Hace años, cuando comencé a interesarme por los vehículos submarinos operados remotamente (ROVs), me cautivó su dualidad. Por un lado, eran prodigios de ingeniería que debían operar en entornos extremos. Por otro lado, a pesar de su sofisticación, sus diseños parecían inconexos, como si cada componente obedeciera a una lógica distinta. Esta percepción inicial se convirtió, con el tiempo, en la semilla de una investigación más profunda.

En efecto, los ROVs han evolucionado de simples cámaras sumergibles a plataformas capaces de ejecutar tareas complejas a cientos o miles de metros de profundidad. Sin embargo, este avance ha ocurrido en paralelo —y no necesariamente integrado— con la revolución tecnológica de la Industria 4.0. Esta última ha traído consigo el desarrollo de inteligencia artificial, internet de las cosas, big data, y otras capacidades que transforman radicalmente la forma en que concebimos sistemas complejos.

Aquí identificamos una oportunidad: mientras los sistemas robóticos submarinos seguían una evolución técnica constante, las tecnologías emergentes avanzaban por caminos distintos. Por consiguiente, nos propusimos tender puentes entre estos dos mundos. No bastaba con añadir sensores inteligentes o insertar algoritmos de aprendizaje automático. Nuestro objetivo era más ambicioso: diseñar una metodología que incorporara estas nuevas capacidades desde la concepción misma del sistema.

La Ingeniería de Sistemas ofreció el marco metodológico necesario. Esta disciplina, madura y rigurosa, proporciona herramientas para gestionar la complejidad, asegurar la trazabilidad de requisitos y estructurar el diseño de sistemas multifuncionales. No obstante, detectamos un obstáculo importante: la llamada “fijación de diseño”. Es decir, la tendencia de los ingenieros a enfrentar nuevos desafíos con soluciones ya conocidas.

Para superar esta limitación, desarrollamos el Análisis de Afinidad Funcional (FAA). A diferencia de enfoques tradicionales, este análisis separa las funciones requeridas de las tecnologías que podrían implementarlas. En lugar de pensar “necesitamos una cámara HD con X especificaciones”, formulamos: “necesitamos capturar imágenes con cierta calidad para determinado propósito”. Este cambio de perspectiva abrió nuevas posibilidades. Incluso tecnologías que no habíamos considerado empezaron a emerger como opciones viables.

Aplicamos este enfoque en un caso real: el diseño de un ROV experimental para exploración oceánica hasta 500 metros de profundidad. Identificamos cinco grupos funcionales esenciales: recolección de muestras, gestión de información, movimiento, protección del sistema y suministro de energía. Al repensar cada uno con FAA, descubrimos soluciones innovadoras.

Por ejemplo, en la gestión de información, tradicionalmente se priorizan sensores y cámaras. Pero gracias a esta nueva visión, exploramos iluminación adaptativa basada en IA, capaz de optimizar la visibilidad según las condiciones del entorno. Además, consideramos modelos de reconocimiento visual que identifican especies en tiempo real. Así, el ROV dejó de ser un mero recolector de datos para convertirse en un asistente activo en misiones científicas.

Este enfoque no solo mejoró la eficiencia técnica. También nos permitió abordar mejor las necesidades humanas. Después de todo, los ROVs no existen únicamente para mostrar proezas de ingeniería; su razón de ser está en la exploración científica, la recuperación de objetos, la inspección de infraestructuras o el monitoreo ambiental.

Dicha filosofía se alinea naturalmente con el concepto de Sociedad 5.0, que plantea la tecnología no como fin, sino como medio para resolver problemas sociales y mejorar la calidad de vida. En ese sentido, el diseño de estos sistemas determina directamente nuestra capacidad para comprender y proteger los ecosistemas marinos en las próximas décadas.

El proceso no fue sencillo. Integrar disciplinas implica confrontar marcos conceptuales distintos. Sin embargo, fue en esa fricción creativa donde surgieron las mejores ideas. Mi experiencia anterior con ROVs en Colombia ya me había mostrado las limitaciones de los enfoques excesivamente compartimentados. Ahora, al aplicar el FAA, logramos integrar sistemáticamente capacidades emergentes, desarrollando sistemas más adaptados y resilientes.

Finalmente, lo que vislumbramos es solo el comienzo. Imaginemos ROVs con capacidades predictivas de mantenimiento, interfaces intuitivas que transforman datos complejos en decisiones operativas, o sistemas colaborativos que coordinan múltiples vehículos en tiempo real. En definitiva, la próxima generación de sistemas submarinos no se definirá solo por sus especificaciones técnicas, sino por cómo integren de forma inteligente y humana las nuevas posibilidades tecnológicas.

Si estas ideas resuenan contigo, te invito a consultar nuestro artículo completo:
“On the Integration of Complex Systems Engineering and Industry 4.0 Technologies for the Conceptual Design of Robotic Systems”, disponible en: https://doi.org/10.3390/machines12090625