Industria 4.0: el tren no espera

Ya en los años 50 se hacía soñar a la sociedad con la llegada en un par de décadas, de robots inteligentes que lo harían todo por nosotros, y ese mismo plazo, 20 años, se mantuvo durante las décadas siguientes. Se especuló con el fin del trabajo y la ciencia ficción nos proporcionó escenarios de futuro (casi siempre con consecuencias aterradoras) con los que hacer volar nuestra imaginación. Al parecer, en la actualidad, existe consenso sobre el hecho de que ahora sí viviremos la implantación de la inteligencia artificial a todos los niveles en apenas un puñado de lustros. Países como EE UU y China han lanzado programas estatales de impulso a la inteligencia artificial en una pugna por liderar el sector, posición, hasta el momento, detentada por EE UU.

¿Por qué ahora? Dos hechos, la digitalización y la globalización, marcaron en su momento el nuevo rumbo del mundo, y todos nos hemos ido adaptando a las nuevas reglas del juego. Las últimas décadas de digitalización han mejorado las economías de escala y la internacionalización de las empresas. Las compañías de todos los sectores han incorporado diversos grados de digitalización y entre tanto, los ciudadanos hemos aprendido a utilizar hojas de cálculo, a comprimir archivos, a hacernos una página web, a retocar imágenes, a tener reuniones por videoconferencia y a manejarnos con servidores y configuraciones cuando el término “nativos digitales” no estaba aún acuñado. La siguiente ola de digitalización llegó con la aparición de las grandes empresas tecnológicas, que ha dado lugar a nuevos mercados, a nuevos modelos de negocio y a nuevos enfoques económicos que tienen que ver con renovados valores sociales, como la economía colaborativa o el capitalismo consciente.

Llegados a este punto, la digitalización empuja, aún más. Ahora toca llevar la revolución digital a la fabricación. La industria española está obligada a afrontar un proceso de transformación digital imprescindible para sumarse a esta cuarta revolución que conecta máquinas, productos e infraestructuras, compartiendo datos e información. Otros ya lo están haciendo. Alemania y Corea son dos de los países con mayor penetración de robotización en sus procesos productivos, y en los que, por otra parte, se observa que el sistema genera empleo de alta cualificación.

Hoy, las nuevas herramientas que nos brinda la tecnología, como la robótica, el internet de las cosas (IoT), la inteligencia artificial, el big data o la fabricación aditiva (3D), han abierto la puerta a la industria 4.0, que reduce costes operacionales, aporta flexibilidad en la producción, maximiza la personalización de los productos y posibilita el desarrollo de nuevos canales de venta y nuevos modelos de negocio. Pero el tránsito de nuestras empresas hacia la economía 4.0 está siendo lento y las inversiones en I+D adelgazan peligrosamente. Más difícil todavía resulta para las microempresas, que representan más del 90% del tejido empresarial. Más allá de nuestras fronteras, Alemania es líder en industria 4.0 (no en vano fue allí donde se lanzó esta estrategia 4.0, ya en 2012, como iniciativa gubernamental para el mantenimiento de la competitividad en la industria y la manufactura) y la clave ha sido la contundente inversión en I+D, tanto pública como privada. Es necesaria una infraestructura sobre la que construir la industria 4.0 y en nuestro país existen carencias endémicas en ámbitos como, por ejemplo, los polígonos industriales: a muchos de ellos aún no llega fibra óptica (en el área metropolitana de Barcelona, un 40% de los polígonos no tiene acceso a fibra).

El orden mundial se reconfigura y Europa pierde fuelle ante las nuevas potencias. Habrá que apresurarse si queremos coger el que parece ser el último tren hacia el nuevo mundo donde, dicen, se vive en clave de bit y el algoritmo es el rey.

La robotización se impone en la industria y se extiende a nuevos sectores productivos. El coste de fabricar estas máquinas es cada vez más reducido y su rendimiento cada vez mayor. David Rivera, Manager Robot Business Division de Yaskawa Ibérica explica que “gracias a la conectividad y la información que recibimos de los equipos instalados, podemos mejorar su eficiencia y durabilidad. Con el sistema Cockpit, podemos recibir y analizar en tiempo real datos actuales y procesarlos para mejorar el futuro de los equipos”. David Trabal, General Manager de Fanuc Iberia por su parte, nos habla de los elementos que han ido incorporando en los últimos años a sus robots inteligentes: “El ir adaptando y dotando al robot de equipos adicionales más sofisticados tecnológicamente, como son sistemas de visión, sensores de esfuerzo, sistemas de autoaprendizaje, etc., ha ido abriendo una serie de posibilidades al usuario final, difícil de imaginar hace unos años. Los sistemas de visión, que hasta hace poco tiempo tenían una alta complejidad que dificultaba la adaptación en una solución industrial, hoy se han convertido en un elemento estándar y fácil de configurar y mantener.”

La nueva robótica permite a la industria acceder a nuevos mercados y a clientes más pequeños. Los cobots o robots colaborativos son uno de los ámbitos en expansión ya que permiten una producción flexible y han abierto la puerta al acercamiento hombre-máquina, facilitando la automatización de tareas que antes no era posible.

David Trabal destaca el papel que la robótica colaborativa tendrá en los próximos años y nos da algunos detalles sobre este tipo de máquinas: “Entendemos como robótica colaborativa, brazos robóticos que pueden trabajar con total seguridad cerca de personas y ayudar en distintas tareas al usuario. Esta robótica colaborativa dispone adicionalmente de sistemas de programación mucho más intuitivos, que les acercan a un público no necesariamente especializado, principalmente en soluciones simples. Fanuc ha desarrollado un total de 5 modelos de robots colaborativos que van desde los 4 kg de carga hasta los 35 kg.”

En cuanto a robótica social, un ámbito donde la industria robótica tiene un importante mercado potencial, David Rivera argumenta: “Existen múltiples avances en robótica social a nivel mundial, sobre todo en Japón, donde ya están poniendo en práctica numerosos robots en situaciones que ayudan, dan soporte, o facilitan la vida de las personas. Yaskawa participa en este segmento social a través de su colaboración con ReWalk Robotics, especialista en la tecnología de exoesqueletos robóticos para personas con discapacidades de las extremidades inferiores como paraplejia, lesiones de médula espinal, esclerosis múltiple y parálisis cerebral. Utilizando este dispositivo, las personas son capaces de caminar, aunque su parte inferior del cuerpo esté completamente paralizada.”

Desde el IRI –Instituto de Robótica e Informática Industrial, centro de investigación dependiente de la UPC, Universidad Politécnica de Cataluña, y del CSIC–, por su parte, se está llevando a cabo un proyecto robótico muy particular dirigido por la investigadora Carme Torras, matemática y escritora especialista en inteligencia artificial y robótica. Su particularidad es el tipo de material a manipular por el robot: ropa. La manipulación de objetos deformables es precisamente uno de los retos que el sector debe superar antes de sacar los robots a la calle. “La manipulación de objetos rígidos –nos explica Torras– involucra solamente seis grados de libertad, tres de posición y tres de orientación, mientras que la ropa tiene infinitas configuraciones posibles . El robot de manipulación de ropa está concebido para tres aplicaciones, que así nos detalla la responsable de la investigación: “ayudar a vestir a personas con movilidad reducida; la logística hospitalaria, como recoger toallas, etc., y en el ámbito de la distribución industrial, por ejemplo, en los retornos en la logística, útil para empresas que venden ropa por internet y atienden devoluciones de producto”.

Las nuevas tecnologías 4.0 pueden dar respuesta a nuevas exigencias y necesidades del mercado al tiempo que están permitiendo a las empresas transformar sus modelos de negocio. La presión del consumidor, que demanda productos y servicios a medida y que da por supuesta la inmediatez, está llevando a la industria manufacturera a una estrecha colaboración con proveedores de servicios digitales. Un ejemplo es la industria automovilística, que colabora con empresas de servicios de tecnología para atender a un consumidor con nuevos hábitos y habilidades. Un consumidor cada vez más acostumbrado a pagar cuotas por servicios o por el uso de productos que no son suyos, en una nueva filosofía de compartir, cooperar, reusar y reciclar, en la que la necesidad de posesión física parece diluirse.

La implementación de las nuevas herramientas tecnológicas van a permitir la ‘personalización masiva’ del producto, con especial protagonismo de las tecnologías de impresión por adición, con sus granjas de impresoras. Otra consecuencia de este nuevo paso en la automatización industrial será la progresiva relocalización de las fábricas, en algunos casos veremos centros de producción urbanos en zonas de la ciudad ligadas a la innovación, la tecnología y el diseño, con producciones cercanas al cliente, lo cual además, reduce los costes de transporte y con ello la huella ecológica del producto. El big data y el internet de las cosas traerán nuevas formas de producción y distribución, y también cambiarán nuestras ciudades, haciéndolas más inteligentes: más eficientes y más amigables.

Modelo de Fanuc.

Trascendencia exponencial

¿Se imaginan a los matemáticos profundizando en la comprensión de la psique humana? ¿Se imaginan a los ingenieros estudiando a conciencia las reflexiones de los clásicos griegos?, ¿a programadores informáticos enfrascados en estudios sociológicos sobre movimientos migratorios?, ¿y a neurólogos licenciándose en literatura?... Y viceversa, por supuesto. La era de los datos, lo será en la medida en que éstos puedan ser transformados en conocimiento. El dato, por sí solo tiene un valor relativo y no tiene finalidad última en sí mismo. Materializar esos datos en acciones de manera rápida y eficiente y atendiendo al bien común tanto en el presente como contemplando a las generaciones futuras, hace imprescindible la intervención de diversas disciplinas para diseñar, desde todos los puntos de vista, la sociedad que queremos y decidir hacia dónde conducimos el conocimiento.

En los momentos de hipercompetitividad en que vivimos, el consumidor es invitado/incitado continuamente a pronunciarse sobre temas dispares, en una incesante recogida de datos con los que crear un perfil de sus preferencias. A este respecto Carme Torras, experta en roboética o ética de la robótica, disciplina que estudia los factores éticos que rodean el desarrollo de la robótica, alerta sobre la cuestión de la privacidad: “llevamos 10 años regalando nuestros datos; para la investigación médica, por ejemplo, es bueno compartir datos, pero hay que garantizar la privacidad”. Torras valora así la vorágine de datos que vienen y van, un tanto descontroladamente…: “Estamos haciendo un experimento en tiempo real, y a nivel mundial…. Antes creabas una tecnología, y cuando el producto estaba muy experimentado lo ponías en el mercado, ahora eso ha cambiado.”

Ante la incertidumbre sobre hacia dónde nos conduce una tecnología con la que muchas de las decisiones de nuestro día a día las tomarán las máquinas, se abren interrogantes de tipo ético. ¿Cómo evitar los sesgos intrínsecos del programador? Para Carme Torras, la clave está en la educación, “cada vez habrá más objetos a nuestro alrededor –advierte– programados con inteligencia artificial y es muy importante que las personas que estén programando sepan que existen problemas éticos.”

Desde los inicios de la IA un objetivo de parte de la comunidad científica ha sido crear una especie autónoma, "argumentan que debe serlo –puntualiza Torras– para que sea una inteligencia artificial real, si es subordinada no es completamente inteligente”, pero desde hace algunos años la robótica pone el foco en los aspectos éticos de una tecnología en construcción, a la que se le atribuye la capacidad futura de adquirir inteligencia de manera exponencial, y que avanza imparable. La sociedad también está implicada en la toma de conciencia del uso y la finalidad de las posibilidades tecnológicas que tiene a su alcance. La implantación de las máquinas debe servir para que los ciudadanos desarrollen la creatividad y el pensamiento crítico, cultiven sus relaciones interpersonales y disfruten de un ocio tecnológico enriquecedor. A este respecto, Torras señala que “se está abriendo una brecha entre aquellos que aprovechan la tecnología para cultivarse y tener relaciones más plenas” y aquellos que la utilizan para consumir un tiempo de ocio de escasa relevancia o aportación al crecimiento personal. Por otra parte habrá que estar alerta sobre qué capacidades delegamos en los instrumentos tecnológicos, como la memorización, la interpretación de mapas o la orientación, y hallar las herramientas que compensen los posibles déficits. Como consumidores somos perfiles en miles de datos, aun así, no son suficientes para determinar la variedad de nuestros intereses e inquietudes, mientras la red se obstina en abocarnos a un bucle reduccionista.

En cualquier caso, hemos perdido el miedo a las máquinas, hoy son complementarias, colaborativas, fáciles de programar por no expertos, y la robótica social ya nos ha mostrado robots humanoides haciendo de guías en museos u ofreciendo información en aeropuertos; además serán nuestros cuidadores en el futuro. Pero ¿puede un robot tomar decisiones inteligentes? y, ¿es eso suficiente? Cuando nuestro neocortex se plegó y nuestro lóbulo frontal creció para alojarlo, su superficie se multiplicó de manera asombrosa, adquiriendo mayores niveles de abstracción. Y ahí empezó todo. Hoy, la máquina más compleja que se conoce, el cerebro humano, es objeto de investigación en múltiples proyectos que buscan su deconstrucción. Viene a ser como utilizar ingeniería inversa para lograr emulaciones tecnológicas del cerebro. Estas investigaciones tratan de conocer los mecanismos que utiliza el cerebro para archivar y recuperar la información, y emularlos en un ordenador. El proyecto Brain es uno de los más populares. Estas fueron las palabras del expresidente Obama cuando anuncio la iniciativa en 2013: “Es preciso obtener una fotografía dinámica del funcionamiento de nuestro cerebro para entender mejor cómo pensamos, cómo aprendemos y cómo recordamos.” La investigadora Carme Torras se muestra escéptica con la posibilidad de mapear el cerebro de un modo tan detallado, neurona a neurona, conexión a conexión..., “no lo veo abordable”, afirma.

Reproducir el neocórtex biológico para lograr crear máquinas no sólo inteligentes sino conscientes es el objetivo de Ray Kurzweil, científico especializado en Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial, desde 2012 director de Ingeniería en Google y autor de numerosos libros, quien utiliza como método computacional la teoría de reconocimiento de patrones, entendiendo que la información se organiza en el cerebro de manera jerárquica en base a la repetición de modelos simples y la redundancia de todos los procesos. Sin embargo, por el momento, la IA es especializada; estas máquinas se caracterizan por ser muy buenas en cosas concretas pero no se ha llegado a la inteligencia artificial general. Los robots, en su funcionamiento secuencial (el cerebro funciona de manera simultánea) con sus millones de datos y gran velocidad de procesamiento, son asombrosamente eficientes en, por ejemplo, predicciones, por lo que resultan útiles en el ámbito de la prevención.

Sí, nuestro cerebro, ante una situación dada, también acude a los datos que tiene archivados con todos los imputs acumulados con sus vivencias, desde el útero materno, para convertirlos en respuestas, como el robot, que acude a todos los imputs colocados en sus circuitos por su programador. Además, el hecho de que en caso de lesión de una parte del cerebro otras regiones asuman las funciones perdidas, debido a la plasticidad cerebral, ha hecho pensar que puede existir un algoritmo general del cerebro. Pero en las decisiones humanas intervienen factores biológicos así como las experiencias vividas, que hacen que nuestro particular mapa neuronal esté en permanente cambio. ¿Qué grupos de neuronas se activan o qué sinapsis se generan en el momento de una vivencia?, una decisión, tomada tan solo un instante después, puede ya no ser la misma. Todo en nosotros se traduce en una reacción química, así que nuestra configuración cerebral se encuentra en permanente cambio, y no parece probable que el ser humano logre hallar el algoritmo de las emociones.

En cualquier caso, el crecimiento exponencial del progreso tecnológico, a lo que Kurzweil llama ‘ley de los rendimientos acelerados’ parece llevarnos hacia la fusión entre biología y tecnología. Implantes cibernéticos permitirán al ser humano interactuar directamente con las máquinas y le dotarán de nuevas habilidades físicas y cognitivas.

Este autor afirma que aunque hoy el cerebro es el sustrato biológico de la mente humana, éste puede ser mejorado gracias a sustratos no biológicos. Según estos parámetros existiría la posibilidad de realizar copias de seguridad de nosotros mismos.

“Cuando los humanos trascendamos la tecnología –pronostica Kurzweil– alcanzaremos la singularidad”; en ese momento tendrá lugar un aumento de la inteligencia humana “y luego posthumana –como explica José Luis Cordeiro en el prólogo de Cómo crear una mente–, pasando de nuestros cerebros biológicos no mejorados a cerebros post-biológicos aumentados”.

Por cierto, ya se ha propuesto la creación de un botón rojo de emergencia que apague toda la inteligencia artificial del planeta, lo cual puede parecer, de entrada, tranquilizador pero pensemos que, llegado el momento, es muy probable que una gran parte de la población tenga incorporados en sus cuerpos dispositivos inteligentes. Así que tal vez no sea tan buena idea… Son especulaciones pero, como dijo Arthur C. Clarke en la tercera de sus leyes: “Cualquier tecnología lo suficientemente avanzada es indistinguible de la magia”.