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La revolución socioeconómica de la Internet de las Cosas encuentra por fin su esencial fuente de energía inagotable: ¡Magia!

La revolución socioeconómica de la Internet de las Cosas encuentra por fin su esencial fuente de energía inagotable: ¡Magia!
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La Internet de las Cosas no es el futuro que viene, sino que es el futuro que ya tenemos encima con el advenimiento (por fin) de la tecnología del 5G. Paranoias sin ningún fundamento científico aparte, gracias al 5G las comunicaciones serán más ubicuas y, sobre todo, abaratarán sus costes de acceso y de transporte de datos móviles, lo que hará que nuevos modelos de negocio y una nueva socioeconomía surja (una vez más) al calor de la tecnología.

Pero hasta el momento, lo cierto es que la Internet de las Cosas chocaba con una gran gran limitación, sobre todo para sensores remotos o incluso despliegues masivos de ciudades sensorizadas. Esa limitación tenía que ver con su alimentación energética, y ahora la ciencia ha encontrado por fin una solución que supone una fuente de energía ilimitada para estos “objetos” inteligentes. ¿Es magia? Podría parecerlo, pero tan sólo es ciencia de la buena.

Desde los sensores y los actuadores a la IoT, pasando por esa Inteligencia Artificial que a la vez se nutre y ordena a través de ambos

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Hagamos una breve introducción a lo que es hoy en día el concepto de la Internet de las Cosas, por deferencia a los lectores no versados en el tema (recuerden que, al fin y al cabo, esto es un medio salmón). Sicilia, 1973… Ay, digo, que eso era en “Las chicas de oro”… Quiero decir, Silicon Valley 1990… Los distópticos pero a la vez visionarios ciber-punks veían un futuro hiper-tecnificado, con inteligencia artificial, robots, sensores, y seres biónicos por doquier. La vertiente más socioeconómica de toda aquella distopía ante la que nos advertían ya la hemos visto hecha realidad hoy en día. Respecto a la parte más tecnológica, si bien el ritmo de tecnificación de nuestras socioeconomías es literalmente “pasmoso”, hasta el punto de que empieza a ser más rápido de lo que nuestras mentes y sistemas son capaces de asimilar, lo cierto es que todavía dista mucho de aquel futuro que nos dibujasen en los 90, si bien está sentando sus bases y algo más ya a día de hoy.

Esas “visiones” ciber-punk basculaban entre distópicas miradas hacia tecnologías que ellos imaginaban, y que allá por 1990 ni siquiera eran mínimamente imaginables para el común de los mortales. Pero como buena muestra de la naturaleza exponencial del progreso tecnológico, aquí tenemos hoy smartphones que hacen de todo en nuestras manos, realidades aumentadas que nos hacen percibir y enriquecer el mundo que nos rodea, o realidades virtuales con un nivel de realismo que harán que dentro de poco se pueda materializar toda una nueva generación de afecciones mentales de, por ejemplo, personas que no quieran vivir la realidad que les ha tocado vivir, y prefieran refugiarse en las nubes de azúcar de una placentera realidad virtual construida a su medida. Pero la realidad virtual masiva (o un “The Matrix” si prefieren llamarlo así) todavía dista mucho de ser una realidad en el corto y medio plazo, y lo cierto es que aquí tenemos (afortunadamente) mundo físico para rato (y para disfrutar). Y es de ahí de donde nace lo vital de otra tecnología basada en la sensorización y el despliegue de actuadores masivos en nuestro mundo real circundante.

Un sensor es un dispositivo que reporta determinados parámetros físicos medibles del mundo físico que nos rodea, o de nuestros propios cuerpos. Un sensor es lo que va dentro de un monitor cardio que le mide las pulsaciones, es lo que enciende automáticamente las farolas cuando la luz del sol desaparece, o es un simple pluviómetro que mide la cantidad de precipitaciones que deja la lluvia. También se pueden sensorizar muchas otras cosas de nuestro mundo, como la temperatura de una habitación, la densidad de viajeros en una infraestructura de transporte, o las personas con datos y apellidos que hay en una zona urbana. Como ven con el último ejemplo, la sensorización masiva de nuestras vidas y de nuestro mundo puede llegar a ser muy intrusiva, al menos según cómo y hasta dónde se haga efectiva. De hecho, hablando de sensores, usted mismo lleva en su bolsillo el tipo de sensor multi-propósito más masivo y que más información reporta constantemente acerca de usted a multitud de ávidos consumidores de dicha información, tanto personal como anonimizada: son los smartphones. Un dispositivo que haría (o tal vez hace) las delicias del Gran Hermano del orwelliano 1984.

Y tras las redes de sensores primitivas, llegaron las primeras versiones de lo que ya era en cierta manera una Internet de las Cosas 1.0

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Efectivamente, buena parte de las posibilidades que ha abierto la tecnología para la tecnificación masiva y definitiva de nuestro mundo vienen como consecuencia de esos smartphones que todos llevamos permanentemente en nuestros bolsillos. Uno solo de estos smartphones tiene multitud de diferentes sensores que le están midiendo a usted su actividad y su vida desde múltiples perspectivas, hasta un punto que no es usted capaz de imaginar y que, el día que sea consciente de ello al 100% no sólo le sorprenderá: le acabará inquietando y, a los más reservados, les puede producir incluso cierto desasosiego. Pero un sensor (o un smartphone aislado) poco puede hacer en la sociedad tecnológica por sí solo. De hecho, décadas atrás, las redes de sensores desplegadas en casos que justificaban el coste de esta sensorización primitiva, como son la monitorización de las cuencas hidrográficas para regular y prever caudales u otros casos de uso, requerían de llevar alimentación eléctrica hasta sitios remotos, o de un mantenimiento de baterías o paneles solares muy muy costosos en aquel momento tanto en personal de mantenimiento como en materiales.

Y eso por no hablar de qué se podía hacer con un dato aislado de las precipitaciones en forma de nieve caídas en el mes de febrero en las cumbres. Ese dato donde es recogido no sirve tan apenas de nada, igual que no sirve de tanto que su smartphone sepa dónde está usted y no lo sepa nadie más. Ahí es donde entra la conectividad tan clave para la Internet de las Cosas. En el pasado esta conectividad era bien por enlaces de datos carísimos inicialmente (con micro-ondas u otros enlaces punto a punto, o móviles y algo más baratas posteriormente), o por carísimos segmentos vía satélite en el caso de zonas remotas (algunos de estos casos de uso siguen siendo satelitales hoy en día). Y así los datos de los sensores iban hasta un servidor remoto, donde eran hidratados, almacenados, analizados, y, o bien alimentaban cuadros de mandos para que humanos tomasen sus decisiones, o bien más recientemente alimentan modelos predictivos y reactivos, con Inteligencia Artificial que toma acciones en base a esos datos monitorizados y transmitidos.

No obstante, ustedes pueden pensar que en la actualidad ya disponemos de conectividad ubicua, una vez que han asumido como natural la omnipresencia de los smartphones, pero esa conectividad actual sólo es viable en determinados casos de uso, quedando en muchos otros fuera por motivos de cobertura y/o coste. Así, el acceso a las autopistas de la información que viene proveyendo el actual 4G es limitado y caro para la mayoría de los dispositivos “inteligentes” y sensores, y especialmente para los de despliegue masivo. Además, el stack tecnológico que supone poder transmitir datos por 4G es bastante más complejo de lo que debería, y ello no sólo implica un coste relevante para un simple sensor de entre un parque que puede ser de millones sensores, sino que supone menos miniaturización y, sobre todo, un consumo energético relevante, al menos para un pequeño dispositivo remoto que tiene una batería limitada y de los cuales hay millones que mantener. El tema de la conectividad quedará solucionado con el 5G a un coste y con una complejidad tecnológica mucho menores, o incluso puede que acaben fraguando en el mercado otras iniciativas libres y descentralizadas de redes de internet de las cosas. Un ejemplo es ese Helium que ya da cobertura en bastantes lugares del mundo a un precio ínfimo, y que pondría en jaque a las todopoderosas operadoras de telecomunicaciones móviles y sus redes privadas, con un potencial negocio del IoT sobre 5G que les está haciendo frotarse las manos.

Pero a pesar del 5G y su reducción de los consumos energéticos, el tema de la energía de los dispositivos inteligentes y las redes de sensores masivas sigue siendo un tema por resolver a día de hoy. El reto de mantener alimentadas redes de sensores de millones de dispositivos sigue siendo mayúsculo. No es para nada un tema baladí; de hecho, es una de las principales dificultades para la transformación digital masiva de nuestro mundo, y de la cual las ciudades (y territorios) inteligentes son el caso con más transcendencia e impacto para mejorar la calidad de vida de los ciudadanos. Para que se hagan idea del reto que puede llegar a suponer disponer de unos simples voltios de energía continua para alimentar una diminuta placa electrónica, piensen en lo que aquello suponía ya en los 90 allende las montañas, con cuatro sensores para medir y enviar la precipitación de nieve en las cumbres de una cuenca hidrográfica y así regular las presas. Y ahora extrapolen eso mismo a lo que algo análogo puede llegar a suponer en la actualidad, con los millones y millones de sensores que admite nuestro mundo actual combinado con nuestras nuevas capacidades tecnológicas.

Y ya no son los sensores admisibles a día de hoy para los múltiples casos de uso presentes, es que si este problema fuese resuelto los casos de uso se multiplicarían aún más, así como las posibilidades tecnológicas y socioeconómicas de nuestras sociedades, con todo el alcance masivo que ello implica sobre nuestras vidas tal y como las conocemos. Porque ya no es sólo tener energía para medir y transmitir los datos, es tener esos 5V (o menos) permanentemente disponibles para hacerlo de forma continua o por “polling” a intervalos, lo cual acaba implicando inevitablemente un mantenimiento y un reemplazo de baterías muy costoso allí donde la energía solar no vale o no aporta el suficiente retorno de inversión.

Desde las smart-cards, pasando por el NFC, hemos llegado a una fuente de energía literalmente inagotable

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Vemos pues cómo la energía barata, miniaturizada y disponible durante muchísimo tiempo es un necesario catalizador imprescindible para el advenimiento final de la Internet de las Cosas en su pleno potencial. ¿Y qué hay si les dijese que ahora la ciencia ha logrado dar con una fuente de energía, no ya de largo plazo, sino literalmente ilimitada y barata para que todos esos dispositivos “inteligentes” puedan funcionar de forma autónoma, sin preocuparse ni por micro-placas solares, ni por baterías, ni por su coste ni mantenimiento? Pues es cierto y verdadero, por muy increíble que le pueda parecer a un neófito. El hombre efectivamente ha descubierto por fin una fuente de (micro)energía infinita. De verdad y sin trampa ni cartón. Es simple y pura ciencia.

En realidad los dispositivos sin batería y que pueden transmitir datos no son nuevos del todo. Ya a finales de los 90 llegaron a nuestros mercados aquellas primigenias smart-cards, que en forma de tarjeta para fichar en la empresa, o para pasar un torno de acceso de seguridad, llevaban una pequeña espira interior que hacía las veces de batería. No era magia realmente, y es que al ser acercada al dispositivo lector, éste emitía una radiación que por inducción electromagnética provocaba una corriente muy débil en la espira que llevaba la tarjeta, pero que era suficiente para que un chip mínimo transmitiese por radio los datos identificativos del portador. Así el torno o la máquina de fichar leía esos datos enviados por la tarjeta, y permitía el paso o registraba la hora de entrada del trabajador.

Si bien hoy en día esta tecnología sigue siendo de uso muy habitual, en los últimos años ya ha sido sustituida para muchos usos por otra alternativa no excesivamente diferente. Como podrán imaginar, les estoy hablando de la tecnología NFC. Esta tecnología permite de forma análoga a las antiguas smart-cards que un dispositivo con o sin batería pueda transmitir datos, y es la que le permite a usted pagar con su tarjeta de crédito (sin batería) con tan sólo acercarla al TPV de la tienda donde acaba de comprar. Pero de nuevo la limitación sigue siendo la proximidad al lector y a su campo de actuación, dependiendo pues del mismo y haciéndolo inservible para casos de uso de despliegue masivo de sensores como es el típico de la Internet de las Cosas. Efectivamente, no tiene sentido pensar en esta fuente de energía inalámbrica u otras para redes de sensores y elementos “inteligentes” que estén más lejos de unos pocos centímetros, y menos a kilómetros de distancia. La solución para la Internet de las Cosas debía ser otra tecnología totalmente distinta.

Y la solución mágica de la energía ilimitada está en… ¡El polivalente y asombroso grafeno!

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Sí, esa fuente “mágica” de energía inagotable (al menos para las escalas micro-electrónicas) está en ese material tan de moda, para el que cada día que pasa se encuentran nuevos usos inimaginables, y que es el grafeno. Sin entrar en mucho nivel de detalle de escala sub-atómica, resumiremos a modo meramente introductorio que el grafeno no es realmente ningún nuevo elemento de la tabla periódica de elementos que se haya descubierto, y que haya traído nuevas propiedades físico-químicas hasta ahora fuera del alcance de la humanidad. Realmente el grafeno es un nuevo material, sí, que no un nuevo elemento físico-químico. El grafeno es una delgada lámina de un viejo conocido de la tabla periódica: el carbono. De hecho, la lámina de grafeno es tan delgada tan delgada, que en realidad sólo está compuesta por una única capa de átomos de carbono, pero ello le confiere unas propiedades materiales casi milagrosas

Aparte de la dificultad de producción (que en parte ha sido ya superada, al menos en cierta escala), están las increíbles propiedades físico-químicas que posee este simple pero trasgresor nuevo material. Entre esas propiedades está el ser un material muy estable y muy dúctil, pero a la vez extremadamente resistente (es entre 100 y 200 veces más fuerte que el propio acero). Además es totalmente impermeable, es muy elástico, y es transparente. Y no sólo eso, además su conductividad es extrema, hasta el punto de que permite grandes aplicaciones en transmisión de información a altas velocidades o de superconductividad, al ser el mayor conductor de energía conocido. Y a todo lo anterior hay que añadir además que es un material que podemos catalogar como “inteligente”, pues es capaz de autorepararse y volver a su forma original por ejemplo tras un arañazo. Increíble todo lo que se puede hacer con una simple capa de átomos de carbono, ¿No? Pues aún hay más.

Las aplicaciones del grafeno son cada día más numerosas y a cada cual más sorprendente, pero la realidad es que ya no es sólo lo que ha traído por sí mismo, sino que además ha sido el primer material de una larga serie de nuevos materiales, y el grafeno mayormente ha abierto la puerta a otros tantos materiales “primos-hermanos” con todavía más propiedades increíbles, como por ejemplo el borofeno. Pero volviendo al tema central que nos ocupa, recientemente se ha descubierto otra nueva aplicación del grafeno, de esas que cada una nueva es todavía más sorprendente que la anterior. Como les decíamos antes, el grafeno ahora no sólo puede ser un hiper-conductor de energía, sino que puede incluso actuar como una fuente de esa propia energía, y además hacerlo de manera inagotable. Pero… ¿Es esto magia? No, no es magia, es preciada ciencia.

No es magia, ni es la ruptura de la ciencia, es ciencia que progresa y se reinventa (como no podía ser de otra forma)

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Así, como habrán leído en el enlace anterior, esa supuesta magia se trata simplemente de conseguir atrapar de forma eficiente la energía que produce el movimiento térmico del grafeno, y transformarla en una corriente eléctrica, algo que ya consiguieran científicos de la Universidad de Arkansas. Como tantas otras veces a lo largo de la Historia de la Ciencia, este nuevo descubrimiento sólo ha llegado para dejar obsoletas teorías e ideas anteriores, como en este caso la afirmación del famoso científico Richard Feynman, que hasta ahora se asumía como cierta y de la que se desprendía que el llamado movimiento browniano (el movimiento térmico de los átomos) no podía funcionar como fuente de energía recolectable. Afortunadamente, y para no generar todavía más controversia y convulsión en el mundo científico y académico, el equipo responsable de este disruptivo avance además ha dado con una explicación de por qué este descubrimiento al menos no trasgrediría la segunda ley de la termodinámica, lo cual ya sería “mucha tela que cortar” incluso para el habitualmente disruptivo mundo científico. Pero al fin y al cabo, el grafeno y los científicos de Arkansas han llegado para demostrar que aquí la ciencia había errado una vez más, y que con dos simples diodos (el componente electrónico más sencillo) se puede convertir la corriente alterna que produce el movimiento térmico del grafeno en corriente continua, como la que se requiere para poder alimentar los circuitos electrónicos.

Por muy débil que esta corriente eléctrica continua de origen atómico pueda ser, aquí de lo que se trata es de que sea simplemente suficiente para poder transmitir rápidamente unos pocos bytes, que suele ser lo que tienen que transmitir una buena parte de los sensores de la Internet de las Cosas. Las tecnologías precedentes análogas tampoco consiguen una capacidad de transmisión mucho más allá de unos pocos baudios. La IoT (“Internet of Things” o Internet de las Cosas) realmente no necesita en la mayoría de los casos tanto voltaje ni intensidad eléctrica, y con unos mínimos consumos puede llegar a transmitir esos pocos datos, pero que luego son tan significativos para una ciudad inteligente o para cualquier otro uso disruptivo. ¡Y los humanos que sólo sabíamos hasta el momento extraer energía de los átomos con la fisión nuclear! Pues ahora esa energía puede ser extraída de una simple capa de carbono de espesor de un único átomo y de manera ilimitada. La ciencia y el progreso son maravillosos. Vemos pues de nuevo cómo nuestro progreso científico está siempre basado en asumir como ciertas teorías que nos permiten avanzar momentáneamente, para luego demostrarse falsas y abrir la puerta a nuevos avances y teorías. ¡Teorías científicas para que os quiero!, pues sino para mantenernos en pie hasta que encontremos nuevas teorías.

Así, ya tenemos aquí una fuente de energía ilimitada para catalizar el despliegue masivo de esa Internet de las Cosas, que viene para hacer nuestras vidas y nuestro entorno mucho más artificial y sintéticamente inteligente. Pero uno cree que realmente hablar exclusivamente de la Internet de las Cosas es ya un concepto obsoleto casi antes de haber nacido. No podemos hablar ya únicamente de la Internet de las Cosas, eso es una visión parcial de una Internet que en realidad es conjunta; así deberíamos hablar de ello de forma inseparable de lo que sería la Internet de las Personas. Porque en un mundo actual que ya empieza a estar poblado a partes iguales por seres humanos, por seres sintéticos y por objetos inteligentes, ¿Qué diferencia efectiva puede pensar un “The Matrix” cualquiera que hay entre ese objeto inteligente o esa persona que le envía sus datos? Empezamos a vivir en un mundo en el que objetos y personas somos polifacéticos y multiuso, dependiendo de para qué se nos use a nosotros o a los datos que suministramos. Y es que esas fronteras entre objetos y personas ya se van difuminando rápidamente en nuestro mundo actual, pero no son nada comparado con lo que veremos cuando ya llegue la hibridación entre ambos mundos que supondrán los seres biónicos.

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Con la tecnología biónica humanos y circuitos electrónicos alumbrarán nuevas formas de vida intermedias, y por las cuales se llegará en algún momento a poder ampliar al memoria de un ser humano o su capacidad de visión nocturna con un simple implante de un circuito electrónico. Ay, admirado Asimov, acude a nuestro rescate con tu ética bio-sintética y tu “Fundación”, porque cada día que pasa humanos y sintéticos somos más indistinguibles, y en el tema de hoy lo somos ya como fuente de datos. Prefiero pensar que seguirá habiendo una Internet de las Personas, pero seguro que ya hay algunos pensando en que para qué personas, que les basta con una Internet de las Cosas, que dan muchos menos problemas, y que además ahora ni siquiera tendrán limitaciones de energía. Al final, las fuentes de datos inanimadas serán más ubicuas, más baratas, y más accesibles que las fuentes de datos humanas, ni para eso quedaremos los humanos en la lógica programática de “The Matrix”. El día que este tipo de energía ilimitada (o una similar) permita alcanzar una escala más amplia que alimentar un simple sensor, algún algoritmo puede que incluso llegue a la conclusión sintética de que los humanos ya no le aportamos nada a “The Matrix”: tal vez entonces ya no quedemos ni para producir energía con nuestros (hasta ahora) eficientes procesos energéticos biológicos… Nunca pensé que esa distópica película podría llegar a quedarse obsoleta tan pronto…

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