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Entorno inteligente

Los entornos inteligentes ( EI ) son espacios con sistemas integrados y tecnologías de la información y la comunicación que crean espacios interactivos que llevan la computación...

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Los entornos inteligentes ( EI ) son espacios con sistemas integrados y tecnologías de la información y la comunicación que crean espacios interactivos que llevan la computación al mundo físico y mejoran la experiencia de los ocupantes. [ 1 ] "Los entornos inteligentes son espacios en los que la computación se utiliza sin problemas para mejorar la actividad cotidiana. Una de las fuerzas impulsoras del creciente interés en los entornos altamente interactivos es lograr que las computadoras no solo sean realmente fáciles de usar, sino también esencialmente invisibles para el usuario". [ 2 ]

Los entornos inteligentes (EI) describen entornos físicos en los que las tecnologías de la información y la comunicación y los sistemas de sensores desaparecen al integrarse en objetos físicos, infraestructuras y el entorno en el que vivimos, viajamos y trabajamos. El objetivo es permitir que las computadoras participen en actividades que antes no estaban involucradas y que las personas interactúen con ellas mediante gestos , voz, movimiento y contexto . [ 3 ]

Orígenes

Figura conceptual del Espacio Inteligente (por J.-H. Lee y H. Hashimoto)

La idea de contar con una inteligencia artificial capaz de gestionar un entorno, recopilar datos y responder en consecuencia es más antigua de lo que podríamos pensar. En la novela 2001: Una odisea del espacio, de 1968, mucho antes de la revolución de los microordenadores , aparece el personaje ficticio HAL 9000 , un ordenador capaz de controlar los diferentes sensores y sistemas del entorno y utilizarlos como extensiones de sí mismo. El personaje Proteus, de la novela Semilla del demonio, de 1973 , también presenta las mismas características de una inteligencia artificial que controla un entorno integrado. Para cuando se publicaron estas dos novelas, la idea de un ordenador que controlara el entorno que nos rodea no era ampliamente aceptada por la comunidad, ya que ambos personajes desempeñaban el papel de máquinas malvadas cuyos únicos objetivos eran el control sobre los humanos. [ 4 ]

El término "entornos inteligentes" es un concepto y una expresión creados originalmente por Peter Droege para su publicación homónima de Elsevier de 1997, un proyecto que comenzó en 1986. [ 5 ] El proyecto de 1986 fue su propuesta ganadora en el concurso Campus City Kawasaki en Japón, que buscaba aplicar los beneficios de la tecnología de la información y las telecomunicaciones avanzadas a toda una ciudad, su empoderamiento social, su prosperidad transindustrial y, sobre todo, su redención ambiental.

No fue hasta 1991, con la introducción de la computación ubicua por Mark Weiser, que comenzamos a ver una inclinación de la comunidad científica a estudiar el área de la computación más allá de la máquina típica con teclado y pantalla. Se convirtió en algo que potencialmente podía implementarse en cualquier cosa que nos rodeara, proponiendo un acceso casual a la computación para cualquier usuario. En 1996, el Laboratorio Hashimoto de la Universidad de Tokio desarrolló la primera investigación sobre espacios inteligentes. J.-H. Lee y H. Hashimoto diseñaron una habitación con un sensor de seguimiento tridimensional de fabricación propia y robots móviles, todo ello conectado a una red. La idea era que los robots ayudaran a la persona en la habitación con diferentes tareas con la ayuda de cámaras de visión y conjuntos de computadoras, convirtiéndose así en uno de los primeros entornos inteligentes. [ 4 ]

En un principio, los espacios inteligentes se diseñaron con el único objetivo de ayudar a las personas con tareas físicas. Los robots integrados en la sala ayudarían a las personas a agarrar objetos y también brindarían apoyo a las personas con discapacidad para realizar ciertas tareas. Esta idea evolucionó hacia el concepto actual de entornos inteligentes, que no solo sirven para apoyar a las personas, sino también a los robots. El espacio inteligente se convirtió en una plataforma que amplía la capacidad de control de todo lo que está conectado a él. Si comenzamos a diseñar productos, ya sean de software o hardware, en torno a estos entornos inteligentes, el esfuerzo necesario para completar todo tipo de tareas se reduciría drásticamente. [ 4 ]

Desafíos

La implementación práctica de entornos inteligentes implica la solución de numerosos desafíos. Los sistemas de computación ubicua integrados en los entornos inteligentes deben ser proactivos, y para lograrlo, es crucial que puedan rastrear y determinar la intención de los usuarios. El reto consiste en encontrar la acción que supuestamente ayudará al usuario en lugar de obstaculizarlo. Actualmente, los algoritmos que sustentan los entornos inteligentes se perfeccionan constantemente mediante el método de ensayo y error en entornos artificiales. Solo cuando un programador logra un nivel de predicción suficientemente preciso, el producto puede comercializarse. El grado de precisión de los entornos inteligentes depende de la tarea que pretenden realizar. Algunas acciones sencillas que no afectan sustancialmente al usuario pueden presentar más fallos en las predicciones que otras funciones con mayor responsabilidad. Aun así, siempre existen acciones que el entorno inteligente no puede predecir completamente y que requieren la intervención del usuario para completarse. Uno de los desafíos más importantes en la actualidad es determinar qué acciones requieren la intervención del usuario y cómo crear algoritmos capaces de eliminarla para mejorar la usabilidad de los sistemas. [ 6 ]

Por otro lado, la proactividad de dichos entornos debe manejarse con sumo cuidado. Se supone que los sistemas de computación ubicua deben ser mínimamente intrusivos y, al mismo tiempo, capaces de tomar decisiones que ayuden a los usuarios. Una forma de lograrlo es hacer que estos sistemas puedan modificar su comportamiento en función del estado y el entorno del usuario. Aquí surgen nuevamente algunos desafíos: ¿Cuáles son los datos e información necesarios para que un sistema sea sensible al contexto? ¿Con qué frecuencia se debe medir y consultar esa información sin perjudicar el rendimiento del sistema? El objetivo es crear un entorno de información capaz de reaccionar de forma rápida y precisa a las necesidades y entradas del usuario, de modo que no sea necesario que los sensores registren información que no ayude a los algoritmos a tomar la acción correcta ante lo que está sucediendo. Reconocer datos importantes y filtrar el entorno para buscar el lugar apropiado para obtenerlos representa un gran desafío. [ 6 ]

Para los sistemas de computación ubicua, es fundamental encontrar el equilibrio adecuado entre proactividad y transparencia sin molestar al usuario. Estos sistemas pueden inferir las necesidades de proactividad del usuario en función de su nivel de experiencia en una tarea específica. La autoajustabilidad puede ser crucial para lograr este objetivo.

Como señala la Conferencia sobre Entornos Inteligentes (2007): «Los tipos de Entornos Inteligentes abarcan desde lo privado hasta lo público y desde lo fijo hasta lo móvil; algunos son efímeros, mientras que otros son permanentes; algunos cambian de tipo durante su vida útil. La realización de Entornos Inteligentes requiere la convergencia de diferentes disciplinas: Ciencias de la Información e Informática, Arquitectura, Ingeniería de Materiales, Inteligencia Artificial, Sociología y Diseño. Además, se requieren avances técnicos en campos tecnológicos clave, como la microelectrónica (p. ej., miniaturización, consumo de energía), las tecnologías de comunicación y redes (p. ej., banda ancha y redes inalámbricas), los materiales inteligentes (p. ej., bioimplantes) y los agentes inteligentes (p. ej., conocimiento del contexto)». La correcta integración de todos estos componentes es crucial para desarrollar un IE útil. [ 7 ]

Aplicaciones

Negocio

Una de las principales áreas que experimentará un impacto significativo en el surgimiento de la IE son las relaciones comerciales. La forma en que las empresas interactúan entre sí y con las personas sufrirá el impacto más significativo. Sus relaciones se volverán más dinámicas y deberán enfatizar un enfoque más flexible hacia los negocios, tratando de adaptarse al entorno comercial en constante cambio. Dicha flexibilidad también debería reflejarse en sus empleados y su entorno laboral. Incluso hoy en día, las empresas que han demostrado niveles significativos de flexibilidad en sus entornos laborales y con sus empleados (como Microsoft o Google ) tienen niveles crecientes de productividad y retención de empleados. [ 8 ]

Otro aspecto crucial que las empresas deben considerar en la era de Internet Explorer es cómo abordan la privacidad de sus clientes. El éxito de estas empresas futuras dependerá en gran medida de la confianza que las personas depositen en el uso de su información personal. Otro elemento esencial para el éxito de estos negocios potenciales será permitir que el usuario final controle la forma en que los sistemas de Internet Explorer toman decisiones. Las configuraciones intuitivas deberían permitirles controlar estos sistemas, pero actualmente esto representa uno de los mayores desafíos para los ingenieros de sistemas .

Actividades de ocio

Desde la creación de la IE, han surgido nuevas formas de entretenimiento. Se han realizado varios experimentos en museos donde esta tecnología se utiliza para crear una experiencia más interactiva que permite a los visitantes no solo experimentar la historia con la vista, sino también con todos sus sentidos. Desde el uso de sonidos y luces que se adaptan a las exposiciones presentadas hasta la incorporación de aromas que definen ambientes únicos, existen infinitas posibilidades para la aplicación de la IE en este tipo de entretenimiento. [ 9 ]

El mismo concepto puede utilizarse no solo para mejorar las experiencias de ocio existentes, sino también para crear otras nuevas. La expresión artística ha tenido una influencia significativa en esto, ya que hemos visto nuevas formas de arte que utilizan la Inteligencia Artificial y la Ingeniería Inmersiva. Tomemos como ejemplo la obra del artista Chris Milk, donde se puede observar la implementación de instalaciones inmersivas que permiten al usuario no solo apreciar una obra de arte, sino también formar parte de ella. Una de sus obras más importantes, "The Treachery of Sanctuary", utiliza proyecciones de los cuerpos de los usuarios en diferentes pantallas para explorar el proceso creativo mediante aves digitales generadas. Este tipo de arte requiere la interacción del usuario para existir. [ 10 ] [ 9 ]

Cuidado de la salud

Una de las aplicaciones más importantes de los Entornos Inteligentes se encuentra en el sector sanitario . Estos entornos pueden utilizarse en las habitaciones de los hospitales para monitorizar el estado de los pacientes sin que estos lo noten, lo que reduce las molestias para aquellos que necesitan un descanso prolongado y disminuye el trabajo del personal de enfermería, que ya no tiene que supervisarlos con regularidad. Esta tecnología podría transformar radicalmente el diseño de hospitales y clínicas, ya que el personal de enfermería puede optimizar su tiempo atendiendo a pacientes críticos sin descuidar a otros pacientes. Estas instalaciones únicas no solo monitorizan la salud del paciente y notifican al personal de enfermería, sino que también pueden programarse para interactuar con ellos con fines preventivos, administrando medicamentos específicos o entregando alimentos directamente cuando sea necesario. [ 9 ]

El cuidado de pacientes ancianos y frágiles podría cambiar drásticamente en el futuro con el uso de la IE. Al introducir esta tecnología en sus propios hogares, podremos monitorizar a un paciente desde cualquier lugar sin necesidad de trasladarlo a hospitales o clínicas para que reciba la atención adecuada. Esto podría transformar prácticamente cualquier casa en una residencia de ancianos inteligente , permitiendo a las familias ahorrar mucho dinero al reducir drásticamente el coste de la atención. [ 9 ]

Respuesta de emergencia

La prevención es la mejor manera de combatir un posible problema, y ​​no hay mejor forma de hacerlo que recopilando información antes de un evento problemático que nos ayude a saber cuándo ocurrirá. La inteligencia artificial (IE) proporcionaría la manera perfecta de recopilar los datos necesarios para predecir peligros y posibles problemas en el futuro. Si implementamos la IE en nuestros hogares, podría notificar, por ejemplo, al departamento de bomberos si un incendio está a punto de ocurrir sin que nos demos cuenta, o al departamento de policía si se detecta actividad sospechosa cerca de nuestras casas. En el mejor de los casos, el evento no ocurriría, ya que la IE nos ayudará a crear un diagnóstico del entorno donde se implementa para que podamos abordar posibles problemas mucho antes de que ocurran. Esto mejorará sustancialmente las condiciones de vida en las ciudades y tendrá un impacto económico sustancial, ya que ocurrirán menos eventos peligrosos, evitando pérdidas materiales. [ 9 ]

Monitoreo ambiental

Los Entornos Inteligentes nos ayudarán a monitorear diferentes entornos naturales con una precisión y granularidad mucho mayores que las técnicas utilizadas actualmente. Al tener acceso a datos más completos y significativos, no solo nos ayudará a controlar el medio ambiente para detectar posibles peligros, sino que también cambiará nuestra comprensión del mismo, lo que nos permitirá mejorar las teorías y los modelos actuales de los procesos ambientales. Actualmente, esta tecnología se utiliza para estudiar fenómenos como la erosión costera, las inundaciones y el movimiento de los glaciares. Sabemos muy poco sobre el porqué de muchos procesos naturales que nos afectan actualmente, y contar con datos más precisos y exactos mejorará significativamente la forma en que abordamos estos problemas, de modo que no solo hagamos que los seres humanos sean más respetuosos con el medio ambiente, sino que también mejoremos la salud de nuestro planeta. [ 9 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Augusto, Juan C; Callaghan, Vic; Cook, Diane; Kameas, Achilles; Satoh, Ichiro (diciembre de 2013). "Entornos inteligentes: un manifiesto" . Human-centric Computing and Information Sciences . 3 (1). doi : 10.1186/2192-1962-3-12 .
  2. ↑ Steventon, Alan; Wright, Steve (2006). Espacios inteligentes . Comunicaciones y redes informáticas. Bibcode : 2006insp.book.....S . doi : 10.1007/978-1-84628-429-8 . ISBN 978-1-84628-002-3.
  3. ↑ "Conferencia sobre Entornos Inteligentes" .
  4. 1 2 3 Lee, Joo-Ho; Hashimoto, Hideki (enero de 2002). "Espacio inteligente: concepto y contenido". Robótica avanzada . 16 (3): 265– 280. doi : 10.1163/156855302760121936 .
  5. ^ Droege, Peter (1997). Entornos Inteligentes . doi : 10.1016/B978-0-444-82332-8.X5000-8 . ISBN 978-0-444-82332-8.
  6. 1 2 Satyanarayanan, M. (2001). "Computación omnipresente: visión y desafíos". IEEE Personal Communications . 8 (4): 10– 17. doi : 10.1109/98.943998 .
  7. ↑ "Conferencia sobre Entornos Inteligentes (2007)" . Archivado del original el 29 de septiembre de 2013. Consultado el 25 de junio de 2021 .
  8. ↑ Steventon, Alan; Wright, Steve (2006). Espacios inteligentes . Comunicaciones y redes informáticas. Bibcode : 2006insp.book.....S . doi : 10.1007/978-1-84628-429-8 . ISBN 978-1-84628-002-3.
  9. 1 2 3 4 5 6 Wright, S; Steventon, A (julio de 2004). "Espacios inteligentes: la visión, las oportunidades y las barreras". BT Technology Journal . 22 (3): 15– 26. doi : 10.1023/b:bttj.0000047116.13540.e0 .
  10. ↑ "El arte en la era de la IA: cómo la tecnología está redefiniendo nuestra creatividad" . Singularity Hub . 6 de febrero de 2017. Consultado el 28 de noviembre de 2018 .
  • Primera Conferencia Internacional IET sobre Entornos Inteligentes, Colchester, 28-29 de junio de 2005.
  • Segunda Conferencia Internacional IET sobre Entornos Inteligentes, Atenas, 5-6 de julio de 2006
  • 3.ª Conferencia Internacional IET sobre Entornos Inteligentes, Ulm, 24-25 de septiembre de 2007. Archivada el 13 de octubre de 2012 en Wayback Machine .
  • 4ª Conferencia Internacional IET sobre Entornos Inteligentes, Seattle, 21-22 de junio de 2008
  • 5ª Conferencia Internacional IET sobre Entornos Inteligentes, Barcelona, ​​20-21 de julio de 2009
  • 6ª Conferencia Internacional IET sobre Entornos Inteligentes, Malasia, 19-21 de julio de 2010
  • 7ª Conferencia Internacional IET sobre Entornos Inteligentes - iCampus, Nottingham, 25-28 de julio de 2011
  • 8ª Conferencia Internacional IET sobre Entornos Inteligentes, Guanajuato, 26-29 de junio de 2012
  • IX Conferencia Internacional IEEE sobre Entornos Inteligentes, Atenas, julio de 2013
  • Décima Conferencia Internacional IEEE sobre Entornos Inteligentes, Shanghái, junio de 2014
  • La 11.ª Conferencia Internacional IEEE sobre Entornos Inteligentes, Praga, República Checa, 15-17 de julio de 2015.
  • XII Conferencia Internacional IEEE sobre Entornos Inteligentes, Londres, Reino Unido, 14-16 de septiembre de 2016.
  • XIII Conferencia Internacional del IEEE sobre Entornos Inteligentes, Seúl, Corea, 23-25 ​​de agosto de 2017.
  • La 14ª Conferencia Internacional IEEE sobre Entornos Inteligentes, Roma, Italia, 25-28 de junio de 2018.
  • XV Conferencia Internacional IEEE sobre Entornos Inteligentes, Rabat, Marruecos, 24-27 de junio de 2019. Archivada el 23 de septiembre de 2021 en Wayback Machine.
  • XVI Conferencia Internacional IEEE sobre Entornos Inteligentes, Madrid, España, 20-23 de julio de 2020
  • XVII Conferencia Internacional IEEE sobre Entornos Inteligentes, Dubái, Emiratos Árabes Unidos, 21-24 de junio de 2021
  • XVIII Conferencia Internacional IEEE sobre Entornos Inteligentes, Biarritz, Francia, 20-23 de junio de 2022
  • XIX Conferencia Internacional del IEEE sobre Entornos Inteligentes, Mauricio, 27-30 de junio de 2023
  • URENIO, organización dedicada a las ciudades inteligentes, http://www.urenio.org