Los sistemas embebidos, ejemplos en cuanto al uso por el humano
Conociendo los Sistemas embebidos.

Como siempre se dice, los sistemas forman parte de nuestra vida, aunque no nos demos cuenta. Sin ellas, no tendríamos la mayoría de las comodidades que la tecnología nos ha aportado en los últimos 60 años.

¿Qué es un sistema empotrado?

Para los que no estén familiarizados con el mundo de los sistemas "embebidos", podemos decir que un sistema embebido, es un tipo de circuito electrónico con un microcontrolador o microprocesador el "cerebro" que suele encontrarse en dispositivos y productos que pueden realizar funciones específicas mediante software (normalmente desarrollado en C/C++ y Linux).

Un ejemplo clásico de sistema integrado es el dispositivo de una lavadora moderna. Para lavar la ropa, tenemos que seleccionar un programa de lavado, es decir, pulsar unos cuantos botones, que a su vez activan el "sistema" a través del software y hacen que éste realice las funciones seleccionadas sin problemas. Esto es, muy brevemente y a grandes rasgos, lo que ocurre normalmente en cualquier aparato con un sistema integrado.

¿Qué impacto tienen los sistemas embebidos en la humanidad?

Como ya se ha mencionado, el hombre y los sistemas embebidos mantienen una "relación" desde hace más de 60 años, y los recientes avances en investigación y desarrollo sugieren que esta alianza simbiótica entre el hombre y la máquina será aún más fuerte. Y no sólo en nuestro planeta, sino también en el espacio.

Sí, así es, en el espacio. No es casualidad que el primer sistema de a bordo de la historia fuera el sistema de guiado desarrollado por el MIT para la NASA, que desempeñó un papel fundamental en las misiones lunares Apolo. Incluso hoy, la industria aeroespacial es un importante inversor en la investigación y el desarrollo de sistemas integrados. Un ejemplo famoso es SpaceX, la empresa estadounidense fundada por Elon Musk, que planea lanzar el primer sistema de transporte interplanetario (ITS) para llevar a los humanos a Marte, con increíbles inversiones en el desarrollo de software embebido.

Pero dejando de lado estos casos extremos, cabe señalar que, desde los años 70, el uso de sistemas embebidos ha crecido en todas las industrias y en todos los sectores (incluida, por desgracia, la producción de armas militares y tecnológicas), hasta invadir definitivamente nuestra vida cotidiana: en el transporte, los electrodomésticos, la seguridad, los vehículos industriales, la industria del automóvil, el ferrocarril…. incluso en el cuerpo humano.

Sistemas integrados y su uso en el cuerpo humano

La ciencia ficción nos ha acostumbrado a ver al hombre biónico como algo amenazante, siniestro y malvado. ¿Quién, al oír los términos "hombre biónico" u "hombre-máquina", no recuerda la escena de la película "Terminator" en la que todos los seres vivos saltan por los aires? También es cierto que en el imaginario colectivo hay ejemplos más "positivos" y pacíficos, como RoboCop o el Hombre Bicentenario. Pero dejando de lado la ciencia ficción y todas las referencias culturales o clichés que tenemos en nuestra sociedad, y sobre todo si no nos centramos sólo en el campo de la robótica, los avances que la tecnología ha hecho en el uso de los sistemas embebidos para mejorar y potenciar la condición humana son evidentes y bastante tangibles.

En este contexto, hay una serie muy interesante en Netflix sobre los mecanismos que controlan "nuestra máquina", nuestro cuerpo, que recomiendo a quien quiera echar un vistazo más de cerca: El interior del cuerpo humano.

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Sistemas embebidos en ingeniería biomédica

La primera entrega de esta serie (espero no desvelar demasiado) cuenta la historia de Jason Little, un estadounidense que perdió su brazo izquierdo en un grave accidente y que, gracias a las asombrosas investigaciones del profesor Ranu Jung (Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad Internacional de Florida), pudo recuperar no sólo la función mecánica de su miembro fantasma, sino también sus sensaciones táctiles y neuronales gracias a una prótesis artificial. En otras palabras, no se trata de una prótesis estética que realiza funciones básicas, sino de un sistema de alta tecnología que supera las "barreras" del cuerpo humano y que, gracias a una serie de neuroestimuladores instalados directamente en el cuerpo de Jason, le permite conectar su cerebro directamente con su brazo biónico.

Pero, ¿qué tiene que ver todo esto con los sistemas embebidos? Un pequeño detalle: el sistema en cuestión incorpora la Raspberry Pi 3, un ordenador de placa única, es decir, un ordenador completo en una sola placa (chip), que, junto con Arduino, es uno de los principales entornos de desarrollo de software y sistemas embebidos.

Otro ejemplo de incorporación de sistemas integrados directamente en el cuerpo humano es el uso de un desfibrilador cardioversor implantable (DCI) para detectar y regular los trastornos del ritmo cardíaco. Se trata de un dispositivo médico subcutáneo, un microprocesador que, mediante pequeños impulsos eléctricos, puede intervenir cuando detecta una taquicardia ventricular peligrosa. En el campo de la electromedicina, ya hay muchos ejemplos de dispositivos médicos que controlan, mantienen y mejoran nuestra salud, explotando las ilimitadas posibilidades que los sistemas embebidos pueden ofrecer a la humanidad.

En otras palabras, el principal objetivo de la tecnología desde el inicio de nuestra especie ha sido siempre mejorar nuestra vida y optimizar nuestro rendimiento. Desde las primeras herramientas rudimentarias del Neolítico, pasando por la máquina de vapor de James Watt, hasta la era de la Industria 4.0.

De la Industria 4.0 a la informática cognitiva

Cuando se habla de Industria 4.0, la transformación digital de los procesos industriales y de fabricación en casi todos los sectores, es imposible ignorar el papel clave que desempeñan los sistemas embebidos y que se espera que desempeñen aún más a medida que se acerca la quinta revolución industrial. El término "Industria 5.0" se refiere a la fusión del hombre y la máquina mediante el uso de tecnologías avanzadas como la inteligencia artificial, el IoT (Internet de las cosas) y, sobre todo, el enorme potencial de la computación cognitiva.

La computación cognitiva, también conocida como "informática cognitiva", consiste en pocas palabras en replicar y simular el cerebro humano en sistemas informáticos automatizados utilizando cantidades infinitas de datos. Y no es casualidad que hoy se hable de los datos como "el oro del siglo XXI". Además, en este marco, sin duda tienen cabida todos aquellos aspectos que ya se están aplicando, por ejemplo, en el marketing digital “machine learning, deep learning, big data, chatbots, etc.”, pero que en definitiva no pretenden mejorar o automatizar el trabajo humano, sino sustituirlo completamente por máquinas.

Todos los tipos de máquinas -o mejor dicho, la gran mayoría de ellas- cuentan ya con sistemas para automatizar los procesos industriales mediante la creación de software especial. Los sectores automovilístico, aeroespacial, ferroviario, naval, alimentario, agrícola y muchos otros no existirían hoy en día sin el uso de sistemas embebidos, PLCs, RTOS, etc. Sin embargo, la cuestión actual es cómo explotar mejor estos sistemas.

Pero la cuestión hoy es diferente: si las máquinas de computación cognitiva son prácticamente impecables, ¿se les pueden confiar decisiones y acciones? Por ejemplo, en el campo de la medicina, si un día (y ya existe un objeto de este tipo en el mercado) pudiéramos hacer un diagnóstico completo utilizando uno de estos sistemas, o si en lugar de un cirujano nos encontráramos solos frente a una máquina programada para no cometer errores durante una operación quirúrgica, ¿qué haría usted?

Desarrollo de software para sistemas embebidos

Este tema ha sido objeto de mucho debate, y aunque la ciencia y la ética tienen poco en común, el entusiasmo por los avances tecnológicos es ya imparable. E independientemente de los avances tecnológicos y de los debates sobre bioética o bioingeniería, el papel fundamental de los sistemas embebidos en nuestra sociedad sólo puede crecer y persistir.

Como expertos en el desarrollo de software embebido para diversas industrias, en la tecnología vemos como esta es una valiosa herramienta para crear una sociedad sostenible basada en el entendimiento. Una sociedad que utiliza el progreso para alcanzar los más altos niveles de sostenibilidad, eficiencia y confort. El futuro de nuestra sociedad dirá el resto.

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Patricia Rodriguez.
6 octubre, 2022
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