Una cosa interesante sobre estos sistemas es que hace años, cuando me interesé por primera vez en los vehículos operados remotamente bajo el agua (ROVs), la doble naturaleza de los sistemas tripulados y no tripulados era simplemente una forma de comparar las capacidades del hombre con las de una tecnología emergente. Eran maravillas de la ingeniería que, por un lado, tenían que funcionar en uno de los entornos más inhóspitos para la tecnología humana. Sin embargo, al mismo tiempo, por muy sofisticados que fueran, me parecían diseñados por un comité, es decir, a través de un enfoque fragmentado: cada pieza individual respondiendo a una lógica diferente.

Esa primera intuición llevó al inicio de una investigación más amplia. Con la llegada de nuevas tecnologías, sin embargo, dimensionar tales sistemas es extremadamente desafiante mientras se mantiene al mismo tiempo cierto nivel de coherencia en el diseño funcional. —¿Cómo podemos diseñar estos sistemas complejos y al mismo tiempo capturar este nuevo cambio de paradigma anticipado debido a las posibilidades emergentes?

Durante más de medio siglo, los ROVs pasaron de ser cámaras submarinas básicas a vehículos complejos capaces de ejecutar tareas intrincadas a cientos o incluso miles de metros de profundidad. Mientras tanto, hemos visto una revolución en la tecnología que se desarrollará globalmente como la Industria 4.0, un ecosistema de inteligencia artificial, internet de las cosas, big data y otras innovaciones que están definiendo nuevos límites.

La rareza aquí es que estos dos mundos, los sistemas submarinos y las tecnologías 4.0, han avanzado en gran medida por caminos dispares. Ahí es donde encontramos una oportunidad de espacio en blanco.

En este estudio, éramos un equipo multidisciplinario tratando de construir estos puentes. No queríamos simplemente colocar sensores «inteligentes» sobre los ROVs existentes o incrustar algoritmos de aprendizaje automático en sus sistemas de control. Queríamos una iteración más profunda: una forma de integrar estas nuevas capacidades tecnológicas desde los conceptos iniciales a través de metodologías de diseño natural.

El marco metodológico fue ofrecido por la Ingeniería de Sistemas. Esta amplia disciplina, que ha existido durante décadas, proporciona técnicas probadas para manejar el desorden inherente al diseñar sistemas con múltiples partes interconectadas. Se basa en el pensamiento sistemático, la descomposición funcional y la trazabilidad de requisitos. Sin embargo, al comenzar a incluir capacidades más nuevas, una cosa era muy evidente: más a menudo de lo que se piensa, incluso los ingenieros experimentados se encuentran en una «fijación de diseño», es decir, tienden a sobreajustar las opciones proporcionadas para resolver nuevos problemas utilizando sus soluciones familiares.

Como resultado, creamos el Análisis de Afinidad Funcional (FAA), que es simple e impactante. Es conceptualmente simple; tomamos los requisitos que debemos cumplir y los desacoplamos de la tecnología real que debe realizarlos. Así que en lugar de decir «necesitamos una cámara de alta definición con las siguientes características», decimos «necesitamos capturar imágenes submarinas de esta calidad para este propósito». A partir de ahí, observamos qué tecnologías emergentes podrían proporcionar esta existencia, tal vez de maneras que nunca habíamos pensado antes.

Hacer esto me dio una perspectiva completamente nueva sobre todo. Los definimos trabajando con un sistema ROV experimental para realizar operaciones en el fondo del océano a una profundidad de 500 m, y estas fueron recolección de muestras (muestra), gestión de información (información), movimiento (movimiento), protección del sistema (protección) y suministro de energía (energía). Encontramos todo tipo de posibilidades interesantes al mirar cada uno a través de esta nueva lente.

En nuestro caso, por ejemplo, en el campo de la gestión de la información (que es un punto crucial para estos sistemas), siempre hemos pensado en sensores y cámaras, así como en formas de transmitir los datos adquiridos. Pensando en genotipos de esta manera, nos dimos cuenta de que el sistema puede ser enseñado utilizando inteligencia artificial para proporcionar lámparas adaptativas iluminadas en el borde y soluciones de control de iluminación capaces de ajustar automáticamente la visibilidad según las condiciones ambientales. O, por ejemplo, modelos de reconocimiento de imágenes que podrían identificar especies marinas en tiempo real, convirtiendo al ROV de una herramienta tonta de recolección de datos en un asistente de investigación haciendo ciencia durante la misión.

La parte interesante fue la forma en que nos permitió resolver los conflictos tecnológicos con las necesidades humanas. Después de todo, estos sistemas no están diseñados para mostrar tecnología; existen para la investigación científica, la inspección de infraestructuras, la recuperación de objetos, el estudio ambiental.

Esta filosofía se alinea bien con la nueva ideología de la Sociedad 5.0 que está surgiendo en todas partes, que enfatiza la integración de la tecnología como una solución a problemas sociales y no meros caprichos tecnológicos que contribuyen a cambiar el estilo de vida. Apenas hemos arañado la superficie de las vastas extensiones de los océanos. Dentro de diez o veinte años, los sistemas que estamos diseñando hoy dictarán qué tan bien conocemos estos ecosistemas y qué tan capaces somos de coexistir con ellos en ese momento.

No fue sin sus desafíos. Siempre es difícil romper las formas habituales de pensar, especialmente en equipos interdisciplinarios donde cada gurú proviene de su solución preferida y marco conceptual. Pero esa fricción creativa es donde descubrimos las ideas más beneficiosas.

Ya había sido quemado en mi experiencia desarrollando sistemas ROV en Colombia, lo cual fue una prueba clara de las limitaciones de los enfoques segregacionistas. Esta vez, sin embargo, vemos un sistema submarino de próxima generación que no solo está mejorado incrementalmente en términos de eficiencia o potencia, sino que en realidad es más adecuado para su propósito que cualquier cosa que haya existido antes porque hereda sistemáticamente las capacidades de las tecnologías 4.0.

Mucho del poder de esta integración aún está por verse. Imagina ROVs con capacidades predictivas avanzadas que pueden identificar problemas antes de que ocurran, interfaces que convierten datos complicados en representaciones visuales fácilmente comprensibles para que los operadores las interpreten, o sistemas en los que múltiples vehículos se comunican y cooperan mientras ejecutan tareas complejas.

La próxima generación de vehículos submarinos no se definirá por su destreza técnica, sino por cómo aprovechan estas nuevas capacidades para remodelar nuestra relación simbiótica con el mundo submarino.

Si estas ideas resuenan con tu trabajo y mente, puedes consultar nuestro estudio completo que describe la metodología, el caso de aplicación y las implicaciones más amplias de este paisaje integrador. Consulta el artículo «Sobre la Integración de la Ingeniería de Sistemas Complejos y las Tecnologías de la Industria 4.0 para el Diseño Conceptual de Sistemas Robóticos» (https://doi.org/10.3390/machines12090625).

Como la última frontera terrestre, el océano presenta desafíos para la tecnología y nuevos horizontes para la ciencia. Aquí es donde debe aprovecharse lo mejor de nuestra ingeniosidad colectiva en cómo diseñamos sistemas para explorarlo, no en las meras capacidades de hardware, sino en la integración perfecta de estas funciones que sirven a las necesidades humanas, un problema de ingeniería verdaderamente valioso.