de combustible es algo crítico para mover al satélite en el caso que se desvíe de su órbita, la escasez de energía eléctrica que a su vez ha conducido a una posible solución de usar robots para recargar los satélites a través de emisiones solares aumentando un 50% la vida útil de las naves. El sobrecalentamiento por otro lado se sustenta usando radiadores muy grandes para evitar el aumento excesivo de temperatura, además los satélites al estar fuera de la atmósfera no tienen buena protección ante los rayos cósmicos por lo que se debe cuidar la construcción de sus componentes electrónicos, también por la radiación no se puede transmitir información con seguridad cifrada porque si se daña el almacenamiento se podría interrumpir la comunicación, para esto se propone crear una clave secundaria que se genere en base a la principal si esta estuviese comprometida.

Considerando las oportunidades, se presentan las inversiones

Actualmente hay varias empresas que brindan servicio de internet satelital, pero hay cinco principales que tienen proyectos a escala global; OneWeb tiene un enfoque de negocio hacia la industria contando con servicios a través de las ya existentes empresas de telecomunicaciones y dar Internet donde no lo hay, busca tener 650 leo satélites y luego ampliar a 2000 donde cada 30 satélites sean controlados por una de las 45 estaciones terrestres; mientras que con el proyecto de Xingyun busca formar una constelación satelital para IoT con 80 satélites que se planea desplegar hasta el 2023 para tener una cobertura amplia con fácil conexión para los dispositivos; otro proyecto es Telesat con 120 leo satélites busca proporcionar enlaces satelitales de capacidad por los Gbps para clientes individuales o corporativos a precios muy competitivos; además el proyecto Kuiper de Amazon busca dar conectividad de alta velocidad al 95% de la población mundial y en especial en lugares que hasta ahora no tienen acceso a Internet, contarán con 3236 leo satélites a varias alturas en este rango de órbita baja.

Finalmente, la constelación Starlink de la empresa SpaceX, es una inversión de las más ambiciosas en este círculo, de 30.000 millones de dólares para brindar Internet satelital de alta velocidad con 1 Gbps y baja latencia de 25 ms en lugares rurales y alejados, así como en los hogares, automóviles en movimiento, embarcaciones y aviones. Gracias a los cohetes confiables y reutilizables que ayudan a colocar satélites LEO bastante cerca de la Tierra para garantizar que las señales tardan menos en transmitirse, lo que asegura la disponibilidad del Internet. Actualmente tiene 2350 satélites en órbita, pero su plan inicial era tener 4425 satélites hasta el año 2024 y a la manera tan exitosa que continúa tal vez no sea nada complicado llegar a esa meta; además con el tiempo pretenden aumentar servicio telefónico con planes económicos para luego dar a conocer a Starlink como una empresa de telecomunicaciones.

Red Satelital Starlink

Como preámbulo, la empresa SpaceX además de ser ambiciosa es estratégica pues actualmente cuenta con la colaboración de Google para aprovechar toda la capacidad de la constelación Starlink y promocionar de forma global el Internet de alta velocidad junto con ‘Google Cloud’ para organizaciones públicas y privadas , por lo que SpaceX debe colocar estaciones terrestres de Starlink dentro de la infraestructura de Google para obtener enlaces seguros, tiempos bajos de latencia y datos seguros en la red.

Esta constelación trabaja de forma tal que cada satélite que vuela dentro de la órbita LEO o extremadamente bajo en comparación de otros, se comunica mediante láseres entre sí y al estar en lugares específicos de captación en el planeta se comunicarán constantemente a la vez con cada una del millón de bases terrestres que la empresa establecerá y cada receptor de tamaño compacto estará con una inclinación automática para establecer su conexión además de contar con un sistema de recepción gradual que sitúa el aparato sin tener que moverlo físicamente. Estos satélites tienen tres fases de vuelo, la primera es el ascenso de órbita luego hay una primera detención en la órbita de 380 km y finalmente llegar a la base a 550 km sobre la Tierra también aquí se los reconfigura con orientación hacia la Tierra.

¿Qué necesita para conectarse a la red Starlink?

Junto con el servicio de Internet, la compañía facilita la adquisición de un kit de conexión, que contiene una antena parabólica sencilla de 48 cm, un enrutador wifi y una fuente de alimentación. Al ser un sistema sencillo de instalar el cliente lo puede montar, se recomienda colocar la antena lo más arriba posible del techo, con la ayuda del soporte sujetarla y apuntar al cielo y por cable se la conecta dentro de la casa al enrutador wifi. El costo de este kit es 499 euros o 527.24 USD y la mensualidad del servicio es de 99 euros o 104.6 USD.

Durante pruebas controladas que la organización ha realizado, registra una velocidad de descarga entre 50 y 150 Mbps con una latencia (retardo) de 20 a 40 ms, mientras que en sectores de Estados Unidos que no tienen acceso a red cableada se obtuvo una velocidad de carga de 13.89 Mbps, descarga de 97.23 Mbps y latencia de 45 ms. De la misma forma al realizar la comparación de Starlink con otros proveedores de Internet satelital en varios países como Nueva Zelanda, Reino Unido, Francia y Alemania se obtuvieron resultados que sobrepasan al menos el 30% de efectividad.

Conclusión

En definitiva, una red satelital engloba una gran oportunidad, tanto para el comercio como para el beneficio de la humanidad, ya que grandes inversiones en programas espaciales como Starlink favorece a su empresa, así como a la población rural o de lugares de difícil acceso con red cableada, además que permite impulsar la investigación para contribuir con el avance de la tecnología.

En base a lo expuesto, se puede considerar a la constelación Starlink como una opción viable y eficiente como proveedor de Internet satelital y evitar fallas y precios mucho más elevados; de esta manera se reducirá la brecha tecnológica que se presenta en las zonas rurales en especial por la maravilloso pero especial geografía montañosa del país.

Como se ha podido revisar, la utilidad de una red Satelital es muy alta pero a pesar de esto existen limitantes, riesgos y sobre todo problemas que resolver, como la basura espacial la cual con la constelación Starlink se ha procurado evitar ya que asegura que al dejar en uso un satélite cuando entre a la atmósfera será desintegrado; de la misma forma los astrónomos se preocupan que por la cantidad de satélites que se desea poner en órbita se dificulte la visibilidad de los astros y el control meteorológico.

Finalmente, desde mi punto de vista, las oportunidades que presenta una red global son inmensas, desde la reducción de la brecha digital con la disponibilidad de Internet en lugares del planeta donde no llega una red cableada, el impulso a la investigación espacial y que también aporta a la tecnología terrestre hasta la circulación del patrimonio que permite el crecimiento del comercio que enmarca este ambiente espacial.

Referencias

[1] Bier, M., <<Estaciones escolares; configuración constructiva para el espacio educativo en territorios rurales>>, Enero, 2022. [En línea]. Available: https://repositorio.uc.cl/xmlui/handle/11534/63610?show=full

[2] DW Made for minds, <<Elon Musk prevé que en agosto habrá cobertura de Internet “en todo el mundo” gracias a Starlink y sus 1.500 satélites>>, Junio, 2021. [En línea]. Available: https://www.dw.com/es/elon-musk-prev%C3%A9-que-en-agosto-habr%C3%A1-cobertura-de-internet-en-todo-el-mundo-gracias-a-starlink-y-sus-1500-sat%C3%A9lites/a-58112238

[3] González, J. C., <<Comunicación vía Internet sobre la plataforma satelital>>, Febrero, 2006. [En línea]. Available: https://repository.uaeh.edu.mx/bitstream/bitstream/handle/123456789/10893/comunicacionviainternetsatelital.pdf?sequence=1

[4] Higuera, A., << Qué es OneWeb, el internet satelital que podría hacerle la competencia a Starlink de Elon Musk>>, Abril, 2021. [En línea]. Available: https://www.20minutos.es/noticia/4638368/0/que-es-oneweb-el-internet-satelital-que-podria-hacerle-la-competencia-a-starlink-de-elon-musk/

[5] Navarro, P., <<Análisis de factibilidad en el uso de la red satelital Starlink como medio para el acceso al internet y transmisión de datos>>, Abril, 2021. [En línea]. Available: http://repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/56258/1/NAVARRO%20HURTADO%20PAUL%20WALTER.pdf

[6] Ramos, E., <<Internet interestelar>, Julio,2020. [En línea]. Available: http://www.idi-unicyt.org/wp-content/uploads/2020/07/INFORME-Jose-Juan-y-Aaron-verfi%C3%B3n-final-16072020-.pdf

Lucía Loor

Ingeniera en Electrónica y Telecomunicaciones de la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE. Miembro y voluntaria IEEE desde el año 2020.

Sistemas sub-actuados: el futuro de la robótica

Durante los primeros quince años del siglo XXI, la escena de la robótica humanoide estuvo dominada por robots capaces de realizar tareas tales como caminar, trotar, subir gradas, saltar en un pie e incluso patear un balón de fútbol. Si bien estas demostraciones de habilidad motriz son ciertamente impresionantes, basta con observar cualquier video de alguno de los robots de esta época, como el robot ASIMO de la empresa Honda, para percatarse de que sus movimientos son considerablemente más lentos, rígidos y poco elegantes que los de un ser humano. Se podría describir a estos movimientos como “robóticos” o “artificiales”. Sin embargo, entre 2016 y la actualidad, la empresa Boston Dynamics ha tomado al mundo por sorpresa al revelar varios videos de su nuevo robot humanoide Atlas, el cual es capaz de correr en terreno irregular, saltar sobre obstáculos, realizar saltos mortales e incluso bailar, con una destreza igual o mayor a la del ser humano promedio. Es tal la naturalidad de sus movimientos que muchos espectadores han especulado que los videos no son reales, sino que están producidos mediante técnicas de animación digital avanzadas. Sin embargo, estas teorías han sido repetidamente descartadas por expertos en el área de animación, quienes concuerdan en que los movimientos que realiza Atlas en estos videos son auténticos. Esto nos lleva a preguntarnos ¿Qué es lo que permitió a los robots alcanzar este nivel de agilidad en tan corto tiempo? Sorprendentemente, la respuesta radica en que Atlas, a diferencia de sus predecesores, no tiene control completo sobre su propio cuerpo, por lo que debe permitir que las leyes de la física hagan parte del trabajo para poder moverse. Los robots que tienen estas características se conocen como “sub-actuados”, y es muy probable que cumplan un papel protagónico en el futuro de la robótica.

¿Qué es un robot sub-actuado?

Para poder entender el por qué de la agilidad de los robots sub-actuados, tenemos que definir ciertos conceptos. Se conoce como “grados de libertad” a cada movimiento independiente que puede realizar un robot o un mecanismo en general. Por ejemplo, un brazo robótico de seis articulaciones (como los utilizados en entornos industriales) tiene seis grados de libertad, y un dron que puede moverse en las tres direcciones del espacio (largo, ancho y profundidad, o x,y,z en un sistema de referencia cartesiano) y girar alrededor de sus tres ejes (roll, pitch, y yaw, en el lenguaje de la aviación), tiene también seis grados de libertad. Tradicionalmente, los robots suelen estar dotados de un motor (o actuador) para accionar cada uno de sus grados de libertad, dándole completo control sobre su cuerpo. Estos robots se denominan “completamente actuados”. También existen aquellos que tienen motores adicionales, denominados “redundantes”. Finalmente, los robots que tienen un menor número de motores que de grados de libertad se denominan “sub-actuados”. Un brazo robótico industrial es un ejemplo de un robot completamente actuado, ya que tiene un motor en cada una de sus articulaciones (seis en total). Por otro lado, un dron cuadricóptero es un ejemplo de un robot sub-actuado, ya que se mueve con seis grados de libertad, pero solo tiene cuatro motores (uno por cada hélice). Diseñar un robot con menos motores que los necesarios para controlar por completo su cuerpo puede parecer contradictorio. Sin embargo, veremos que existen razones de sobra para estudiar este tipo de robots.

Deja que la gravedad tome el control

El control de los robots sub-actuados es fundamentalmente distinto al de los robots completamente actuados tradicionales. Normalmente, los robots tradicionales usan sus motores para cancelar los efectos de cualquier fuerza externa para poder realizar sus movimientos sin impedimento. Esto tiene la ventaja de que el análisis matemático de estos sistemas se simplifica considerablemente, pudiendo describirse mediante ecuaciones diferenciales lineales, para las cuales todas las técnicas del control clásico son aplicables. La desventaja de este método es que, para cancelar las fuerzas externas, los motores muchas veces deben ejercer torques y fuerzas elevados, aumentando el peso y consumo de energía de estos robots y haciéndolos poco eficientes. Por otro lado, un robot sub-actuado no puede valerse exclusivamente de sus motores para efectuar sus movimientos, a diferencia de un robot tradicional. Esto lo obliga a permitir que fuerzas externas como la gravedad (o incluso el viento, en el caso de ciertos robots voladores) y efectos físicos como la inercia hagan parte del trabajo. Al no contrarrestarse los efectos de fuerzas externas, el modelamiento matemático de estos robots se vuelve mucho más complejo, ya que no es posible efectuar simplificaciones que den como resultado ecuaciones lineales, y se deben considerar también los efectos de las fuerzas externas en las ecuaciones. Si bien la complejidad matemática de los sistemas sub-actuados hace que controlarlos sea una tarea difícil, estos también tienen varias ventajas importantes, que se detallarán a continuación.

Ventajas de los robots sub-actuados: eficiencia, agilidad y seguridad

Una de las ventajas de los sistemas sub-actuados es que, al no depender completamente de los motores para realizar sus movimientos, y al tener un menor número de actuadores, su consumo de energía es menor; es decir, son energéticamente mucho más eficientes que los robots completamente actuados. Tener requerimientos de torque y fuerza menores también implica que los motores utilizados pueden ser de menor tamaño. Motores menos voluminosos y en menor cantidad conllevan una disminución importante en el peso del robot, lo cual es muy deseable, ya que ayuda a incrementar su agilidad, capacidad de carga y autonomía. La disminución de peso y consumo de energía son factores especialmente críticos para el diseño de robots móviles, sean estos terrestres, aéreos, acuáticos. Otra ventaja importante de los robots sub-actuados es que pueden efectuar movimientos mucho más naturales y fluidos, como en el caso del robot Atlas mencionado en la introducción del presente artículo. Esto se debe a que los robots sub-actuados se asemejan mucho más a los seres vivos que los robots tradicionales, desde un punto de vista mecánico y funcional. De hecho, la gran mayoría de animales tienen mecanismos de locomoción sub-actuados. Por ejemplo, los insectos y las aves realizan maniobras aéreas mucho más complejas que las de los más sofisticados aviones de combate, ayudándose de corrientes de aire y de la distribución de su propio peso, y los peces de agua dulce son capaces de nadar incluso en las corrientes más turbulentas sin dificultad. Por lo tanto, la mejor forma de diseñar robots que puedan efectuar movimientos similares a los que vemos en la naturaleza es mediante mecanismos sub-actuados, con sistemas de control cuidadosamente diseñados. Por último, cabe recalcar que, bajo ciertas circunstancias, incluso un sistema completamente actuado puede convertirse en un sistema sub-actuado, por ejemplo, en casos en los que alguno de sus motores falle o no tenga suficiente potencia para efectuar ciertos movimientos. Dotar a un robot o vehículo no tripulado de la capacidad de funcionar incluso en la ausencia de uno de sus motores los hace más seguros y confiables.

Avances y desafíos de la robótica sub-actuada

El principal reto en el diseño de robots sub-actuados, como se ha mencionado anteriormente, radica en la complejidad matemática de su modelamiento y control. Al no poder linealizarse de forma tradicional las ecuaciones diferenciales que describen el comportamiento dinámico de estos robots, la mayoría de técnicas y algoritmos del control clásico no se pueden utilizar. Se han desarrollado varias técnicas novedosas para controlar sistemas sub-actuados, entre ellos métodos no lineales como el control Sliding Mode, el cual modifica la dinámica de un sistema mediante la aplicación de una señal de control discontinua para obtener el comportamiento deseado; el control por el método de backstepping y el control por el método PFL (Partial Feedback Linearization), los cuales utilizan técnicas matemáticas para transformar las ecuaciones a un sistema de coordenadas más manejable. También se han aplicado técnicas como la programación dinámica, que trata al diseño del sistema de control como un problema de optimización, utilizando métodos numéricos iterativos para obtener una ley de control apropiada. Por último, se han utilizado varias técnicas propias de la rama de la inteligencia artificial para controlar sistemas sub-actuados, tales como la lógica difusa y el Machine Learning, específicamente el aprendizaje por refuerzo. Si bien estas técnicas se han podido aplicar experimentalmente al control de sistemas sub-actuados con cierto grado de éxito, todas ellas aún exhiben limitaciones que impiden su implementación en aplicaciones prácticas. Por ejemplo, muchas de estas técnicas solo pueden aplicarse a sistemas con pocos grados de libertad. Otras son computacionalmente muy demandantes, haciéndolas poco prácticas, y casi todas son considerablemente sensibles a perturbaciones e incertidumbres, por lo que no funcionan correctamente fuera de entornos completamente controlados.

Conclusión

El modelamiento y control de sistemas sub-actuados se ha convertido en una de las áreas de investigación más activas dentro del campo de la robótica. Estos sistemas tienen gran potencial para resolver muchos problemas prácticos y de gran relevancia en la robótica, tales como lograr que robots bípedos puedan caminar y correr de forma ágil y eficiente, permitir a vehículos aéreos y acuáticos no tripulados maniobrar con una agilidad y eficiencia comparables a las de las aves y los peces, y lograr diseñar mecanismos que permitan manipular objetos con la destreza de la mano humana, con la finalidad de ser utilizados como prótesis y órtesis. Si bien se han realizado grandes avances teóricos en las últimas dos décadas, los primeros robots sub-actuados con aplicaciones prácticas apenas han comenzado a surgir, y aún queda mucho trabajo por hacer para desarrollar algoritmos que puedan controlar este tipo de robots de forma óptima, robusta y eficiente. Si usted, estimado lector, encuentra interesante este campo de investigación, uno de los primeros pasos para involucrarse en él es aprender las bases del modelamiento y control de sistemas sub-actuados. Uno de los mejores recursos disponibles para este fin es un curso impartido por el MIT, denominado “Underactuated Robotics”, al cual se puede acceder de forma gratuita a través de la plataforma de aprendizaje virtual EDX. Mediante nuevas contribuciones que promuevan el avance de la robótica sub-actuada, podemos esperar ver robots que se muevan cada vez menos como robots y más como seres vivientes en los próximos años, haciéndolos más eficientes, ágiles y seguros, expandiendo así su potencial para realizar tareas que contribuyan al beneficio de la raza humana.

Referencias

[1] B. He, W. Shuai y L. Yongjia, «Underactuated robotics: A review,» International Journal of Advanced Robotics Systems, nº July-August, pp. 1-29, 2019.
[2] L. Yang y Y. Hongnian, «A survey of underactuated mechanical systems,» IET Control Theory and Applications, vol. 7, nº 7, pp. 921-935, 2013.
[3] Boston Dynamics, «Atlas, The Next Generation,» 23 Febrero 2016. [En línea]. Available: https://www.youtube.com/watch?v=rVlhMGQgDkY.
[4] Boston Dynamics, «Atlas | Partners in Parkour,» 17 Agosto 2021. [En línea]. Available: https://www.youtube.com/watch?v=tF4DML7FIWk.
[5] Massachusetts Institute of Technology, «Underactuated Robotics,» 18 Diciembre 2014. [En línea]. Available: https://courses.edx.org/courses/MITx/6.832x/3T2014/course/.

Juan Valdéz

Miembro y voluntario IEEE desde el 2021 en la Rama Estudiantil IEEE de la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE. Egresado de la carrera de Ingeniería Mecatrónica.

Miembro destacado : Mara Falconí

Mara Falconí, actual presidenta de IEEE Sección Ecuador, un ser humano entregado al voluntariado a lo largo de su vida, se define en sus propias palabras como una combinación de un profesional, humano, alguien que valora mucho su trabajo, una persona responsable, que le gusta mucho el voluntariado, ayudar a los demás desde su aspecto técnico, su conocimiento, su tiempo, desde el colegio se involucró con el voluntariado, con grupos juveniles y es parte de su vida y lo sigue y seguirá haciendo. Mara también es la parte hija, hermana, siempre la parte humana, amiga. Aparte de la ingeniería, hay muchas cosas que le gusta hacer. Por ejemplo, bailar es una de sus pasiones, viajar y compartir ideas y realizar cosas nuevas con la gente.

¿Qué significa IEEE en su vida?

IEEE es una gran parte de mi vida, es una palabra mayor en mi vida, llevo más de siete años involucrada en IEEE. Como mencionaba me gusta el voluntariado desde muy joven. No es algo que yo tenía planeado en la vida, no sabía que existía una organización como IEEE, por ejemplo, en la Universidad, a pesar de que ya muchos jóvenes se involucran desde estudiantes, pues en mi Universidad no era tan conocido IEEE en esa época, por lo tanto, no era algo que nosotros conocíamos mucho. Sin embargo, cuando me involucré de profesora en la universidad, cogió fuerza IEEE. Ahí es cuando me pidieron que me involucre, lo hice y descubrí algo increíble para mí, porque une la parte del voluntariado con la parte de ingeniería.

Yo siempre he pensado que nosotros como ingenieros o desde la profesión que nos encontremos, debemos buscar de qué forma aportar con nuestros conocimientos hacia la humanidad y en IEEE yo encontré y es una parte grande de mi vida. A lo largo de los años que empecé como consejera, luego me involucré con Sección Ecuador con el Comité de Nominaciones, entre otros fui escalando hasta actualmente ser Presidenta. Creo que he pasado por varios roles dentro de IEEE y he visto desde diferentes perspectivas como es IEEE, me gustan todas las perspectivas, puedo decir la que más me gusta es estar involucrada en los proyectos hands-on en las comunidades, IEEE es una parte grande de mi vida y va a seguir siéndolo.

¿Por qué ser miembro de IEEE?

Hay tantas, tantas ventajas, yo creo que cada persona ve a IEEE desde distintas perspectivas o que es lo que más le interesa. Entonces podemos decir que hay para todos los gustos, por ejemplo, desde la parte académica como Instituto de Ingeniería, nosotros aprovechamos la Revista Spectrum y toda la información que nos llega mensualmente como miembros de IEEE tenemos realmente las últimas investigaciones. Tenemos abiertos hacia nosotros temas de robótica, comunicaciones, eléctrica y muchos más temas a los cuales les podemos sacar mucho provecho. También desde la parte de mujeres en la ingeniería existen iniciativas muy buenas para jóvenes profesionales. En resumen desde la parte académica, alguien que le interese seguir aprendiendo desde la ingeniería debería aprovechar, también existe la parte de redes, el networking dentro de IEEE, a nivel nacional están involucradas muchos miembros de todas las universidades, tanto estudiantes como profesionales, miembros que tiene una carrera muy exitosa, investigadores de trayectoria, entonces IEEE nos abre las puertas de hacer networking, no solo nacional sino internacional podemos relacionarnos con todo tipo de ingenieros y no solo ingenieros. Hay médicos, profesionales de diferentes carreras que hacen un networking grande, y el resultado ha sido colaboraciones y grandes proyectos. Muchos estudiantes han tenido la oportunidad de realizar su doctorado. Podemos tener ese networking fuerte dentro de IEEE porque existen personas que tienen nuestros mismos intereses de servir hacia los demás. Para mí las personas que son miembros de IEEE considero que es un grupo muy especial, porque son personas desinteresadas que dedican su tiempo hacia los demás desde profesionales y estudiantes. Entonces eso es algo que no se ve en otros grupos y para mí son personas muy especiales, que se dan a los demás.

También existe la parte de liderazgo nosotros de como seres humanos, aparte de una profesión, tenemos también soft skills que desarrollar como: liderazgo, comunicación, organización de tiempo, de recursos, entre otras, IEEE nos da eso estar involucrados dentro de una trama, dentro de un capítulo, dentro de un grupo humano, pues nos ayuda, sí ya tenemos una posición de liderazgo, nos ayuda a desarrollar la comunicación, a liderar a un grupo de personas y si somos parte de ese grupo, nos ayuda a colaborar, en organizarnos de tiempo para sacar tanto para lo académico como para lo voluntario, o tanto como para lo profesional como para lo voluntario, yo creo que finalmente la satisfacción que tenemos de dar hacia los demás.

Todos estamos aquí por diferentes razones, pero yo creo que una de las razones más fuertes es sentir que lo que hago día a día o lo que hago en los proyectos de lo que hago dentro de IEEE beneficio a la vida de los demás, beneficia a la calidad de vida de los demás sean niños, niñas, jóvenes, profesionales, sea quien sea lo importante aportar con ese granito de arena. Creo que para el ser humano no hay mayor satisfacción que eso.

Así que pues por todas esas razones, para mí es grato ser miembro de IEEE.

¿Qué responsabilidad conlleva ser presidenta de Sección Ecuador?

Todos los presidentes pasados pueden decir que cuando se llega a la presidencia se imaginan que es una gran responsabilidad, pero no se imaginan el nivel de responsabilidad. He estado en otros cargos por ejemplo como: Coordinadora WiE, consejera de Rama Estudiantil en lo profesional he tenido varios cargos de liderazgo, sin embargo, un liderazgo en IEEE es uno de muchas más responsabilidad, tenemos más de 1000 miembros en Ecuador, pero los miembros voluntarios activos bordean las edades de 20 a 70 – 80 años, miembros que están empezando su carrera profesional, mientras que otros tiene una trayectoria profesional inmensa como doctores, profesores, miembros muy activos que han tenido logros grandes dentro de su carrera profesional, entonces estar al frente de todos ellos es de verdad un reto, dentro de mi equipo de trabajo más cercano que son alrededor de 20 personas entre presidentes de capítulos técnicos y todos los integrantes del Comité de Sección Ecuador, en este existen diferentes edades, roles, personalidades, logros. En promedio de edad puedo decir que estoy debajo de este, entonces ser líder de personas que han tenido logros y mucha trayectoria no es algo fácil. Como líder se tiene que tomar varias decisiones y que no ponen contentos a todos y eso es parte de ser un líder y es el reto de ser un líder, pero al trabajar con voluntarios IEEE para mí no hay mejor cosa que trabajar con ellos, pero el hecho tomar decisiones fuertes que afecten la continuidad y actividades de todo un país es un reto grande, un reto de aprender el manejo de fondos para proyectos de contabilidad, en el sentido de que nosotros somos custodios de fondos muy elevados que vienen de los proyectos de los miembros y somos el canal para que llegue a su destino. Me ha tocado lidiar con empresas en las Galápagos, con facturas de $2 hasta con $50,000, entonces es todo un reto lidiar con miembros IEEE hasta con empresas externas, empresarios, gente que nos está colaborando, tener todo desde lo más grande hasta lo más chico, es algo que nos toma mucho tiempo todo el manejo: de la parte financiera, eventos, ramas estudiantiles y es algo que lo pueden decir los miembros del Comité Ejecutivo.

Como presidenta se tiene que mover en varios frentes a la vez, tengo gente muy valiosa que están en capítulos técnicos, grupos de afinidad, eventos próximos, uno de los retos más grandes es la organización de los congresos: ETCM y AndesCon, para la organización de estos últimos, se necesita un año para organizar en la que involucra a revisores, chair, DL, entre otros, en resumen, un montón de retos un montón de satisfacciones.

¿Cómo fue llevar la presidencia de Sección Ecuador durante la pandemia?

Fue mucho más duro, yo creo que ya de por sí la presidencia es un reto, una presidencia en pandemia es mucho más dura. Ninguno de nosotros jamás se imaginó una pandemia. Y como esto cambiaría nuestro día a día, nuestra interacción, como cambiaría el mundo y como esto cambió también a IEEE en todo lo que estábamos acostumbrados a eventos, proyectos presenciales que esa es una de nuestras insignias dentro de lo que hacemos, se tuvo que migrar a lo virtual, si bien un webinars tal vez no tiene un mismo impacto que tener un evento presencial, imagínense un proyecto humanitario.

Entonces fue todo un reto cambiar de lo presencial a lo virtual. en lo que nosotros hacemos hay cosas que es más fácil y hay cosas que es más difíciles, en nuestro caso, los proyectos humanitarios fueron más difícil, nos acomodarnos y tuvimos que adaptarnos todos a hacer desde webinars hasta talleres virtuales con los niños, organizamos dos congresos prácticamente totalmente virtuales, que ha tenido sus ventajas también porque desde la virtualidad sabemos que más gente se puede unir desde varios países. Las actividades que nosotros hacemos siempre las realizamos en presencial como: liderazgo, comunicación, motivación, impacto. En fin, fue todo un reto en la pandemia, pero no nos quedamos de brazos cruzados y todo el equipo buscó nuevas formas, nuevos caminos para ejecutar las actividades y en estos dos años de pandemia hemos seguido adelante teniendo el impacto desde lo máximo que hemos podido.

¿Cuál considera que fue su camino para llegar a formar parte del Comité Ejecutivo de Sección Ecuador?

Como lo comentaba antes mi camino en el voluntariado empezó a los 16 años, recuerdo que empecé con un evento en Pascua a la que me invitaron, yo estaba en sexto curso y desde ahí me involucré en los grupos juveniles, me gustó mucho el hecho de trabajar con niños porque era guía en campamentos de niños también, trabajaba con ancianatos, colaboraba para realizar muchas actividades dentro del grupo y eso se mantuvo durante toda, toda mi universidad, entonces yo siento que mi camino de voluntaria no empezó hace 7 años, empezó desde los 16 años y vino con IEEE esta pasión del voluntariado, entonces desde los 16 años esta pasión se mantuvo por el voluntariado, más o menos a los 26 años me encontré con esta oportunidad de un voluntariado desde la parte de ingeniería y dije bueno, ya veré, entonces mis alumnos me propusieron ser consejera de la rama estudiantil de la universidad, entonces, dije claro, por supuesto hagámosles. No sabía bien que era el IEEE a que me metía, solo sabía que tenía esto y fui descubriendo, un mundo grande.

Dentro de eso me fui relacionando con consejeros, con profesores, hasta que conocí a Alberto Sánchez en el año que yo era consejera, entonces él vio en mí algo e hizo que me invite a formar parte de su Comité Ejecutivo, entonces prácticamente desde el primer año que me involucré con el IEEE, ya formé parte del Comité Ejecutivo de Sección Ecuador yo era la coordinadora de nominaciones y elecciones de Sección Ecuador, junto con Alberto, de hecho, desde la presidencia de Alberto IEEE Ecuador Sección Ecuador vuelve a tomar vida, se le dio un impulso súper grande hacia las actividades del posicionamiento, realmente estoy muy agradecida de poder haber trabajado de la mano de Alberto desde el inicio, porque es un gran ser humano, caballero y es un gran profesional también, por eso ahora es el director de Región 9 , por sus logros, por su visión, por su trabajo, entre otros. Entonces, desde ahí me involucré, pero 100 % saben que este es mi camino y me encanta.

Fui coordinadora WiE durante las siguientes dos presidentes la de Carlos González y de Diego Benítez, ahí es cuando subí también a la vicepresidencia. Es algo que realmente como a muchos de nuestros voluntarios es una pasión, muchos de nosotros nos ven en un cargo, un alto cargo, porque seguimos metiéndole ganas, diciendo cómo más podemos colaborar desde que otro ámbito, desde el ámbito profesional, desde el ámbito de mujeres, desde el ámbito de jóvenes. Entonces todo eso fue formando mi camino hacia la presidencia. Ya llevo, siete años dentro de lo que es IEEE, viendo desde todas las visiones he podido ver desde todos los ángulos y realmente quiero seguir participando en esto.

¿Después de ser presidenta, cuáles son los proyectos que tiene en IEEE?

Interesante, después de estar 7 años activa en encargos, digamos, dentro de IEEE tal vez lo que me gustaría más, es volver a hacia los proyectos Hands-on, proyectos humanitarios, a mí me gusta mucho trabajar con niños desde la parte de ingeniería de hecho yo en mi profesorado realicé varios proyectos con los estudiantes en cuanto a dispositivos electrónicos para terapias con los niños. Entonces me gustaría seguir haciendo algo parecido desde los proyectos humanitarios. A veces, sí uno, es bastante trabajo todo lo que ha habido, sobre todo en estos dos años de presidencia. Y la noche de la cena como que fue esa mezcla de emociones, de uff ya se acaba tanto trabajo y a la vez qué pena, qué pena dejar el cargo así, tengo la propuesta de ser la presidenta del Consejo Andino, no lo sé todavía. Digo, bueno, tal vez sí, tal vez no, todavía lo estoy pensando, pero lo que sí quiero en esta nueva etapa es dedicarme mucho más a los proyectos humanitarios.

Una frase que defina el voluntariado que Ud. realiza en IEEE.

Es una pasión y vocación que une el voluntariado con la ingeniería y crean los deseos interminables de seguir contribuyendo a la vida de las personas

Edison Agreda C.

Miembro y voluntario IEEE desde el 2017, director de proyectos IPMA Level D de la Universidad Politénica de Madrid, Egresado de la Universidad Politécnica Salesiana sede Quito.

Miembro destacado, entrevista a Ronny Cabrera

Ronny Cabrera es Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones por la Universidad Técnica Particular de Loja, Magister en Administración de Empresas, Magister en Gestión de Proyectos y Experto en Lean Management por la Universidad Internacional de la Rioja. Actualmente se desempeña como Analista de procesos de la Universidad Técnica Particular de Loja.

Desde 2020 es Coordinador del Grupo de Afinidad de Jóvenes Profesionales del IEEE para América Latina y el Caribe, Coordinador de Premios y Reconocimientos del IEEE Ecuador. Ganador del premio al Voluntario SIGHT del año en 2020, y ganador del Premio al logro de jóvenes profesionales IEEE en 2020. Ha participado y dirigido al menos 12 proyectos tecnológicos con impacto social en los últimos 10 años.

¿Qué significa IEEE en su vida?

IEEE es parte importante de mi vida, ha estado presente desde mi etapa como estudiante universitario, está presente en mi etapa profesional y aspiro que continúe de esta manera por mucho tiempo. Gracias a IEEE he logrado desarrollar competencias que han sido de gran ayuda en mi vida personal y profesional. Comparto firmemente la visión que IEEE tiene e intento practicarla en las diferentes actividades y proyectos en los que tengo la oportunidad de participar.

¿En algún momento pensó en dejar de ser voluntario IEEE?

Por ahora no he pensado en dejar de ser miembro y voluntario de IEEE. Pienso que las oportunidades y beneficios que obtengo a través de IEEE harán que continúe siendo voluntario. Además, los profesionales de la ingeniería aún tenemos mucho por hacer para llevar la ciencia y tecnología a la humanidad, para mejorar la calidad de vida de las personas y ayudar a construir una mejor sociedad, estoy convencido que con los recursos y oportunidades que ofrece IEEE es más fácil intentar cumplir con esta misión.

¿Qué responsabilidad conlleva ser Coordinador de un Proyecto?

El líder o coordinador de un proyecto en IEEE es el voluntario encargado de realizar las actividades necesarias para conseguir los objetivos definidos en el proyecto. Es la persona encargada de la planificación, ejecución, monitoreo y cierre del proyecto y es responsable de la gestión del alcance, cronograma, costos, comunicaciones y recursos de este.

Si pudiera cambiar el enfoque de los proyectos tecnológicos con impacto social, ¿Cuál sería?

Pienso que los proyectos tecnológicos con impacto social deben tener un enfoque en el que los resultados e impacto permitan mejorar la calidad de vida de las personas a las que atiende el proyecto. Una ruta que considero acertada para lograr esto es la trazada por la Organización de las Naciones Unidas, a través de los Objetivos de Desarrollo Sostenible.

¿Al iniciar como miembro IEEE, pensó en llegar a ser Coordinador de Actividades Estudiantiles y de Jóvenes Profesionales de IEEE Sección Ecuador?

La verdad no, sin embargo, gracias a la confianza que los líderes de la Sección Ecuador han depositado en mí he tenido la oportunidad de colaborar en cargos como: la Coordinación del Comité de Actividades Estudiantiles y del Grupo de afinidad Jóvenes Profesionales. Pienso que los voluntarios que lideran equipos de personas y generan oportunidades para sus miembros, son parte muy importante de IEEE, y más aún si son en beneficio de los estudiantes y los jóvenes profesionales.

¿Qué responsabilidad conlleva ser parte del Comité Ejecutivo como Coordinador de fondos, premios y proyectos?

Las responsabilidades incluyen la difusión de los fondos que IEEE dispone a los miembros para la ejecución de actividades y proyectos. También incluyen la revisión de proyectos que permitan dar la aprobación de IEEE Ecuador para una posterior postulación del mismo a diferentes fuentes de financiamiento en IEEE.

A nivel de premios, la Coordinación se encarga de organizar las bases, postulaciones y llamados de los Premios que IEEE Sección Ecuador otorga a sus miembros en las categorías de investigación, trayectoria profesional y voluntariado. La coordinación también recepta de postulaciones, organiza la logística de las evaluaciones y realiza la entrega de los premios a los ganadores.

¿Cómo motivaría a los voluntarios IEEE a desarrollar proyectos y utilización de fondos?

La principal carta de motivación que tengo para motivar a nuestros voluntarios para que desarrollen proyectos utilizando los recursos que ofrece IEEE es mi experiencia. En estos años como voluntario he logrado generar una importante cantidad de actividad, programas y proyectos que tienen como objetivo ofrecer oportunidades y beneficios a nuestros miembros, o que tienen como objetivo promover la tecnología en beneficio de la humanidad. IEEE tiene una variedad de recursos a disposición de sus miembros, sin embargo, es necesario conocerlos y aprovecharlos.

¿Cuáles son los proyectos a futuro que tiene Ronny en IEEE?

A futuro continuaré como miembro y voluntario en IEEE. Intentaré aportar desde mis áreas de conocimiento y experiencia en la generación de proyectos que mejoren la calidad de vida de las personas.

Si quieres ejecutar un proyecto con impacto social y deseas obtener fondos para realizarlo y tienes dudas de como hacerlo. Puedes comunicarte con Ronny al correo electrónico: [email protected]

Edison Agreda C.

Miembro y voluntario IEEE desde el 2017, director de proyectos IPMA Level D de la Universidad Politénica de Madrid, Egresado de la Universidad Politécnica Salesiana sede Quito.

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Domótica, Smart, IoT, cual, donde, cuando y porque no

En este momento vivimos en un mundo mucho más ligado a la tecnología, cada vez existen más dispositivos conectados a internet y recopilando datos para poder optimizar y hacer más llevaderos algunos aspectos de la vida cotidiana. No hace poco tener un dispositivo que te facilite algún proceso de tu rutina diaria, era de película de ciencia ficción, pero, en la actualidad eso es una realidad para la gran mayoría.

Durante siglos la humanidad ha buscado la manera de poder controlar y gestionar gran parte de los procesos, los mismos que pueden estar relacionados desde un simple “prender y apagar una luz”, hasta poder controlar una industria completa en el desarrollo de un producto o servicio. Gracias al avance de la tecnología, se ha facilitado el proceso para adoptar sistemas o mecanismos inteligentes, para de alguna manera poder controlar, monitorear, gestionar y programar acciones dentro de un proceso.

En este artículo hablaremos principalmente de los sistemas que están vinculados a nuestro hogar. Desde el inicio de los sistemas inteligentes para hogares apareció el término domótica, el cual hace referencia a un hogar automatizado que dentro de sus funciones principales esta la comunicación entre los dispositivos, disminuir el consumo eléctrico, mejorar el confort y la seguridad del hogar.

En un inicio esto se lograba mediante sistemas o mecanismos centralizados que permiten controlar, monitorear, gestionar o programar algún elemento dentro de una vivienda. Normalmente implementar estos sistemas conlleva un alto costo debido a toda la infraestructura que se necesita instalar dentro del hogar, además en muchas ocasiones, por no decir casi siempre, las marcas se ocupan de crear sus protocolos, sistemas de comunicación y enlaces para poder dar funcionamiento entre sus equipos.

Esto quiere decir que si queríamos implementar varias marcas con diferentes modelos a veces esto podía resultar difícil o imposible, ya que no eran compatibles entre sus sistemas, esto se daba porque no existía una estandarización de estos, en consecuencia, las plataformas, infraestructura, equipos y demás aparatos eran desarrollados por la propia marca, y por dicha razón resultaba difícil que sea compatible con diferentes marcas y combinarlas entre ellas.

En este punto podrías preguntarte si se trata de un artículo sobre tecnología o un debate, aun así, es necesario partir desde este punto para poder entender los antecedentes que tenemos y por todo lo que hemos pasado para llegar a lo que ahora conocemos, un mundo completamente conectado y dependiente de la tecnología.

Podría preguntarte, ¿si consideras que el mantenerte conectado a la red de redes o internet es una necesidad básica ahora año 2021, lo podrías considerar como un servicio básico, el pagar por un plan de datos en tu smartphone que te permita tener conectividad o contratar un plan de internet a través de un ISP para tu hogar? Estoy seguro de que tu respuesta sería un rotundo, ¡sí!

Gracias a que nos mantenemos conectados y generando datos, han surgido nuevas tecnologías como big data, Cloud computing y finalmente IoT o el internet de las cosas. Estoy seguro de que más de un lector está familiarizado con estos conceptos, sin embargo, vamos a generar una línea de tiempo, para conocer cómo fueron apareciendo estas tecnologías para aquellos que no conocen su origen.

Desde que más dispositivos se conectaban a internet y a través de ellos nosotros los seres humanos compartíamos, publicábamos y generábamos datos, nació este término denominado big data, el cual hace referencia a un gran volumen de datos, que crece rápidamente y que está compuesto por diferentes tipos de datos.

Empezar a procesar todos estos datos comenzó a resultar costoso y difícil para algunas empresas pequeñas o medianas, ya que debían actualizar su infraestructura para poder dar respuesta a toda esta demanda de datos. Por esta razón y algunos otros factores, aparece lo que conocemos en la actualidad como Cloud, la nube o cómputo en la nube, que en resumen son servicios de cómputo en internet.

Por lo tanto, si necesitábamos más espacio para almacenar los datos y nos resultaba muy costoso adquirir los equipos y construir toda la infraestructura que es necesaria, podíamos tercerizar este factor y adquirir este espacio en la nube a través de alguna empresa multinacional con sus data center enormes y con mejores prestaciones.

Por esa razón es que muchas empresas están emigrando a esta tecnología, ya que resulta más rentable, rápido y seguro para gestionar sus sistemas y servicios de cómputo. Hasta aquí llegaremos con este tema de Cloud computing, ya que hablar sobre ello con llevaría solamente un artículo, así que lo dejaremos para una próxima ocasión.

En este punto de la historia es donde se genera la brecha entre los sistemas centralizados que teníamos y que eran muy costoso implementar debido a su infraestructura, ahora gracias a los servicios de cómputo que podemos contar en la nube, podríamos fácilmente tercerizar este factor para optimizar los recursos y por ende reducir significativamente la implementación e instalación de estos sistemas inteligentes en nuestro hogar.

Es obvio que, si contamos con tecnologías para poder procesar y almacenar la información en internet en tiempo ¨real¨, tendremos sistemas de comunicación igual de avanzados que nos permitan la conexión a internet con una velocidad aceptable para poder realizar estas operaciones y transacciones, ya que con una tecnología como ADSL que se utilizaba para nuestros hogares o con una tecnología para telefonía móvil como AMPS que se refiere a un sistema de telefonía móvil de primera generación (1G), no se hubiera podido lograr.

Hoy en día contamos con fibra óptica en nuestros hogares, permitiendo obtener una capacidad de canal o velocidad de trasmisión de hasta 50.000 Gbps (50 Tbps), sin embargo, comúnmente se tiene en nuestros hogares aproximadamente entre 25Mbps – 70Mbps que nos permite hacer uso de estas nuevas tecno
logías y sacarle muchas ventajas.Con toda esta información hasta el momento podemos entrar hablar sobre IoT, ahora bien, IoT no es un término actual, el término IoT nace en 1999 de la mano de Kevin Ashton, quien, para llamar la atención del público a su conferencia, él lo titula el internet de las cosas, no obstante, antes de la existencia de dicho término, en 1990 John Romkey, logró conectar una tostadora a internet mediante un protocolo (SNMP), donde podía apagar y prender la tostadora, esto sucedió en el evento INTEROP.

Las limitantes en ese entonces era la conectividad, ya que no existía lo que ahora conocemos como Wi-Fi, además que las tecnologías móviles se encontraban aún en desarrollo. Con el surgimiento de la tecnología 4G y la conexión de más dispositivos a internet, es donde se fortalece dicha tecnología, por lo que ahora no solamente tenemos conectado nuestro celular a internet, sino que tenemos refrigeradores, cepillo de dientes, reloj, etc. Sin mencionar que la cuarta revolución industrial se basa en el internet de las cosas.

Por lo tanto, el término internet de las cosas se refiere a una tendencia tecnológica en que un gran número de objetos, cosas, puedan coexistir y tener la capacidad de recoger e intercambiar datos a través de la red. De esta forma, el objetivo del IoT es extender la conectividad con el internet a partir de dispositivos estándar, como computadoras, celulares y tables, para equipamientos que ya existían, pero que aún no tenían conectividad, como su tomacorriente, interruptor, foco, refrigerador o su automóvil.

Más allá de los objetos de nuestro uso cotidiano, el IoT prevé grandes avances en la parte de control y monitoreo, ya que pequeños sensores y actuadores pueden ahora estar conectados a la red, obteniendo e intercambiando informaciones de manera independiente, ya que tales objetos no necesariamente deben ser operados directamente por seres humanos.

Para hacer posible la comercialización, estos objetos que ahora cuentan con conectividad a la red, deben tener un bajo costo. Al estar conectados y trabajando en conjunto estos dispositivos se vuelven habitualmente inteligentes, mejorando diversos aspectos en nuestras vidas.

Definitivamente, estoy seguro de que tenemos clara la idea, pues IoT es la nueva tecnología que puede ser aplicada a la Domótica, ya que nos permite implementar estos sistemas con un bajo costo, de todos modos, vamos a realizar un análisis mediante un ejemplo, ya que como podrás imaginar para que toda esta magia funcione es necesario contar con una conexión a internet.

Analizaremos un ejemplo básico y que muchos tenemos al alcance de nuestras manos, un simple interruptor, en este punto te podrías preguntar si sería una mejor opción implementar un sistema centralizado o hacer uso de la tecnología IoT.

En el caso que implementáramos un sistema centralizado, es necesario tener un dispositivo central que nos permita controlar el apagado y encendido del foco mediante el interruptor, además que sería inevitable cablear el dispositivo final hasta el dispositivo central o realizar una conexión inalámbrica mediante el diseño adecuado de una arquitectura y estructura de red idónea para dar cobertura a los dispositivos, por otra parte, el control no dependería de internet, y solo sería necesario tener una conexión a internet de nuestro dispositivo central, en el caso que sea necesario controlarlo remotamente, es decir, fuera de nuestra red.

Es clara que la desventaja de implementar este sistema es el costo que conllevaría, además que estoy seguro de que no fuera una buena idea colocar toda una infraestructura para un simple interruptor, podríamos pensar en implementar esta idea en un evento, en el cual estamos descansando y existe una pérdida de gas, por lo que hay monóxido de carbono en el ambiente, inmediatamente un detector de monóxido de carbono lo detectaría y enviaría una señal a la central.

La central evaluaría la cantidad que existe en el ambiente y mandaría a cortar el gas mediante una electroválvula del suministro de gas, otro ejemplo en el cual se podría aprovechar de una mejor manera, es en coordinar el riego por aspersión y vincularlo con el estado meteorológico de tu ciudad, de esta manera, si el sistema meteorológico nos dice que va a llover en los próximos tres días, el riego directamente no actúa por esos tres días y luego a medida que va subiendo la temperatura o el estado meteorológico cambia, el riego continuaría nuevamente, además que se podría colocar avisos para enviarte por correo o alguna plataforma de mensajería de texto electrónico.

Ahora bien, en el otro lado de la moneda, utilizando tecnología IoT, podríamos adquirir solamente el interruptor, el cual ya cuanta con conectividad a internet mediante su tarjeta electrónica, solamente sería necesario cambiar el interruptor y suscribir el dispositivo a una plataforma IoT, la cual nos permitirá controlar el dispositivo, por supuesto es imprescindible la conectividad a internet para que funcione.

Sin embargo, ya que al ser tan sencillos de gestionar y programar podría darnos la impresión de que carece de un sistema adecuado para gestionar y controlar la seguridad, entonces podríamos comenzar a preguntarnos, ¿qué tan seguro pueden ser estos sistemas Smart plug (plug and play), que tan vulnerables pueden ser frente a un ataque cibernético?

En el siguiente link se encuentra una referencia en la cual realizan algunas pruebas de vulnerabilidad a estos dispositivos IoT, específicamente a los que están vinculados con la plataforma Tuya Smart, que en la actualidad se han vuelto muy llamativos por su aplicación, de ese documento podemos apreciar una tabla que muestra los diferentes ataques que fueron hechos a los dispositivos y que tan efectivo fue el ataque, es decir, cuál fue el grado o porcentaje de control que se tuvo sobre el dispositivo.

Cabe recalcar que todo lo que está conectado a internet, es hackeable, no importa lo seguro que sea, no importa si lo desarrolló la CIA, no importa si lo desarrolló el experto más grande del mundo, no importa si lo desarrolló el señor Mark Zuckerberg, no importa si desarrollan los expertos que contrato el señor Bezos para competir con Elon Musk.

Por lo tanto, todo lo que esté conectado a internet o a la red es hackeable y esto porque fue desarrollado por el ser humano y el ser humano de por sí introduce vulnerabilidades o errores en el código de los programas que desarrollan, no porque seamos malos, ni porque seamos inexpertos ni nos falte capacidad, simplemente es algo que ocurre y es algo con lo que tenemos que vivir el resto de nuestras vidas.

A este punto podríamos pensar que esto solo puede ocurrir en empresas grandes que tiene sistemas complejos, pero sin embargo nuestro celular o computadora y ahora nuestros dispositivos IoT, también pueden ser un foco de ataque, no importa si sea Android o iOS, pero y si mi computadora tiene Linux igual es vulnerable, pero tengo Mac no importa igual lo van a atacar, por esa razón es necesario poner un buen antivirus y tener instaladas las actualizaciones o parches que liberan las marcas para nuestros dispositivos.

Por otro lado, todos estos antecedentes nos llevan a dos puntos, el primero, como estamos gestionando y gobernando la tecnología de la información, ya que al implementar estos sistemas debemos tener muy claro las buenas prácticas que se deben manejar para evitar problemas o fallos en nuestros sistemas.

Segundo, como están siendo administrados y configurados estos dispositivos, existe algún experto que se encuentre asesorando y vigilando como se configuran y administran estos dispositivos, por más plug and play que sean los dispositivos o fáciles que se vean de implementar, debemos recordar que dichos dispositivos están conectados a internet y necesitan ser administrados por un experto en la materia, para evitar problemas y que los dispositivos funcionen correctamente.

Por ello, es importante generar una cultura y concientizar a las personas sobre el manejo y gestión de su información compartida en sus dispositivos que se encuentran conectados a internet, por ende, dicha información es visible de manera difícil o sencilla para el resto del mundo.

Para ir cerrando con este pequeño artículo, es importante analizar la aplicación y la situación en la cual van a funcionar estos sistemas, ver hasta que grado de control y automatización queremos llevar nuestros hogares, por supuesto si tenemos los recursos y el tiempo, no dudaría en contratar un sistema centralizado para poder convertir mi hogar al 100%, para tener un control dentro de mi propia red y eventualmente conectar a internet para el control remoto desde la central y no tener las limitantes como muchas veces tiene las plataformas IoT, ya que todas estas tecnologías o sistemas conllevan un desarrollo por detrás y lo que generalmente hacemos es consumir esos skillis que lanzan los dueños o desarrolladores de las plataformas.

Por otra parte, si cuentas con habilidades para el desarrollo de código y conoces la administración y configuración correcta de los dispositivos podrías optar por un sistema con tecnología IoT, cuidando por supuesto que siempre tengas conectividad a internet para poder controlarlos y gestionarlos, ya que como ahora sabes estos dispositivos se encuentran suscritos en alguna plataforma de la nube, recuerda que el momento que te conectas a internet o conectas cualquier cosa a internet se vuelve vulnerable.

Referencias

[1] https://silsconsultores.com/wp-content/uploads/2020/06/los-supersonicos.jpg
[2] https://www.researchgate.net/profile/Francisco-Alcantud-Marin/publication/233863755/figure/fig9/AS:669477578473480@1536627301759/Diagrama-de-funciones-controladas-por-el-sistema-domotico.ppm
[3] https://cdn2.hubspot.net/hubfs/5300505/Imported_Blog_Media/toaster_simon2-1.jpg
[4] https://informesinternet.com/wp-content/uploads/2019/07/iot-830×547.png
[5] https://i2.wp.com/www.ventageneradores.net/blog/wp-content/uploads/2017/09/interruptores-g1.png
[6] Ethical Hacking of a Smart Plug (diva-portal.org)
[7] https://wildentrepreneur.org/wp-content/uploads/2019/04/cloud2.jpg
[8] https://www.juanbarrios.com/wp-content/uploads/2017/06/Tabla-5G-2.jpg

Rubén Sosa Castillo

Estudiante de Ingeniería en Telecomunicaciones, operador en sistemas de refuerzo sonoro, apasionado por la tecnología y todos sus campos de aplicación

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Miembro destacado, entrevista a Henry Suárez-Avilés

Henry Manuel de apellido paterno Suarez Aviles y materno Plaza, es un joven Ingeniero Eléctrico guayaquileño de veintiocho años, graduado de la Escuela Politécnica del Litoral (ESPOL), ha sido parte del Comité de Actividades Estudiantiles y actualmente es Secretario de Sección Ecuador, menciona que no solo es parte de la ESPOL sino de varias universidades ya que gracias a IEEE durante su formación académica pudo compartir e intercambiar conocimientos con varias universidades y por medio de los demás voluntarios compartir experiencias y aprendizajes que han ayudado a su formación en cuestión de realización de proyectos, presentación de trabajos y como ingeniero ya graduado de igual manera ya que la ingeniería hoy en día al igual que todas las tecnologías está en constante desarrollo entonces ese espíritu de educación continua siempre lo tiene presente y es lo que aprendió durante sus años de estudiante, también es amante de las artes, danza, literatura y poesía.

¿Cómo fueron sus inicios en IEEE?
Los inicios dentro de mi trayectoria en IEEE que fue entrando como voluntario sin membresía al equipo de organización de la Reunión Regional de Ramas de Ecuador que fue hace pocos años atrás, en realidad solo fue por invitación de un amigo que me dijo en ese momento necesitaban gente para un evento internacional y Juan Arias que estuvo de presidente de RAS, me comentó que él ya ha ido entonces son muy buenas las experiencias y te va ayudar, él me jalo por así decirlo y comencé a conocer sobre todo lo que hay de complejo durante la realización del evento y la verdad que veía demasiado lejano y no era una meta tengo que llegar a allá, sino más bien si se da la oportunidad excelente, si no pues ayudar en lo que pueda por qué lo consideraba demasiada responsabilidad estar en un puesto de Sección, pero viendo y haciendo un contraste de mi personalidad en la actualidad con la que tenía en esos años ha sido un cambio muy drástico ahora ya como un liderazgo poco más desarrollado ya no le tengo miedo a los retos y no los evito que eso era lo que antes hacía, si no ahora los tomo, los abordo y llegado el caso gobierno sobre el reto lo desarrolló y se llega al objetivo.

¿Cómo podría motivar a los miembros IEEE para que se animen a llevar su carrera a otro nivel y sean voluntarios en el Comité Ejecutivo de Sección Ecuador?

Creo que la motivación más grande para que un miembro o voluntario anhele alcanzar un puesto dentro del Comité Ejecutivo, es preguntarse a sí mismos:¿te acuerdas de ese proyecto que lo que realizar? pero en la rama no encontraste los recursos necesarios, las personas o el tiempo, dentro de Sección lo puedes llegar a ejecutar porque tienes a todos los voluntarios y miembros para que te ayuden tienes un mayor número de voluntarios, mayor número de recursos, una cantidad de experiencia acumulada dentro del Comité que te puede servir y a tu proyecto para llegar a una meta muy superior de lo que había soñado. Eso es prácticamente una gran motivación: el proyecto, la pequeña idea que tenías para desarrollar, algún tipo de hito tecnológico, algún desarrollo de un instrumento, algo que te este apasionando y todos los días te acuestes pensando en ese proyecto o cada vez que veas esa necesidad en alguna comunidad cercana y pienses en tu mente: “si pudiera hacer esto seguro les ayudaría” o cuando veas las noticias que algo está sucediendo con algún sector vulnerable del país, si tan solo hiciera realidad ese proyecto se consiguiera ese financiamiento o si alcanzáramos el número de personas para poder sacar adelante una actividad y si lo podemos hacer ayudaríamos bastante y sería un gran impacto, eso lo puedes hacer participando dentro del Comité de Sección.

No es que desde una rama no se lo puede hacer, solo que tal vez en un año que tengas dentro de la Rama dirigiendo tu Capítulo o siendo directivo de la Rama no te alcanza el tiempo, pero dentro del Comité son dos años y ya tienes más tiempo, puedes enviar las solicitudes para que te respondan, hasta eso gestionar avances hasta que lleguen los recursos, comenzar a trabajar y que veas cristalizado y que tú llevas de la mano todo el desarrollo del proyecto.

¿Cómo ha sido su experiencia en el Comité de la Sección durante la época de la pandemia?

El crecimiento de sección en el periodo que he estado como secretario que se sobre mi segundo año y por eso es el comité pandémico, el año pasado desde el inicio de la pandemia, sección Ecuador realizó el primer Andescon virtual el cual en el desarrollo encontramos muchísimos retos nuevos, temas que no habíamos contemplado debido a que nos enfrentamos a una modalidad completamente diferente, retos de los cuales fuimos aprendiendo en el trayecto y de igual manera los capítulos y ramas fueron aprendiendo, no se quedan estancadas si vemos el crecimiento histórico en cuanto al número de miembros puede que se note una variación frente a los años anteriores pero hay que entender que con la crisis es un poco más difícil pero lo interesante está en que los voluntades como tal no han decaído y se han seguido aumentando así que considero que hemos tenido un buen crecimiento a pesar de la situación mundial en la que nos encontramos.

Una frase que defina el voluntariado que Ud. realiza.

El tema del voluntariado en lo personal es algo muy bueno porque en determinado momento pude asistir a eventos, pude tener información de última tecnología, de primera mano de los ponentes de los que sabían del tema, de los que estaban trayendo la tecnología al país, de ellos se podía aprender, saber qué es lo que llegaba en cuanto a tecnología. Cuando la IoT industrial recién comenzaba a ser tema en los pasillos y los parques industriales, no se tenía nada de conocimiento, sin embargo en las charlas IEEE ya se lo mencionaba. Saber en qué clase poner más atención, tener ese pequeño dato del futuro, a lo que vamos a llegar. Gracias al voluntariado de otros estudiantes estaba cambiando mi mundo, ya estaba cambiando mi futuro, tenía una visión diferente y puedo decir que: El voluntariado es la oportunidad para cambiar el mundo.

Si deseas obtener más información de proyectos en los que ha participado o contarle de un proyecto que necesitas asesoría puedes comunicarte al correo: [email protected] , Henry estará gustoso de ayudarte

Edison Agreda C.

Miembro y voluntario IEEE desde el 2017, director de proyectos IPMA Level D de la Universidad Politénica de Madrid, Egresado de la Universidad Politécnica Salesiana sede Quito.

1. Identifica un problema para resolver o una necesidad insatisfecha.

2. Crea un equipo ganador

3. Piensa en una solución simple pero efectiva

4. Diseña un modelo de negocios.

5. Desarrolla un producto mínimo viable y valídalo

6. Busca financiación

7. Consolida tu empresa

8. Humildad, disciplina, trabajo duro y paciencia

Ing. Pedro Pineda

Electrónica y ADN, ¿cómo están relacionados?

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El ADN como conductor

Conlusión

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¿Relación de los sistemas ciber físicos y la industria 4.0?

Entonces surge una duda, es lo mismo automatizar un proceso mediante sistemas ciber físicos que automatizar un proceso solo con PLC’s?

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Edison Agreda C.

¿Qué significa IEEE en su vida?

¿En algún momento pensó en dejar de ser voluntario IEEE?

¿Qué responsabilidad conlleva ser Coordinador de un Proyecto?

Si pudiera cambiar el enfoque de los proyectos tecnológicos con impacto social, ¿Cuál sería?

¿Al iniciar como miembro IEEE, pensó en llegar a ser Coordinador de Actividades Estudiantiles y de Jóvenes Profesionales de IEEE Sección Ecuador?

¿Qué responsabilidad conlleva ser parte del Comité Ejecutivo como Coordinador de fondos, premios y proyectos?

¿Cómo motivaría a los voluntarios IEEE a desarrollar proyectos y utilización de fondos?

¿Cuáles son los proyectos a futuro que tiene Ronny en IEEE?

Edison Agreda C.

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