Vivimos en un mundo que evoluciona de modo vertiginoso. Cada vez, los ciclos de transformación de un sector, una actividad o una organización, son más y más cortos, haciendo del cambio la más relevante de las constantes.
Específicamente, en el ámbito tecnológico, estos ciclos de vida resultan efímeros y requieren de un esfuerzo ingente por parte de las empresas para seguir el ritmo de sus competidores.
Estos profundos cambios tecnológicos han condicionado, sin lugar a duda, el paradigma de producción industrial.
A lo largo de la última década, se ha ido desarrollando el concepto de industria 4.0, el cual se ha centrado en la digitalización de la producción, en la conectividad de los elementos de la planta, en la utilización de inteligencia artificial para la optimización y en otros aspectos vinculados directamente con la parta más técnica y procedimental de la actividad económica.
En 2016 la Comisión Europea mencionó por primera vez el concepto de industria 5.0, el cual, más allá de substituir el anterior paradigma 4.0, se sumaba para complementarlo y adaptarlo a las necesidades y prioridades de lo que, desde entonces, se conoce como la sociedad 5.0. Estas prioridades se pueden resumir en dos puntos:
- Las personas, en el centro de los procesos productivos.
- La sostenibilidad por delante de la productividad.
De estas dos ideas fundacionales, podemos inferir la potencial relevancia de la experiencia de usuario en los puestos de trabajo industriales de este siglo. Esta experiencia de usuario va más allá de la eficacia y la eficiencia de las operaciones. También sobrepasa la optimización de costes, poniendo el foco en las personas. El modelo de industria 5.0 representa una filosofía basada en la priorización de la seguridad y la salud (física y mental) del personal implicado en estos procesos industriales.
Atendiendo a este planteamiento, surge la agrupación CEL.IA, impulsada por el CDTI. CEL.IA, “Consorcio cErvera para el Liderazgo de la I+D+I en Inteligencia Artificial Aplicada” reúne a 5 Centros Tecnológicos españoles de referencia en el ámbito de la Inteligencia Artificial y las tecnologías habilitantes, con demostradas capacidades de transferencia de tecnología a las empresas.
Tanto ITI como el resto de socios, coinciden en que CEL.IA será un instrumento clave para la implementación de la Estrategia Nacional de Inteligencia Artificial, la Estrategia Española de I+D+I en Inteligencia Artificial y del Plan Coordinado de Inteligencia Artificial para Europa, convirtiéndose en el referente en España en materia de transferencia tecnológica en este ámbito, con el objetivo último de alcanzar la máxima capilaridad y el máximo impacto de la Inteligencia Artificial en la Economía y Sociedad españolas.
El grupo de HCI de ITI, participa en el desarrollo de un Toolkit de soluciones tecnológicas de realidad virtual y aumentada, visión artificial y procesamiento del lenguaje natural, generado a partir de una hoja de ruta tecnológica común construida a partir de las capacidades y competencias individuales de cada uno de los 5 Centros Tecnológicos.
Estas tecnologías redefinirán la forma de relacionarse con los computadores y las máquinas en el entorno industrial en el futuro más próximo y detrás de la manida polémica acerca de cómo los robots arrebatarán el trabajo a las personas en un futuro no demasiado lejano, nos encontramos con un hecho contrastable: Un escenario sin operarios humanos en las fábricas está descartado en el corto-medio plazo y, por tanto, la investigación y la innovación productiva está dirigida a la coexistencia y colaboración entre sistemas basados en computadores y robots con personas.
Detrás de la manida polémica acerca de cómo los robots arrebatarán el trabajo a las personas en un futuro no demasiado lejano, nos encontramos con un hecho contrastable: Un escenario sin operarios humanos en las fábricas está descartado en el corto-medio plazo y, por tanto, la investigación y la innovación productiva está dirigida a la coexistencia y colaboración entre sistemas basados en computadores y robots con personas.
Las nuevas tipologías de relaciones desencadenan el diseño y desarrollo de nuevas interacciones con los sistemas ciber-físicos (SCF). Los SCF combinan y se basan en elementos de diversas teorías científicas y disciplinas de la ingeniería, como la cibernética, los sistemas integrados, el control distribuido, las redes de sensores, la teoría del control y la ingeniería de sistemas.
Este paradigma de la Industria 4.0 se refiere a sistemas en los que los componentes de software y hardware se integran a la perfección para realizar tareas bien definidas. Estos trabajos están cada vez más automatizados y dispersos entre varios agentes, y las nuevas tendencias de investigación promueven la incorporación de funciones de inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático.
Actualmente estamos inmersos en la quinta revolución industrial y en los sistemas persona-máquina de bucle cerrado, también conocidos como sistemas ciberfísicos-humanos (SCFH). En estos sistemas, un operador humano puede interactuar con los demás elementos del sistema sólo cuando es necesario. El sistema es un sistema cognitivo, capaz de aprender del entorno, del humano y de sí mismo para tomar decisiones en tiempo real, pero el humano sigue siendo una parte vital del proceso de toma de decisiones del sistema.
El advenimiento de estos nuevos ecosistemas también ha propulsado la importancia del estudio, diseño y desarrollo de interacciones alternativas con los mismos. Atendiendo a la naturaleza de las interacciones, estas se han clasificado en físicas y cognitivas, estando las primeras relacionadas con el mundo tangible y el cuerpo como entidad material y la segunda con la memoria, la toma de decisiones o la percepción de las personas, entre otras actividades.
A caballo entre ambos tipos de interacciones nos encontramos con las tecnologías inmersivas, que son aquellas que permiten enriquecer la realidad. Se agrupan bajo el término paraguas de realidad extendida (RE) que, tradicionalmente, suele abarcar estas cuatro tipologías de tecnologías, distribuidas en el continuum descrito por Milgram, Takemura, Utsumi y Kishino en 1995, el cual categoriza los distintos niveles de virtualidad y realidad:
a) Realidad Aumentada (RA): La Realidad Aumentada consiste en mostrar imágenes artificiales superpuestas sobre el mundo real, como una capa adicional, pero sin interactuar con él.
b) Virtualidad Aumentada (VA): En la Virtualidad Aumentada, los objetos reales son proyectados y controlados dentro de un entorno virtual.
Estas dos subcategorías de la Realidad Extendida conforman lo que se conoce como Realidad Mixta que es donde se combinan, de diferentes maneras, elementos reales con elementos virtuales.
c) Realidad Virtual (RV): Esta última tecnología recoge aquellos entornos completamente sintéticos.
A la hora de introducirse en las realidades alternativas que estas tecnologías inmersivas nos ofrecen, debemos utilizar dispositivos que nos permitan la percepción (normalmente audiovisual) y la interacción.
Estos dispositivos se conocen como HMD, de las siglas del término inglés Head Mounted Display (Dispositivo Montado en la Cabeza) aunque popularmente también se llaman cascos o gafas.
Nos encontramos con dos grandes grupos de dispositivos:
- Gafas de Realidad Virtual (RV): Muestran imágenes renderizadas en 3D en un mundo exclusivamente virtual. El seguimiento de la posición del usuario puede seguir un esquema inside-out (con cámaras integradas en el HMD) o outside-in (con cámaras externas, colocadas en el perímetro del área de uso). No permiten ver el mundo real, aunque algunos modelos incorporan cámaras que reproducen en vídeo en las lentes el mundo exterior con el objeto de poder moverse con seguridad sin quitarse el HMD. La interacción suele realizarse a través de controladores, aunque hay modelos que incluyen reconocimiento de gestos para una interacción sin manos.
También pueden clasificarse por su dependencia de un ordenador. Hay HMD de RV que necesitan la potencia de cómputo de ordenador y estar conectadas permanentemente a él (con o sin cable). Estas gafas se conocen como tethered RV o desktop RV. Por otro lado, existen los HMD autónomos o standalone, que presentan menor potencia gráfica, pero pueden utilizarse en cualquier ubicación.
El modelo más popular es el Quest2, de la recientemente renombrada Meta.
Sin duda, este último tipo de HMD, el autónomo, es el dominante en nuestros días con más del 75% de las ventas mundiales de estos dispositivos
- Gafas de Realidad Aumentada (RA): Muestran imágenes renderizadas sobre el mundo real, pudiendo interactuar con él o simplemente mostrarlas superpuestas, dependiendo de las características del dispositivo. Las imágenes se muestran sobre lentes transparentes, al estilo de unas gafas tradicionales, las cuales permiten ver permanentemente el mundo real. Estas gafas incorporan cámaras para el seguimiento y ubicación del usuario y para la interacción a través de gestos.Este tipo de HMD vive su momento de expansión y nos encontramos con nuevos modelos cada mes. No existe un dominador del mercado, pero por veteranía y expansión, HoloLens 2 de Microsoft, se muestra como el dispositivo más sólido.
Tener la capacidad de interactuar de modos alternativos con los sistemas ciber-físicos del entorno industrial permite crear nuevos espacios de cooperación con la información, las máquinas y los robots. Espacios plenamente configurables para cada usuario gracias a la flexibilidad propia de los entornos digitales.
Ser capaces de interactuar de manera personalizada, en tiempo real a través de métodos multimodales como la voz, el tacto o la visión y a través de tecnologías inmersivas, abre la posibilidad de potenciar las capacidades de los operarios en planta, de modo que dispongan toda la agilidad que necesitan, tanto en obtener la información como a la hora de ejecutar sus decisiones.
De este modo, se nos muestran varios escenarios de utilización de estas tecnologías en los que podemos entrever como será esta industria 5.0, centrada en las personas:
Por ejemplo, podremos encontrarnos un operario en planta utilizando gafas de Realidad Aumentada (interacción cognitiva). La tecnología de RA puede ofrecer ventajas significativas (por ejemplo, ciclos más rápidos, fiabilidad, reducción de fallos y trazabilidad) para apoyar a las personas trabajadoras en tiempo real durante las operaciones manuales, convirtiéndose en un sistema de asistencia a personas y al mismo tiempo reduciendo la dependencia de partes de producción impresos, pantallas y memoria del operario. Todo esto, además, con las manos libres ya que los HMD actuales permiten la interacción sin controladores.
Con la Realidad Aumentada, por ejemplo, se pueden poner en marcha programas de aseguramiento de la calidad, ofreciendo información intuitiva y combinando la inteligencia y flexibilidad del operario con sistemas automáticos de detección de errores en tiempo real para aumentar la eficiencia de los pasos de trabajo manual, al tiempo que mejora la calidad del trabajo. Además, la tecnología de RA puede añadir nuevas interfaces hombre-máquina a las aplicaciones y dispositivos de fabricación, que muestren información en tiempo real sobre procesos de fabricación smart y máquinas al operario y sirvan para mejorar la toma de decisiones.
Otro ejemplo, podría ser un operario en remoto, equipado con un casco de realidad virtual mediante el cual es capaz de colaborar con un robot en un entorno 3D idéntico a la planta, un gemelo digital, que le permitiría no solo interaccionar con el resto de máquinas en tiempo real sino simular posibles variaciones de la distribución y la operatividad. De este modo, con la Realidad Virtual se podría “sentir” la sensación de estar allí realmente y trabajar de un modo más eficaz que a través de pulsar botones en una clásica interfaz bidimensional en un equipo de escritorio.
De estos escenarios de futuro (ya posible tecnológicamente) podemos extraer la conclusión de que la industria que viene, la 5.0, pasa por la colaboración y la mejora de las capacidades individuales a partir de la información y la capacidad de ejecución en tiempo real y de forma personalizada.
Y precisamente será esa colaboración de empresas industriales con empresas y centros tecnológicos de donde saldrán las alianzas necesarias para avanzar al siguiente nivel.