La tecnología es quizá el mayor agente de cambio del mundo moderno. Aunque nunca está exenta de riesgos, las innovaciones tecnológicas prometen soluciones innovadoras a los desafíos mundiales más apremiantes de nuestro tiempo. Desde automóviles de cero emisiones propulsados por hidrógeno hasta chips informáticos modelados según el cerebro humano, las 10 tecnologías emergentes de este año ofrecen una vívida muestra del poder de la innovación para mejorar vidas, transformar industrias y proteger nuestro planeta.
Para elaborar esta lista, el Meta-Consejo del Foro Económico Mundial sobre Tecnologías Emergentes, un panel de 18 expertos, aprovecha la experiencia colectiva de las comunidades del Foro para identificar las tendencias tecnológicas recientes más importantes. Al hacerlo, el Meta-Consejo busca crear conciencia sobre su potencial y contribuir a cerrar las brechas en inversión, regulación y comprensión pública que tan a menudo obstaculizan el progreso.
La lista de 2015 es:
1. Vehículos de pila de combustible
2. Robótica de próxima generación
3. Plásticos termoestables reciclables
4. Técnicas precisas de ingeniería genética
6. Inteligencia artificial emergente
8. Drones con capacidad de «detectar y evitar»
1. Vehículos de pila de combustible
Automóviles de cero emisiones que funcionan con hidrógeno
Los vehículos de «pila de combustible» llevan mucho tiempo prometiéndose, ya que potencialmente ofrecen varias ventajas importantes frente a los vehículos eléctricos y los propulsados por hidrocarburos. Sin embargo, la tecnología apenas ahora ha comenzado a alcanzar la etapa en que las empresas automotrices planean lanzarlos para los consumidores. Es probable que los precios iniciales se sitúen en torno a los 70.000 dólares, pero deberían bajar considerablemente a medida que aumenten los volúmenes en los próximos dos años.
A diferencia de las baterías, que deben cargarse desde una fuente externa, las pilas de combustible generan electricidad directamente, utilizando combustibles como hidrógeno o gas natural. En la práctica, las pilas de combustible y las baterías se combinan: la pila genera electricidad y las baterías almacenan esa energía hasta que los motores que impulsan el vehículo la necesitan. Por tanto, los vehículos de pila de combustible son híbridos y probablemente también emplearán frenado regenerativo, una capacidad clave para maximizar la eficiencia y la autonomía.
A diferencia de los vehículos eléctricos alimentados por baterías, los vehículos de pila de combustible se comportan como cualquier vehículo de combustible convencional. Con una gran autonomía —hasta 650 km por tanque (el combustible suele ser hidrógeno comprimido)—, repostar hidrógeno solo lleva unos tres minutos. El hidrógeno arde limpiamente y produce únicamente vapor de agua como residuo, por lo que los vehículos de pila de combustible que lo utilizan serán de cero emisiones, un factor importante dada la necesidad de reducir la contaminación atmosférica.
Hay varias formas de producir hidrógeno sin generar emisiones de carbono. La más evidente es utilizar fuentes renovables de electricidad, como la eólica y la solar, para electrolizar agua, aunque la eficiencia energética total de este proceso probablemente sea bastante baja. También se puede separar el hidrógeno del agua en reactores nucleares de alta temperatura o generarlo a partir de combustibles fósiles, como carbón o gas natural, capturando y almacenando el CO2 resultante en lugar de liberarlo a la atmósfera.
Además de producir hidrógeno barato a gran escala, un desafío importante es la falta de una infraestructura de distribución de hidrógeno que pueda equipararse a las estaciones de servicio de gasolina y diésel y, con el tiempo, reemplazarlas. Hoy no se considera económicamente viable transportar hidrógeno a larga distancia, ni siquiera comprimido. Sin embargo, técnicas innovadoras de almacenamiento, como los portadores líquidos orgánicos que no requieren almacenamiento a alta presión, pronto reducirán el costo del transporte de larga distancia y aliviarán los riesgos asociados al almacenamiento de gas y a su liberación accidental.
Los vehículos de pila de combustible para el mercado masivo son una perspectiva atractiva, porque ofrecerán la autonomía y la comodidad de repostaje de los vehículos actuales de gasolina y diésel, a la vez que proporcionarán las ventajas de la sostenibilidad en el transporte personal. Sin embargo, para lograr estos beneficios será necesario producir hidrógeno de forma fiable y económica a partir de fuentes totalmente bajas en carbono, y distribuirlo a una flota creciente de vehículos (que se espera que alcance muchos millones en una década).
2. Robótica de próxima generación
De la línea de producción a otros ámbitos
Desde hace mucho, la imaginación popular ha vislumbrado un mundo en el que los robots se hacen cargo de todo tipo de tareas cotidianas.
Sin embargo, ese futuro robótico se ha resistido obstinadamente a materializarse: los robots siguen limitados a las cadenas de montaje de las fábricas y a otras tareas controladas. Aunque se utilizan ampliamente (por ejemplo, en la industria automotriz), son grandes y peligrosos para los compañeros de trabajo humanos, por lo que deben mantenerse separados mediante jaulas de seguridad.
Los avances en robótica están convirtiendo la colaboración entre humanos y máquinas en una realidad cotidiana. Los sensores mejores y más baratos permiten que los robots comprendan y respondan mejor a su entorno. Sus cuerpos se vuelven más adaptables y flexibles, mientras que los diseñadores se inspiran en la extraordinaria flexibilidad y destreza de estructuras biológicas complejas, como la mano humana. Además, los robots están cada vez más conectados y se benefician de la revolución de la computación en la nube: pueden acceder a instrucciones e información a distancia, en lugar de tener que programarse como unidades totalmente autónomas.
La nueva era de la robótica saca a estas máquinas de las grandes cadenas de montaje industriales y las incorpora a una amplia variedad de tareas. Al igual que los teléfonos inteligentes, los robots comienzan a utilizar tecnología GPS en la agricultura de precisión para controlar las malas hierbas y cosechar. En Japón se están probando robots para funciones de enfermería: ayudan a los pacientes a levantarse de la cama y apoyan a las víctimas de accidentes cerebrovasculares para que recuperen el control de sus extremidades. Robots más pequeños y diestros, como Dexter Bot, Baxter y LBR iiwa, están diseñados para programarse fácilmente y realizar tareas de fabricación laboriosas o incómodas para los trabajadores humanos.
De hecho, los robots son ideales para tareas demasiado repetitivas o peligrosas para que las realicen las personas, y pueden trabajar 24 horas al día a un costo menor que los trabajadores humanos. En realidad, es probable que las máquinas robóticas de nueva generación colaboren con las personas en lugar de reemplazarlas. Incluso teniendo en cuenta los avances en diseño e inteligencia artificial, la participación y supervisión humanas seguirán siendo esenciales.
Persiste el riesgo de que los robots desplacen a trabajadores humanos de sus empleos, aunque las generaciones anteriores de automatización tendieron a generar mayor productividad y crecimiento, con beneficios para toda la economía. Los temores, presentes desde hace décadas, de que los robots conectados en red se descontrolen podrían cobrar más fuerza con la robótica de próxima generación conectada a la web; pero es más probable que familiarizarse con ellos, a medida que las personas empleen robots domésticos para las tareas del hogar, reduzca los temores en vez de avivarlos. Además, nuevas investigaciones sobre robots sociales —que saben colaborar y crear alianzas de trabajo con las personas— indican que es muy probable que, en el futuro, robots y humanos trabajen juntos, cada cual haciendo lo que mejor sabe hacer. No obstante, la próxima generación de robótica plantea preguntas nuevas para disciplinas que van de la filosofía a la antropología sobre la relación entre los seres humanos y las máquinas.
3. Plásticos termoestables reciclables
Un nuevo tipo de plástico para reducir los residuos en vertederos
Los plásticos se dividen en termoplásticos y plásticos termoestables. Los primeros pueden calentarse y moldearse muchas veces, y son omnipresentes en el mundo moderno: se utilizan para fabricar desde juguetes infantiles hasta asientos de inodoro. Como pueden fundirse y volver a moldearse, por lo general son reciclables. En cambio, los plásticos termoestables solo pueden calentarse y moldearse una vez; después, los cambios moleculares hacen que queden «curados» y conserven su forma y resistencia incluso bajo calor y presión intensos.
Debido a su durabilidad, los plásticos termoestables son una parte esencial de nuestro mundo moderno y se utilizan en todo tipo de productos, desde teléfonos móviles y placas de circuitos hasta la industria aeroespacial. Pero las mismas características que los han hecho indispensables en la fabricación moderna también imposibilitan su reciclaje. Como resultado, la mayoría de los polímeros termoestables terminan en vertederos. Ante el objetivo último de la sostenibilidad, desde hace mucho existe una necesidad apremiante de que los plásticos termoestables sean reciclables.
En 2014 se lograron avances decisivos en este ámbito, con la publicación de un artículo histórico en la revista Science que anunciaba el descubrimiento de nuevas clases de polímeros termoestables reciclables. Estos polímeros, llamados poli(hexahidrotriazina)s o PHT, pueden disolverse en ácido fuerte, lo que rompe las cadenas poliméricas en los monómeros que las componen y permite volver a ensamblarlos para crear nuevos productos. Al igual que los termoestables tradicionales no reciclables, estas nuevas estructuras son rígidas, resistentes al calor y robustas, y tienen las mismas aplicaciones potenciales que sus predecesoras no reciclables.
Aunque ningún proceso de reciclaje es 100 % eficiente, esta innovación, si se implanta ampliamente, debería acelerar el avance hacia una economía circular y reducir considerablemente los residuos plásticos depositados en vertederos. Esperamos que los polímeros termoestables reciclables reemplacen a los no reciclables en un plazo de cinco años y sean omnipresentes en los productos de nueva fabricación para 2025.
4. Técnicas precisas de ingeniería genética
Un avance promete mejores cultivos y menos controversia
La ingeniería genética convencional ha generado controversia durante mucho tiempo. Sin embargo, están surgiendo nuevas técnicas que nos permiten «editar» directamente el código genético de las plantas para hacerlas, por ejemplo, más nutritivas o más capaces de afrontar un clima cambiante.
Actualmente, la ingeniería genética de los cultivos depende de la bacteria agrobacterium tumefaciens para transferir el ADN deseado al genoma objetivo. La técnica está probada y es fiable y, pese a los temores generalizados del público, existe consenso en la comunidad científica en que modificar organismos genéticamente mediante esta técnica no implica más riesgos que modificarlos mediante el mejoramiento convencional. Sin embargo, aunque agrobacterium es útil, en los últimos años se han desarrollado técnicas de edición del genoma más precisas y variadas.
Entre ellas figuran las ZFN, las TALEN y, más recientemente, el sistema CRISPR-Cas9, que evolucionó en las bacterias como mecanismo de defensa contra los virus. El sistema CRISPR-Cas9 utiliza una molécula de ARN para dirigirse al ADN y cortarlo en una secuencia conocida y seleccionada por el usuario dentro del genoma objetivo. Esto puede desactivar un gen no deseado o modificarlo de manera funcionalmente indistinguible de una mutación natural. Mediante la «recombinación homóloga», CRISPR también puede utilizarse para insertar con precisión nuevas secuencias de ADN, o incluso genes completos, en el genoma.
Otro aspecto de la ingeniería genética que parece estar a punto de lograr un gran avance es el uso de la interferencia de ARN (RNAi) en los cultivos. La RNAi es eficaz contra los virus y los patógenos fúngicos, y también puede proteger las plantas contra las plagas de insectos, reduciendo la necesidad de plaguicidas químicos. Por ejemplo, se han utilizado genes virales para proteger las plantas de papaya contra el virus de la mancha anular, sin indicios de que haya surgido resistencia en más de una década de uso en Hawái. La RNAi también podría beneficiar a importantes cultivos básicos, protegiendo el trigo contra la roya del tallo, el arroz contra la piriculariosis, la patata contra el tizón y el banano contra la marchitez por fusariosis.
Muchas de estas innovaciones serán especialmente beneficiosas para los pequeños agricultores de los países en desarrollo. Así, la ingeniería genética podría volverse menos controvertida cuando las personas reconozcan su eficacia para aumentar los ingresos y mejorar la alimentación de millones de personas. Además, una edición del genoma más precisa podría disipar los temores del público, especialmente si no se considera transgénico al vegetal o animal resultante porque no se introduce material genético externo.
En conjunto, estas técnicas prometen impulsar la sostenibilidad agrícola al reducir el uso de insumos en múltiples ámbitos, desde el agua y la tierra hasta los fertilizantes, y al mismo tiempo ayudar a los cultivos a adaptarse al cambio climático.
5. Fabricación aditiva
El futuro de la fabricación: de órganos imprimibles a ropa inteligente
Como su nombre indica, la fabricación aditiva es lo contrario de la fabricación sustractiva. Esta última es la forma tradicional de fabricar: se parte de una pieza de material más grande (madera, metal, piedra, etc.) y se quitan o sustraen capas hasta obtener la forma deseada. La fabricación aditiva, en cambio, parte de material suelto, líquido o en polvo, y luego lo convierte en una forma tridimensional mediante una plantilla digital.
Los productos 3D pueden personalizarse ampliamente para el usuario final, a diferencia de los bienes manufacturados en serie. Un ejemplo es la empresa Invisalign, que utiliza imágenes informáticas de los dientes de sus clientes para fabricar aparatos casi invisibles adaptados a sus bocas. Otras aplicaciones médicas orientan la impresión 3D hacia la biología: al imprimir directamente células humanas, ahora es posible crear tejidos vivos que podrían utilizarse para evaluar la seguridad de los medicamentos y, en última instancia, reparar y regenerar tejidos. Un ejemplo temprano de esta bioimpresión son las capas de células hepáticas impresas por Organovo, destinadas a probar medicamentos y que podrían utilizarse algún día para crear órganos para trasplantes. La bioimpresión ya se ha utilizado para generar piel y hueso, así como tejido cardíaco y vascular, con un enorme potencial para la medicina personalizada del futuro.
Una importante etapa siguiente de la fabricación aditiva sería la impresión 3D de componentes electrónicos integrados, como las placas de circuitos. Las piezas informáticas a nanoescala, como los procesadores, son difíciles de fabricar de esta manera debido a los desafíos que supone combinar componentes electrónicos con otros hechos de múltiples materiales diferentes. La impresión 4D promete ahora dar paso a una nueva generación de productos capaces de modificarse en respuesta a cambios ambientales, como el calor y la humedad. Esto podría ser útil, por ejemplo, en ropa o calzado, así como en productos sanitarios, como implantes diseñados para cambiar dentro del cuerpo humano.
Al igual que la fabricación distribuida, la fabricación aditiva podría trastocar profundamente los procesos y las cadenas de suministro convencionales. Sin embargo, hoy sigue siendo una tecnología incipiente, con aplicaciones principalmente en los sectores automotriz, aeroespacial y médico. Se espera un rápido crecimiento durante la próxima década, a medida que surjan más oportunidades y la innovación en esta tecnología la acerque al mercado masivo.
6. Inteligencia artificial emergente
¿Qué sucede cuando una computadora puede aprender mientras trabaja?
En términos sencillos, la inteligencia artificial (IA) es la ciencia de hacer mediante una computadora aquello que las personas pueden hacer. En los últimos años, la IA ha avanzado considerablemente: la mayoría de nosotros ya utilizamos teléfonos inteligentes capaces de reconocer el habla humana o hemos pasado por una fila de control migratorio en un aeropuerto mediante tecnología de reconocimiento de imágenes. Los automóviles autónomos y los drones voladores automatizados están en fase de pruebas antes de su uso generalizado previsto, mientras que las máquinas ya superan a los humanos en ciertas tareas de aprendizaje y memoria. Watson, un sistema informático con inteligencia artificial, venció a los mejores concursantes humanos del programa de preguntas Jeopardy.
A diferencia del hardware y el software convencionales, la inteligencia artificial permite que una máquina perciba y responda a su entorno cambiante. La IA emergente va un paso más allá: el progreso surge de máquinas que aprenden automáticamente al asimilar grandes volúmenes de información. Un ejemplo es NELL, el proyecto Never-Ending Language Learning de la Universidad Carnegie Mellon, un sistema informático que no solo lee hechos al rastrear cientos de millones de páginas web, sino que también intenta mejorar en el proceso su capacidad de lectura y comprensión para rendir mejor en el futuro.
Al igual que la robótica de próxima generación, una IA mejorada impulsará importantes avances en productividad a medida que las máquinas se hagan cargo de ciertas tareas —e incluso las realicen mejor— que los humanos. Hay pruebas sólidas de que los automóviles autónomos reducirán las colisiones, así como las muertes y lesiones derivadas del transporte por carretera, al evitar errores humanos, lapsos de concentración y deficiencias visuales, entre otros problemas. Las máquinas inteligentes, con acceso más rápido a un volumen mucho mayor de información y capaces de responder sin sesgos emocionales humanos, también podrían diagnosticar enfermedades mejor que los profesionales médicos. El sistema Watson se está utilizando ahora en oncología para ayudar a diagnosticar y ofrecer opciones de tratamiento personalizadas y basadas en evidencia a los pacientes con cáncer.
Durante mucho tiempo, la IA fue materia de las pesadillas distópicas de la ciencia ficción, y claramente conlleva riesgos: el más evidente es que algún día las máquinas superinteligentes podrían vencer y esclavizar a los seres humanos. Aunque este riesgo aún está a décadas de distancia, los expertos se lo toman cada vez más en serio; muchos firmaron una carta abierta coordinada por el Future of Life Institute en enero de 2015 para orientar el futuro de la IA y alejarla de posibles peligros. En términos más prosaicos, los cambios económicos provocados por las computadoras inteligentes que sustituyen a trabajadores humanos podrían agravar las desigualdades sociales y amenazar los empleos existentes. Por ejemplo, los drones automatizados podrían reemplazar a la mayoría de los repartidores humanos, y los vehículos autónomos de alquiler por trayectos cortos podrían volver cada vez más obsoletos a los taxis.
Por otro lado, la IA emergente podría hacer que se valoren más claramente atributos que aún son exclusivamente humanos —la creatividad, las emociones y las relaciones interpersonales—. A medida que las máquinas alcancen una inteligencia similar a la humana, esta tecnología pondrá cada vez más en entredicho nuestra idea de lo que significa ser humano, así como los riesgos y beneficios que plantea la brecha, cada vez menor, entre las personas y las máquinas.
7. Fabricación distribuida
La fábrica del futuro está en línea y a la vuelta de la esquina
La fabricación distribuida invierte el modo en que fabricamos y distribuimos productos. En la fabricación tradicional, las materias primas se reúnen, ensamblan y transforman en grandes fábricas centralizadas para crear productos terminados idénticos, que luego se distribuyen a los clientes. En la fabricación distribuida, las materias primas y los métodos de producción están descentralizados, y el producto final se fabrica muy cerca del cliente final.
En esencia, la idea de la fabricación distribuida es reemplazar la mayor parte posible de la cadena de suministro de materiales por información digital. Por ejemplo, para fabricar una silla, en vez de obtener madera y transformarla en sillas en una fábrica central, se pueden distribuir planos digitales para cortar las piezas de la silla a centros de fabricación locales que utilizan herramientas de corte informatizadas conocidas como fresadoras CNC. Luego, las piezas pueden ser ensambladas por el consumidor o por talleres de fabricación locales que las convierten en productos terminados. Una empresa que ya utiliza este modelo es la compañía estadounidense de muebles AtFAB.
Los usos actuales de la fabricación distribuida dependen en gran medida del movimiento «maker» de bricolaje, cuyos entusiastas utilizan sus propias impresoras 3D locales y fabrican productos con materiales locales. Aquí hay elementos del pensamiento de código abierto, pues los consumidores pueden adaptar los productos a sus propias necesidades y preferencias. En vez de depender de una dirección central, el diseño creativo puede basarse más en la colaboración colectiva; los productos pueden adquirir un carácter evolutivo a medida que más personas participan en su concepción y producción.
Se espera que la fabricación distribuida permita un uso más eficiente de los recursos y reduzca la capacidad desperdiciada en las fábricas centralizadas. También reduce las barreras de entrada al mercado al disminuir el capital necesario para crear los primeros prototipos y productos. Y, algo importante, debería reducir el impacto ambiental general de la fabricación: la información digital se envía por internet en lugar de transportar productos físicos por carretera o ferrocarril, o en barcos; además, las materias primas se obtienen localmente, lo que reduce aún más la energía necesaria para el transporte.
Si se generaliza, la fabricación distribuida trastocará los mercados laborales tradicionales y la economía de la fabricación tradicional. También plantea riesgos: por ejemplo, podría ser más difícil regular y controlar a distancia los dispositivos médicos fabricados de forma distribuida, mientras que productos como las armas podrían ser ilegales o peligrosos. No todo puede fabricarse de manera distribuida, y habrá que mantener la fabricación y las cadenas de suministro tradicionales para muchos de los bienes de consumo más importantes y complejos.
La fabricación distribuida podría fomentar una mayor diversidad en objetos que hoy están estandarizados, como los teléfonos inteligentes y los automóviles. La escala no supone un impedimento: la empresa británica Facit Homes utiliza diseños personalizados e impresión 3D para crear casas a medida de cada consumidor. Las características de los productos evolucionarán para atender a distintos mercados y regiones, y se multiplicarán rápidamente los bienes y servicios disponibles en zonas del mundo que hoy no están bien atendidas por la fabricación tradicional.
8. Drones con capacidad de «detectar y evitar»
Robots voladores para inspeccionar líneas eléctricas o entregar ayuda de emergencia
Los vehículos aéreos no tripulados, o drones, se han convertido en un componente importante y polémico de la capacidad militar en los últimos años. También se utilizan en la agricultura, la filmación y muchas otras aplicaciones que requieren una vigilancia aérea económica y extensa. Sin embargo, hasta ahora todos estos drones han tenido pilotos humanos; la diferencia es que los pilotos están en tierra y manejan las aeronaves a distancia.
El siguiente paso en la tecnología de los drones es desarrollar máquinas que vuelen por sí mismas, lo que abriría una gama más amplia de aplicaciones. Para que esto ocurra, los drones deben poder percibir y responder a su entorno inmediato, modificando su altura y trayectoria de vuelo para evitar chocar con otros objetos en su camino. En la naturaleza, las aves, los peces y los insectos pueden congregarse en enjambres, y cada animal responde casi instantáneamente a sus vecinos para que el enjambre vuele o nade como una sola unidad. Los drones pueden emular este comportamiento.
Con una autonomía fiable y capacidad para evitar colisiones, los drones pueden empezar a asumir tareas demasiado peligrosas o remotas para que las realicen los seres humanos: por ejemplo, revisar líneas eléctricas o entregar suministros médicos en una emergencia. Los drones de reparto podrán encontrar la mejor ruta hasta su destino y tener en cuenta otros vehículos aéreos y obstáculos. En la agricultura, los drones autónomos pueden recopilar y procesar grandes cantidades de datos visuales desde el aire, lo que permite un uso preciso y eficiente de insumos como fertilizantes y agua para riego.
En enero de 2014, Intel y Ascending Technologies presentaron prototipos de drones multicópteros capaces de recorrer una pista de obstáculos en un escenario y evitar automáticamente a las personas que se cruzaran en su camino. Las máquinas utilizan el módulo de cámara RealSense de Intel, que pesa apenas 8 g y tiene menos de 4 mm de grosor. Este nivel de prevención de colisiones dará paso a un futuro de espacio aéreo compartido, con muchos drones volando cerca de las personas y operando dentro y cerca del entorno construido para realizar multitud de tareas. Los drones son, en esencia, robots que operan en tres dimensiones, en lugar de dos; los avances en la tecnología robótica de próxima generación acelerarán esta tendencia.
Los vehículos voladores nunca estarán exentos de riesgos, ya los operen personas o sean máquinas inteligentes. Para que su adopción sea generalizada, los drones con capacidad para detectar y evitar obstáculos deben poder operar de forma fiable en las condiciones más difíciles: de noche, en ventiscas o tormentas de polvo. A diferencia de nuestros actuales dispositivos móviles digitales (que, en realidad, son inmóviles, ya que tenemos que llevarlos encima), los drones serán transformadores porque se desplazan por sí mismos y pueden volar en el mundo tridimensional, fuera del alcance directo de las personas. Una vez que estén en todas partes, ampliarán enormemente nuestra presencia, productividad y experiencia humana.
9. Tecnología neuromórfica
Chips informáticos que imitan el cerebro humano
Ni siquiera las mejores supercomputadoras actuales pueden igualar la sofisticación del cerebro humano. Las computadoras son lineales: trasladan datos de un lado a otro entre los chips de memoria y un procesador central a través de una conexión troncal de alta velocidad. El cerebro, en cambio, está totalmente interconectado; la lógica y la memoria están íntimamente vinculadas, con una densidad y diversidad miles de millones de veces mayores que las de una computadora moderna. Los chips neuromórficos buscan procesar la información de una forma fundamentalmente distinta a la del hardware tradicional e imitar la arquitectura cerebral para aumentar enormemente la capacidad de las computadoras para pensar y responder.
La miniaturización ha permitido aumentos enormes en la potencia informática convencional a lo largo de los años, pero el cuello de botella que supone trasladar datos constantemente entre la memoria almacenada y los procesadores centrales consume mucha energía y genera calor no deseado, lo que limita nuevas mejoras. En cambio, los chips neuromórficos pueden ser más potentes y eficientes desde el punto de vista energético, al combinar los componentes de almacenamiento y procesamiento de datos en los mismos módulos interconectados. En este sentido, el sistema copia la red de neuronas que, por miles de millones, conforma el cerebro humano.
La tecnología neuromórfica será la siguiente etapa de la computación de alto rendimiento y permitirá procesar datos mucho más rápido y mejorar la capacidad de aprendizaje automático. El chip TrueNorth de IBM, con un millón de neuronas y presentado como prototipo en agosto de 2014, ofrece para ciertas tareas una eficiencia energética cientos de veces superior a la de una CPU convencional (unidad central de procesamiento) y, por primera vez, más comparable a la de la corteza cerebral humana. Al disponer de mucha más potencia de cálculo con un consumo de energía y un volumen mucho menores, los chips neuromórficos deberían permitir que máquinas inteligentes de pequeña escala impulsen la siguiente etapa de la miniaturización y la inteligencia artificial.
Entre las posibles aplicaciones se incluyen drones más capaces de procesar señales visuales y responder a ellas, cámaras y teléfonos inteligentes mucho más potentes e inteligentes, y el análisis de datos a una escala que podría ayudar a desentrañar los secretos de los mercados financieros o de la previsión climática. Las computadoras podrán anticiparse y aprender, en lugar de limitarse a responder de formas preprogramadas.
10. Genoma digital
Atención sanitaria para una época en la que tu código genético está en una memoria USB
La primera secuenciación de los 3.200 millones de pares de bases de ADN que componen el genoma humano llevó muchos años y costó decenas de millones de dólares; hoy, el genoma puede secuenciarse y digitalizarse en minutos, por apenas unos cientos de dólares. Los resultados pueden entregarse en una memoria USB para tu computadora portátil y compartirse fácilmente por internet. Esta capacidad para determinar de forma rápida y económica nuestra composición genética individual y única promete revolucionar una atención sanitaria más personalizada y eficaz.
Muchos de nuestros problemas de salud más difíciles de tratar, desde las enfermedades cardíacas hasta el cáncer, tienen un componente genético. De hecho, el cáncer se describe mejor como una enfermedad del genoma. Gracias a la digitalización, los médicos podrán tomar decisiones sobre el tratamiento del cáncer de un paciente con base en la composición genética de un tumor. Este nuevo conocimiento también está haciendo realidad la medicina de precisión, al permitir el desarrollo de terapias altamente dirigidas que ofrecen la posibilidad de mejorar los resultados del tratamiento, especialmente para los pacientes que luchan contra el cáncer.
Como ocurre con toda información personal, habrá que proteger el genoma digital de una persona por razones de privacidad. La elaboración de perfiles genómicos personales ya ha planteado retos: cómo responden las personas al conocer con mayor claridad su riesgo de padecer enfermedades genéticas, y cómo otros —como empleadores o compañías de seguros— podrían querer acceder a la información y utilizarla. Sin embargo, es probable que los beneficios superen los riesgos, porque pueden desarrollarse tratamientos individualizados y terapias dirigidas con potencial para aplicarse a todas las numerosas enfermedades causadas o favorecidas por cambios en el ADN.
Esta lista fue elaborada por el Meta-Council on Emerging Technologies, que desea agradecer a: Justine Cassell, profesora de Interacción persona-computadora en Carnegie Mellon University; Paolo Dario, director de The BioRobotics Institute, Scuola Superiore Sant’Anna, Pisa; Julia Greer, profesora de Ciencia de los Materiales y Mecánica en California Institute of Technology (Caltech); y Jennifer Lewis, profesora Hansjorg Wyss en Harvard School of Engineering and Applied Sciences, de la Network of Global Agenda Councils; Michael Pellini, presidente y director ejecutivo de Foundation Medicine Inc., de Technology Pioneers; y William “Red” Whittaker, profesor de Carnegie Mellon University, por sus valiosas contribuciones a la creación de esta lista.
Imagen destacada: El sol sale sobre la torre CN y el resto del horizonte urbano de Toronto. REUTERS/Mark Blinch
