Tecnologías emergentes: 10 años de tendencias tecnológicas punteras y cómo han cambiado el mundo

• La edición del 10.º aniversario del informe Top 10 Emerging Technologies del Foro Económico Mundial se presenta el 16 de noviembre.

• De cara a su presentación, repasamos algunas de las mayores tecnologías emergentes de la última década.

• No todas las tecnologías emergentes han alcanzado aún la madurez.

Los importantes avances tecnológicos de la última década han cambiado nuestra forma de vivir, trabajar e interactuar.

Sin embargo, muchos de estos avances se produjeron a puerta cerrada, en laboratorios de investigación y empresas privadas, o se incorporaron tan rápidamente a nuestra vida cotidiana que a menudo pasaron inadvertidos.

Un repaso a las tecnologías emergentes

Cada año, expertos convocados por el Foro Económico Mundial y Scientific American hacen predicciones sobre las tecnologías emergentes que se espera que tengan importantes repercusiones sociales, económicas y medioambientales en todo el mundo.

Algunas de estas tecnologías han irrumpido en la conciencia pública y están plenamente integradas en nuestras vidas; otras han tardado más en cobrar impulso.

De cara a la edición del 10.º aniversario del informe Top 10 Emerging Technologies, que se presenta el 16 de noviembre, repasamos algunas de las tecnologías incluidas en los nueve informes anteriores y nos preguntamos: ¿cambió la tecnología el mundo o no llegó a cumplir su potencial? ¿Qué impacto tiene hoy en la vida de las personas y hacia dónde se dirige?

Aviación eléctrica

Una de las incorporaciones más recientes a la selección Top 10 Emerging Technologies, la aviación eléctrica figuró en nuestra lista de 2020. Esta tecnología existe desde hace tiempo —por ejemplo, los planeadores eléctricos—, pero en el último año la innovación se ha acelerado, impulsada por la necesidad de descarbonizar el sector.

«Estamos avanzando hacia un mundo con cero emisiones de carbono. El sector de la aviación representa el 2 % de las emisiones de carbono, y se prevé que esa cifra siga aumentando, incluso con la COVID», afirma Katherine Hamilton, presidenta de 38 North Solutions y copresidenta del Consejo Global sobre Electrificación Limpia del Foro Económico Mundial.

«Cientos de empresas están innovando y hay muchos clientes a la espera. Se están creando cadenas de suministro para estas industrias y, lo más importante, grandes compradores como United Airlines, Airbus, DHL y UPS están encargando estos aviones».

La industria de la aviación eléctrica puede dividirse en dos tipos principales de aeronaves: híbridas o totalmente eléctricas. Se pueden convertir los aviones de ala fija; también hay aeronaves eléctricas de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL), concebidas para entornos urbanos, que despegan de forma similar a un helicóptero y luego se convierten en un tipo de avión tradicional.

La tecnología de las baterías también avanza, pero su densidad sigue siendo un reto clave.

«Por suerte, gracias a los vehículos eléctricos y al almacenamiento de energía, las baterías han avanzado mucho. Las baterías de iones de litio han evolucionado y son mucho más densas, pero también podemos esperar ver baterías de estado sólido. Otro elemento son las pilas de combustible de hidrógeno, así que debemos adaptar muchas tecnologías diferentes que puedan responder a los distintos usos de la aviación eléctrica».

Muchas empresas ya están probando estas nuevas tecnologías y, según Hamilton, cabe esperar que algunos aviones más pequeños obtengan la certificación para volar ya en 2023.

«Lo primero que hay que abordar son los pequeños aviones de entrenamiento biplaza; estarán listos en los próximos dos años. Después necesitaremos vuelos que crucen el océano, y eso podría tardar algo más, pero solo podemos avanzar paso a paso».

Dice que debemos asegurarnos de no limitarnos a innovar, sino también ampliar la innovación y contar con una cadena de suministro sólida para las tecnologías que se incorporarán a esas aeronaves. También debemos asegurarnos de aprobarlas, «para que, cuando la gente suba a un vuelo, tenga la confianza de que el avión es seguro y se sienta más tranquila al viajar en él».

Inteligencia artificial

La IA conversacional mejora constantemente. En 2018, cuando la inteligencia artificial se incluyó en nuestra lista Top 10 Emerging Technologies, el Project Debater de IBM superó a una persona en un debate.

Sophia Velastegui, directora de Tecnología de IA de Dynamics 365 en Microsoft, explica cómo se ha enseñado a debatir a la IA y afirma que esto es solo el comienzo de lo que puede hacerse.

«La tecnología principal que compone los asistentes digitales es el aprendizaje automático aplicado a la comprensión del lenguaje natural, con el contexto y el sentimiento como elementos adicionales. Puede convertir palabras habladas en texto y hacer referencia a un tema y a los sentimientos de las personas para activar esa conversación».

«Aunque todavía estamos avanzando hacia un agente plenamente conversacional, estamos viendo buenos resultados con Xiaoice, por ejemplo, que mantuvo 500 millones de conversaciones en solo 3 meses desde su lanzamiento, con un promedio de 23 turnos de diálogo, es decir, unos 10 minutos de conversación».

Velastegui afirma que, en los próximos cinco a 10 años, cabe esperar que la IA conversacional se integre aún más para ayudar a las personas en el trabajo y en su vida cotidiana.

«Aumentará la interacción entre agentes digitales híbridos y las personas, del mismo modo que hemos podido realizar búsquedas en línea [más complejas] aprovechando importantes capacidades de IA».

«Tendremos la flexibilidad de interactuar de una forma más natural para nosotros, con el mismo rendimiento. Esto es importante para que personas de entre 7 y 70 años se sientan cómodas interactuando».

Pero todavía hay importantes obstáculos tecnológicos que superar para que la IA conversacional sea accesible para todos. Entre ellos figuran la disponibilidad de dispositivos informáticos móviles cada vez más económicos y capaces, y de conectividad en todo el mundo, así como la tecnología 5G para aumentar la comunicación entre los dispositivos periféricos y la nube y reducir la latencia, de modo que el tiempo de respuesta sea más natural.

También es necesario mejorar la computación en la nube para procesar la conversación, mientras que el Internet de las cosas —una red de sensores de bajo coste que añade otra capa de señales— permitirá una mayor comprensión. Además, hace falta invertir más en entrenar sistemas de IA para materias específicas, con el fin de aumentar la comprensión del contexto y la precisión, afirma Velastegui.

En el futuro, prevé que la IA será más personalizada y ofrecerá una respuesta distinta a cada persona.

Ingeniería genética

En cuanto a los beneficios que las técnicas de ingeniería genética de precisión podrán aportar en el futuro, desde la salud humana hasta la seguridad alimentaria, apenas hemos visto «la punta del iceberg».

Así lo afirma Feng Zhang, profesor de Neurociencia en el Instituto de Tecnología de Massachusetts y uno de los pioneros de la técnica de edición genética CRISPR-Cas9, una herramienta para corregir mutaciones individuales en el ADN humano.

La ingeniería genética se incluyó en nuestra lista Top 10 Emerging Technology de 2015 y, en los años transcurridos desde entonces, ha avanzado a pasos agigantados, en parte gracias al avance de CRISPR.

Zhang explica que, de forma similar a la función «buscar» que permite encontrar errores tipográficos en un documento, CRISPR-Cas9 actúa en el entorno químico de las células para localizar una mutación y ayudar a tratar una enfermedad.

«Se le puede proporcionar una cadena en forma de ARN. CRISPR-Cas9 toma la cadena y recorre el genoma para encontrar dónde está esa mutación, esa diferencia genética en el ADN. Ahí es donde se pueden eliminar secuencias e insertar nuevas secuencias de ADN».

CRISPR es una tecnología de ingeniería genética singular porque es mucho más rápida y fácil de reprogramar y utilizar dentro de las células.

«Antes, los investigadores tardaban varias semanas o más en diseñar un nuevo editor genético para modificar un gen específico. Con CRISPR-Cas9 se puede diseñar un nuevo editor en cuestión de minutos y crear decenas de miles de editores para estudiar muchos genes y modificar numerosas mutaciones».

Los científicos ya han utilizado esta tecnología para tratar la anemia de células falciformes o trastornos genéticos congénitos en partes del cuerpo como el hígado. En la agricultura, se están diseñando cultivos resistentes a la sequía que pueden producir un mayor rendimiento.

Pero los avances en ingeniería genética conllevan una gran responsabilidad, advierte Zhang: «Es muy importante idear formas de regular [la tecnología] y pensar qué queremos hacer y qué límites no queremos cruzar».

Materiales autorreparables

En el futuro, con la combinación adecuada de materiales, las carreteras no solo podrán repararse solas, sino que también podrán comunicarse con robots para que las reparen, limpiar el aire de su entorno, reducir las inundaciones y «tener una vida larga y saludable».

Así lo afirma Abir Al-Tabbaa, profesor de Ingeniería Civil y Ambiental en la Universidad de Cambridge, cuya investigación se centra en reducir la vida útil, el coste y la huella de carbono del cemento.

Los materiales autorreparables se incluyeron en la lista Top 10 Emerging Technology de 2013. Aunque el asfalto autorreparable para carreteras y la pintura autorreparable para automóviles se están convirtiendo en realidad, el hormigón autorreparable es un asunto algo más complejo, en parte debido a las normas exigidas en la industria de la construcción.

«Los materiales biomiméticos imitan la naturaleza y los sistemas naturales, que pueden percibir su entorno, adaptarse, responder y repararse por sí mismos. Tienen capacidades de autorreparación, autopercepción, autodiagnóstico y autoinmunización», explica la profesora Al-Tabbaa.

«Los sistemas naturales generan pocas emisiones de carbono, consumen poca energía y producen pocos residuos, por lo que son más sostenibles».

Para alcanzar las cero emisiones netas en 2050, debemos descarbonizar los materiales de construcción, incluido el cemento, que tiene una gran huella de carbono. Los materiales autorreparables pueden ayudar.

«Además de desarrollar cementos con bajas emisiones de carbono que minimicen el carbono incorporado, también debemos reducir la huella de carbono durante la vida útil. Así, los materiales autorreparables, junto con los sistemas cementicios bajos en carbono, permiten reducir las emisiones de carbono a lo largo de todo el ciclo de vida».

La profesora Al-Tabbaa espera que la industria de la construcción se una para acelerar la adopción de estos materiales.

Si nos centramos en las carreteras, podríamos ver vías autorreparables y con capacidad de percibir su estado, dotadas de funciones adicionales para mitigar las inundaciones y captar energía, según los materiales que incorporen.

Ingeniería metabólica de sistemas

Incluida en nuestra lista Top 10 Emerging Technology de 2016, la ingeniería metabólica de sistemas (SysME) es un enfoque más sostenible para producir los productos químicos necesarios para los combustibles y los medicamentos.

Los microorganismos, incluidas las bacterias, se modifican genéticamente para producir en exceso sustancias químicas como el etanol durante su proceso metabólico de fermentación, «alimentándose» de recursos orgánicos renovables en un entorno seguro y cerrado.

«Actualmente, se producen mediante la fermentación de microorganismos modificados muchos combustibles, incluidos los que pueden sustituir al combustible para aviones, el diésel y la gasolina», afirma Sang Yup Lee, profesor distinguido y vicepresidente de Investigación del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea.

«Estos productos químicos finos no solo sustituyen a los petroquímicos; también se producen de manera más eficiente, mediante la fermentación de microbios modificados metabólicamente, diversos productos naturales importantes para la salud humana. Así se puede sustituir el laborioso y costoso proceso de extraerlos de plantas, insectos o animales».

Los avances en la secuenciación del genoma, la ingeniería genética y el análisis del flujo metabólico —que permite comprender el metabolismo microbiano a nivel de sistemas— han impulsado la SysME, lo cual es una buena noticia para el medio ambiente.

«A medida que el mundo intenta dejar de utilizar recursos fósiles para alcanzar sus objetivos de cero emisiones netas, seguirá aumentando el número de productos bioingenierizados producidos por microorganismos», añade el profesor.

Aunque la producción fermentativa de productos químicos a gran escala todavía no es económicamente viable, en los próximos cinco a 10 años esta tecnología podría transformar la forma en que producimos sustancias químicas y materiales, ya que incorpora ciencia de datos, aprendizaje automático y automatización.

«En general, este sistema de producción sostenible de origen biológico es neutro en carbono porque utiliza materias primas biosintetizadas a partir de CO2 como fuente de carbono. Por eso, muchos de los productos químicos y combustibles que usamos [en el futuro] se producirán por medios biológicos».

Electrónica ponible adaptada al cuerpo

En 2014, cuando la electrónica ponible adaptada al cuerpo apareció en nuestra lista Top 10 Emerging Technologies, nuestros usos de los dispositivos superaban el ritmo de diseño de la electrónica, ya que los componentes todavía se conectaban mediante cables a placas rígidas.

Siete años después, los relojes inteligentes y los monitores de actividad física son omnipresentes, e incluso hay ropa interior ponible capaz de medir la frecuencia cardíaca, lo que demuestra un potencial diagnóstico que lleva la atención sanitaria directamente al hogar.

¿Qué ha permitido esta aceleración?

Joseph Costantine, científico joven del Foro Económico Mundial y profesor asociado de Ingeniería Eléctrica e Informática en la Universidad Americana de Beirut, lo explica.

«Hemos visto muchas innovaciones en las que estos dispositivos electrónicos ponibles miden la glucosa, el lactato u otros biomarcadores de gran importancia. Otro elemento clave es la fabricación y la impresión de electrónica flexible, que permite integrar estos componentes en un formato más pequeño y flexible, así como en otras prendas ponibles».

«La electrónica flexible ha pasado a funcionar en bandas de frecuencia más altas; ahora puede operar en el rango de las microondas o de las ondas milimétricas del espectro para aprovechar la detección mediante ondas electromagnéticas».

En el futuro, Costantine prevé que no necesitaremos comprar dispositivos por separado: nuestra ropa cómoda y cotidiana medirá nuestros signos vitales y podrá avisar a nuestro médico si estamos sufriendo un infarto, por ejemplo. Sin embargo, advierte que las empresas que crean estos dispositivos ponibles deben establecer condiciones de privacidad muy claras para mantener la confianza de los consumidores.

Medicina personalizada

Dadas las bajas tasas de éxito de los tratamientos para enfermedades como el cáncer y la depresión, los profesionales médicos llevan tiempo intentando adaptar los tratamientos a cada paciente.

La medicina personalizada fue una de las 10 tecnologías emergentes de nuestra lista de 2012.

Una década después, hay nuevos motivos para el optimismo, afirma la doctora Elizabeth O’Day, directora ejecutiva y fundadora de Olaris, Inc.: «En los próximos 5 a 10 años, podremos administrar el medicamento adecuado al paciente adecuado, en el momento y la dosis adecuados, y optimizar todos estos parámetros».

«Cada año gastamos miles de millones de dólares en medicamentos o tratamientos que no funcionan. La medicina personalizada puede corregir esta situación. No solo mejoraremos los resultados [de los pacientes], sino que podremos reducir los costes de los medicamentos y tratamientos que no beneficiarán a una persona».

Pero, para que la medicina personalizada beneficie a todos, los científicos que intentan determinar qué tratamientos funcionan mejor para cada paciente necesitarán datos de un grupo lo más diverso posible.

«Necesitamos la participación de todas las etnias, todas las regiones y personas de todos los estratos socioeconómicos en este proceso; de lo contrario, corremos el riesgo de aumentar las desigualdades en salud, y ese no es el futuro de la medicina que queremos crear».

Vacunas genómicas

Las vacunas genómicas —vacunas elaboradas con ADN o ARN que codifican las proteínas deseadas— llevan muchos años en desarrollo, pero tuvieron un éxito inesperado al hacer frente a la pandemia de COVID-19.

La tecnología figuró en nuestra lista de tecnologías emergentes Top 10 de 2017 y, tres años después, Pfizer-BioNTech y Moderna crearon las primeras vacunas de ARNm del mundo para hacer frente a la mayor amenaza sanitaria mundial.

La distribución equitativa de las vacunas es un desafío mundial, pero el profesor Robin Shattock, presidente de Infección e Inmunidad de las Mucosas en el Imperial College de Londres, cree que en el futuro se podría democratizar el acceso a la tecnología de vacunas genómicas.

«Creo que veremos a muchos gobiernos de todo el mundo interesados en establecer su propia capacidad de fabricación y… como no se necesita una gran planta de fabricación, podríamos llegar a una situación con muchos centros regionales de fabricación que dispongan del equipo necesario, mientras que lo que se distribuiría sería el software: el código genético del próximo patógeno pandémico o del próximo objetivo de una enfermedad crónica».

«Espero que revolucione muchas de las cosas que hacemos. No es una solución milagrosa ni sustituirá a todos los demás tipos de vacunas, pero tendrá un papel importante en la salud pública».

Robots sociales

En 2019, identificamos que los amigos androides y los asistentes robóticos pasarían a formar cada vez más parte de la vida cotidiana, cuidando de las personas mayores y educando a los niños; además, la pandemia aceleró esta tendencia debido a la necesidad de mantener la distancia social.

Sin embargo, todavía queda camino por recorrer para estas tecnologías emergentes. A medida que la robótica se integre más en la vida de las personas, habrá que diseñar robots capaces de detectar, interpretar y responder al comportamiento humano, según Henny Admoni, profesora adjunta A. Nico Habermann en el Instituto de Robótica de la Universidad Carnegie Mellon.

«Como sociedad, llevamos mucho tiempo pensando en los robots sociales, pero la realidad es que la mayoría de los robots que hay ahora mismo en el mundo son mucho más físicos y suelen estar aislados de las personas».

«Un robot social no sustituye la interacción social, sino que se convierte en un medio para que las comunidades se relacionen y las personas interactúen».

«Al incorporar robots a nuestras vidas, es muy importante que tengamos en cuenta las implicaciones éticas de la robótica, quién tiene acceso a estas distintas tecnologías y qué normas sociales ya arraigadas en la sociedad perpetúan».

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