EEsStTuUdDioIO d DeE tTeEnNdDeEnNcCiaIAsS tTeEcCnNoOlóLgÓiGcIaCsAS Primera edición digital, enero 2024 © Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (CONCYTEC) Av. Del Aire N.° 485, San Borja, Lima, Perú Teléfono: (51-1) 399-0030 www.concytec.gob.pe Hecho el depósito legal en la Biblioteca Nacional del Perú N.° 2023-12262 ISBN: 978-9972-50-224-8 Estudio electrónico disponible en: bit.ly/ESTUDIODETENDENCIASTECNOLÓGICAS Presidente del Concytec Dr. Benjamín Abelardo Marticorena Castillo Elaborado por Felipe Donato Valentín Rojas Especialista DIE Suyin Meylin Ching Ibarra Analista DIE Dirigido por Agnes Franco Temple Director de Investigación y Estudios Consejo Nacional de Ciencia Tecnología e Innovación Tecnológica ÍNDICE 1. ANÁLISIS DE TENDENCIAS A PARTIR DE NOTICIAS DE LOS BOLETINES VITEC 2022 .........................................................................................................................9 1.1. Análisis ..............................................................................................................................................................................10 1.2. Aplicaciones de la inteligencia artificial .................................................................................................... 13 1.2.1. Inteligencia artificial e imágenes ....................................................................................................... 15 1.3. Futuro de la movilidad .......................................................................................................................................... 23 1.3.1. Vehículos autónomos ................................................................................................................................. 25 1.3.2. Vehículos eléctricos y baterías de iones de litio ......................................................................... 31 a) Análisis de batería ..................................................................................................................................... 25 b) Batería de iones de litio (LIB) ............................................................................................................ 37 c) Más allá de las LIB ......................................................................................................................................41 d) Ciberseguridad ...........................................................................................................................................45 e) Materiales .......................................................................................................................................................46 f) Pilas de combustible de hidrógeno ............................................................................................. 48 g) Seguridad .......................................................................................................................................................49 h) General .............................................................................................................................................................50 2. ANÁLISIS DE TENDENCIAS A PARTIR DE PATENTES DE LOS BOLETINES VITEC 2022 ..................................................................................................................... 53 2.1. Análisis ............................................................................................................................................................................54 2.2. Patentamiento en inteligencia artificial ..................................................................................................56 2.3. Patentamiento en machine learning ........................................................................................................61 2.4. Patentamiento en blockchain .......................................................................................................................66 3. REFERENCIAS .............................................................................................................................................................. 75 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Nube de palabras generada a partir de las noticias de los boletines VITEC 2022 ......................................................................................................................10 Figura 2: Red de coocurrencia de términos en las noticias de los boletines VITEC 2022 (clústeres 1-9) ...................................................................................... 11 Figura 3: Resultados de “inteligencia artificial”, documentos por institución ............................14 Figura 4: Resultados de “inteligencia artificial”, documentos por país ...........................................14 Figura 5: Nube de palabras generada a partir de las noticias de los boletines VITEC 2022 sobre inteligencia artificial ..................................................... 15 Figura 6: Análisis de resultados de búsqueda de “inteligencia artificial” .....................................16 Figura 7: Uso de la inteligencia artificial para la recuperación de obras de arte .....................18 Figura 8: Interfaz de usuario de VideoSticker ..................................................................................................19 Figura 9: Representación conceptual de una cámara ..............................................................................20 Figura 10: TrackMate v7 haciendo seguimiento del crecimiento de la bacteria Neisseria meningitidis ................................................................ 21 Figura 11: Citoesqueleto de actina y sus núcleos ............................................................................................ 21 Figura 12: Aplicativo móvil de Walmart impulsado por inteligencia artificial para compradores en línea .................................................................. 22 Figura 13: Nube de palabras generada a partir de las noticias de los boletines VITEC 2022 sobre movilidad o transporte ............................................. 23 Figura 14: Cantidad de publicaciones de universidades o centros de investigación en 2022 ......................................................................................................24 Figura 15: Cantidad de publicaciones de noticias por país ..................................................................... 25 Figura 16: Chip FPSA a escala microscópica ......................................................................................................27 Figura 17: Tecnología LIDAR ..........................................................................................................................................28 Figura 18: Segmentación panóptica y segmentación panóptica amodal ...................................29 Figura 19: Ilustración de un nuevo procesador de sensores capaz de integrarse en chips 30 Figura 20: Esquema del diseño a) celda de batería estructural (SBC) y b) compuesto microvascular (MVC) ........................................................................................... 33 Figura 21: Patrón parabólico entre constantes magnéticas ...................................................................34 Figura 22: Reciclaje de baterías de vehículos eléctricos (VE) ................................................................. 35 Figura 23: Batería que contiene un sistema de administración para controlar el módulo ........................................................................................................................36 Figura 24: Pruebas de celdas de las baterías ....................................................................................................39 Figura 25: Transformación del electrodo de una estructura desordenada de átomos a una estructura ordenada cristalina ........ 40 Figura 26: Baterías estacionarias ................................................................................................................................41 Figura 27: Nuevo electrolito sólido a base de iones de sodio ................................................................43 Figura 28: Combinaciones y fases al mezclar y unir componentes diversos ............................. 44 Figura 29: Fragmento de tetrataenita ...................................................................................................................47 Figura 30: Fibras de carbono ........................................................................................................................................47 Figura 31: Nuevo nanomotor fabricado con material de ADN ............................................................. 48 Figura 32: Nube de palabras generada a partir de las patentes de los boletines VITEC 2022 .................................................................................................................54 Figura 33: Red de coocurrencia de términos generada a partir de las patentes de los boletines VITEC 2022 .................................................................................................................. 55 Figura 34: Nube de palabras generada a partir de las patentes de los boletines VITEC 2022 sobre inteligencia artificial ................................................. 57 Figura 35: Dispositivo de transmisión de señales de electroencefalograma (EEG) ...............59 Figura 36: Esquema de un robot oftálmico .......................................................................................................60 Figura 37: Vista de un robot de rehabilitación portátil desde diferentes ángulos ..................60 Figura 38: Vista lateral izquierda de un robot de baño ...............................................................................61 Figura 39: Nube de palabras generada a partir de las patentes de los boletines VITEC 2022 sobre machine learning ........................................................62 Figura 40: Diagrama de un sistema de automatización robótica de procesos (RPA) .........64 Figura 41: Handover de equipos de usuario en celdas inalámbricas ...............................................65 Figura 42: Nube de palabras generada a partir de las patentes de los boletines VITEC 2022 sobre blockchain .........................................................................67 Figura 43: Oportunidades de blockchain para el sector industrial ...................................................68 Figura 44: Sistema de transacción confiable basado en blockchain ..............................................70 Figura 45: Diagrama conceptual del sistema y método para cifrar y controlar el acceso mediante blockchain ...............................................................................71 Figura 46: Marco del intercambio de datos de salud basados en blockchain ..........................72 Figura 47: Sistema para el inicio de sesión único utilizando blockchain ...................................... 73 Figura 48: Diagrama de bloques del sistema de autenticación para acceder a la red móvil ..................................................................................................................74 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Noticias que contienen los términos inteligencia artificial e imagen por sector 16-17 Tabla 2: Tecnologías relacionadas con automóviles, carros o vehículos autónomos 25-26 Tabla 3: Tecnología: análisis de batería 32 Tabla 4: Tecnología: batería de iones de litio (LIB) 37 Tabla 5: Tecnología: más allá de LIB 42 Tabla 6: Tecnología: ciberseguridad 45 Tabla 7: Tecnología: materiales 46 Tabla 8: Tecnología: pilas de combustible de hidrógeno 49 Tabla 9: Tecnología: seguridad 49 Tabla 10: Tecnología: general 50-51 Tabla 11: Resultados de las patentes de los boletines 2022 relacionados con inteligencia artificial 57-58 Tabla 12: Resultados de las patentes de los boletines 2022 relacionados con machine learning 62-63 Tabla 13: Resultados de las patentes de los boletines 2022 relacionados con blockchain 68-69 INTRODUCCIÓN El Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica (Concytec), a través de la Dirección de Investigación y Estudios (DIE), ha publicado 51 boletines de vigilancia tecnológica durante 2022 con el fin de proporcionar semanalmente información acerca de los últimos avances científicos y tecnológicos a nivel global, y de productos y servicios innovadores que se lanzan al mercado internacional. En cada uno de los boletines, se recopilan veinte noticias que abarcan investigaciones, inventos e innovaciones provenientes de destacadas instituciones académicas y centros de investigación a nivel mundial. Además, estas publicaciones contienen un resumen de diez patentes publicadas en las prestigiosas bases de datos de WIPO y Espacenet. Tanto las noticias como las patentes abordadas se vinculan a las tecnologías emergentes en diversos ámbitos, como educación, salud, ciencias naturales, entre otros. Las noticias y patentes analizadas en cada uno de los 51 boletines de vigilancia tecnológica se centran principalmente en la amplia gama de usos y aplicaciones que involucran la inteligencia artificial y machine learning. Estas tecnologías son priorizadas en las publicaciones debido a que son las más influyentes en las diversas industrias, de acuerdo con McKinsey Digital (2022), lo que subraya la importancia de estar al tanto de las investigaciones y desarrollos en curso relacionados con estas áreas tecnológicas. De este modo, este estudio analiza 1020 noticias y 510 patentes por su volumen de información. Con el fin de encontrar las temáticas y tendencias más importantes, se utilizan herramientas, como VOSviewer, que permitan visualizar la red de coocurrencia de términos; esta permite identificar temas clave y tendencias emergentes, y visualizar clústeres o comunidades temáticas. Asimismo, se usa la herramienta Orange Data Mining para la elaboración de Word Cloud con el propósito de resumir y visualizar las palabras clave y tendencias en un conjunto de datos de texto, lo que facilita el análisis y la comprensión de los contenidos en la vigilancia tecnológica. Estudio de tendencias tecnológicas 1 ANÁLISIS DE TENDENCIAS A PARTIR DE NOTICIAS DE LOS BOLETINES VITEC 2022 9 Estudio de tendencias tecnológicas 1.1. Análisis Este análisis de tendencias tecnológicas se ha aplicado a partir de noticias sobre investigación, inventos e innovaciones de las principales universidades y centros de investigaciones identificados en los 51 boletines de vigilancia tecnológica (VITEC) en 2022. Cada boletín contiene veinte noticias, y ello permite que se analicen 1020 noticias. Para ello, se utilizan herramientas que facilitan la identificación de temas clave, tendencias emergentes y, en general, la comprensión de los contenidos en la vigilancia tecnológica, como VOSviewer y Orange. Mediante Orange, una herramienta basada en machine learning de código abierto y visualización de datos, se generan nubes de palabras (word cloud) que permiten resumir y visualizar las palabras clave y tendencias en un conjunto de datos de texto de las 1020 noticias. Para obtener la nube de palabras se usan widgets, como Corpus, Preprocess Text, Select Rows y Word Cloud. Se han identificado varias palabras clave entre las que se incluyen energía, inteligencia artificial, datos, materiales, sistema, agua, células, dispositivos, imágenes, personas, luz, sistemas, ingeniería, vehículos, robots, carbono, método, proceso, dispositivo, humanos, aplicaciones, salud, desarrollo, machine learning, diseño, sensores, enfoque y eléctricos, como se aprecia en la Figura 1. Figura 1 Nube de palabras generada a partir de las noticias de los boletines VITEC 2022 Nota. Imagen que muestra la frecuencia del uso de palabras clave en las noticias de los boletines VITEC 2022, aplicando la herramienta Orange. De Orange Data Mining, 2022 (https://orangedatamining.com/). De Boletín de Vigilancia Tecnológica, por Concytec, s. f. (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). 10 Estudio de tendencias tecnológicas Asimismo, a fin de identificar los temas clave y las tendencias emergentes, se aplicará un análisis de coocurrencia de palabras y términos de las noticias de los 51 boletines VITEC 2022. Mediante la herramienta VOSviewer se diferencian 9 clústeres, los cuales se observan en la Figura 2. Figura 2 Red de coocurrencia de términos en las noticias de los boletines VITEC 2022 (clústeres 1-9) litio iones computación batería demanda solares gases vehículo eléctrico capacidad vehículo emisiones precisión sensor carbono realidad generación imágenes impresión luz eléctrico dispositivo tecnología movimiento inteligente seguridad robot onda planta datos persona física modelo computadora cuerpo chip inteligencia artifical blockchain enfermedades proceso cambio cerebro aplicaciones salud sistema machine learning escala energía materiales construcción algoritmo tejido humano calor cáncer fabricación bacteria estructura eficiente detección célula covid producción paciente agua alimento molécula proteína industria Nota. De VOSviewer, 2023 (https://www.vosviewer.com/). • El primer clúster (en color rojo) asocia los términos cambio, carbono, cuerpo, emisiones, física, gases, luz, movimiento, onda, salud, temperatura, vehículo y vehículo eléctrico, los cuales se relacionan con el impacto del cambio climático en la salud y la importancia de los vehículos eléctricos como una solución para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. • El segundo clúster (en color verde) vincula los términos cáncer, construcción, COVID, dispositivo, estructura, fabricación, materiales, paciente, planta, proceso y tejido, los cuales se relacionan con la aplicación de materiales avanzados en la construcción de dispositivos y estructuras para el diagnóstico y tratamiento del cáncer y la COVID-19. 11 Estudio de tendencias tecnológicas • El tercer clúster (en color azul) coteja los términos algoritmo, cerebro, datos, enfermedades, inteligencia artificial, machine learning, modelo, robot, seguridad y sistema, los cuales se relacionan con el uso de la inteligencia artificial y el machine learning para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades cerebrales y la seguridad de los sistemas robóticos. • El cuarto clúster (en color amarillo) contiene las palabras alimento, célula, detección, humano, industria, producción, proteína y técnica, las cuales se relacionan con la aplicación de técnicas de detección de proteínas en la producción de alimentos para mejorar la calidad y seguridad alimentaria. • El quinto clúster (en color morado) agrupa los términos capacidad, computación, demanda, imágenes, persona, precisión, sensor y solares, los cuales se asocian al uso de tecnologías de computación de imágenes para mejorar la precisión y capacidad de detección de personas y objetos. • El sexto clúster (en color celeste) está conformado por los términos aplicaciones, chip, computadora, eléctrico, escala, generación e inteligente, los cuales se vinculan con la generación de chips de computadora. • El séptimo clúster (en color naranja) asocia los términos agua, bacteria, calor, eficiente, energía y molécula, los cuales se relacionan con la exploración de alternativas energéticas basadas en procesos biológicos y químicos que implica la utilización de bacterias y moléculas de agua. • El octavo clúster (en color marrón) relaciona los términos impresión, realidad y tecnología, los cuales se vinculan con la aplicación de las tecnologías de realidad aumentada e impresión 3D. • El noveno clúster (en color rosado) relaciona los términos baterías, iones y litio, los cuales se vinculan con los avances tecnológicos de las baterías de iones de litio. En resumen, mediante el uso de la herramienta VOSviewer se pudieron obtener nueve clústeres, los cuales han permitido identificar algunos temas emergentes, como i) impacto del cambio climático en la salud y la importancia de los vehículos eléctricos como una solución para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero; ii) aplicación de materiales avanzados en la construcción de dispositivos y estructuras para el diagnóstico y tratamiento del cáncer y la COVID-19; iii) uso de la inteligencia artificial y el machine learning para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades cerebrales y la seguridad de los sistemas robóticos; iv) aplicación de técnicas de detección de proteínas en la producción de alimentos para mejorar la calidad y seguridad alimentaria; v) uso de tecnologías de computación de imágenes para mejorar la precisión y capacidad de detección de personas y objetos; vi) generación de chips de computadora; vii) exploración de alternativas energéticas basadas en procesos biológicos y químicos que implica la utilización de bacterias y moléculas de agua; viii) aplicación de las 12 Estudio de tendencias tecnológicas tecnologías de realidad aumentada e impresión 3D; y ix) avances tecnológicos de las baterías de iones de litio. Los temas emergentes identificados en la herramienta VOSviewer se encuentran alineados a las tendencias tecnológicas identificadas por algunas instituciones como McKinsey Digital y The Millenium Project. Por un lado, tenemos que en el "Reporte tendencias tecnológicas" de McKinsey Digital (2022) se identifican 14 tecnologías, entre ellas: conectividad avanzada, inteligencia artificial, Cloud y edge computing, tecnologías de realidad inmersiva, industrialización de machine learning, desarrollo de software de nueva generación, tecnologías cuánticas, arquitectura de confianza e identidad digital, Web 3, futuro de la bioingeniería, futuro de la energía limpia, futuro de la movilidad, futuro de las tecnologías espaciales y futuro del consumo sostenible (McKinsey Digital, 2022). Por otro lado, se tiene el reporte de The Millennium Project (2019), en el que se mencionan algunas tecnologías emergentes, como inteligencia artificial, biología sintética y genómica, impresión 3D/4D, IoT (internet de las cosas), inteligencia humana aumentada, telepresencia y comunicaciones holográficas, drones (y vehículos autónomos), nanotecnología, ciencia computacional, realidad virtual y realidad aumentada, blockchain, análisis en la nube, computación cuántica, entre otras (robótica) (The Millennium Project, 2019). A partir de ello es que se decide analizar las aplicaciones de las siguientes tecnologías emergentes: i) aplicaciones de inteligencia artificial, y ii) futuro de la movilidad (vehículos autónomos y eléctricos, baterías de iones de litio). 1.2. Aplicaciones de la inteligencia artificial De las fuentes consultadas para la elaboración de los 51 boletines durante 2022 se tiene que el término inteligencia artificial aparece en 118 noticias. Entre las instituciones que más destacan se encuentran el Massachusetts Institute of Technology (MIT) con 12 noticias, Stanford University con 7, University College London con 4 y University of Cambridge también con 4. En las demás instituciones se tiene un total de 91 noticias. Las noticias se relacionan con las universidades e instituciones que más han investigado (top 15) sobre inteligencia artificial durante 2022, según Scopus (ecuación de búsqueda: TITLE-ABS- KEY (“artificial intelligence”), como se observa en la Figura 3. Así tenemos instituciones como el MIT con 204 publicaciones, Stanford University con 235 y University College London con 243. 13 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 3 Resultados de “inteligencia artificial”, documentos por institución Chinese Academy of Sciences Ministry of Education China CNRS Centre National de la Recherche... Tsingua University Harvard Medical School Zhejiang University University of Chinese Academy of Sciences Shanghai Jiao Tong University University College London Stanford University University of Oxford University of Toronto Consiglio Nazionale delle Ricerche Sichuan University Massachusetts Institute of Technology 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 Documentos Nota. De Scopus, 2023 (https://www.scopus.com/home.uri). A nivel país, tal como se visualiza en la Figura 4, se tiene que aquellos que más han investigado en inteligencia artificial son China con 10 444 publicaciones, Estados Unidos con 7860, India con 5470, Reino Unido con 3149, Alemania con 2585 e Italia con 2321. En este sentido, es conveniente explorar las noticas de las principales instituciones de estos países. Figura 4 Resultados de “inteligencia artificial”, documentos por país China Estados Unidos India Reino Unido Alemania Italia Corea del Sur Australia España 0 1k 2k 3k 4k 5k 6k 7k 8k 9k 10k 11k Documentos Nota. De Scopus, 2023 (https://www.scopus.com/home.uri). 14 Estudio de tendencias tecnológicas A partir de un análisis sobre las temáticas que más se relacionan con inteligencia artificial se tienen datos, imágenes, modelos, machine learning, entre otros, como se observa en la Figura 5 de la nube de palabras obtenida al aplicar la herramienta Orange. En ese sentido, es relevante analizar las aplicaciones entre “inteligencia artificial” e “imágenes”. Figura 5 Nube de palabras generada a partir de las noticias de los boletines VITEC 2022 sobre inteligencia artificial Nota. Imagen que muestra la frecuencia del uso de palabras clave en las noticias de los boletines VITEC 2022, aplicando la herramienta Orange. De Orange Data Mining, 2022 (https://orangedatamining.com/). De Boletín de Vigilancia Tecnológica, por Concytec, s. f. (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). 1.2.1 Inteligencia artificial e imágenes A partir de la coincidencia de ambos términos se obtuvo un total de veinte noticias de temáticas como las que se aprecian en la Tabla 1: arte, ciencias de la vida, educación, medioambiente, salud, retail, transporte, entre otras áreas. Asimismo, es importante mencionar que la investigación en inteligencia artificial e imágenes muestra un crecimiento exponencial, como se observa en la Figura 6. 15 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 6 Análisis de resultados de búsqueda de “inteligencia artificial” 10k 8k 6k 4k 2k 0 1962 1967 1972 1977 2002 2007 2012 2017 2022 Año Nota. De Scopus, 2023 (https://www.scopus.com/home.uri). Tabla 1 Noticias que contienen los términos inteligencia artificial e imagen por sector TITULAR SECTOR FUENTE Los rayos X, la inteligencia artificial y la impresión 3D dan vida a una obra de arte Arte University College London (2022a) perdida de Van Gogh Deep Learning: un marco para el análisis Carron (2022) de imágenes en ciencias de la vida Ecole Polytechnique Fédérale Ciencias de Lausanne de la vida Nuevas soluciones de inteligencia artificial Abo Akademi asumen el rastreo de objetos en imágenes University (2022) Nueva aplicación VideoSticker utiliza Myers (2022) inteligencia artificial para ayudar a Educación Stanford University estudiantes a tomar notas Chip que puede clasificar casi dos mil Pappas (2022) millones de imágenes por segundo University of Pennsylvania Cámara diseñada por inteligencia artificial que solo graba objetos de interés, sin University of California, General registrar los demás Los Ángeles (2022a) Adam (2022a) Camino más simple hacia una mejor visión Massachusetts Institute por computadora of Technology 16 Documentos Estudio de tendencias tecnológicas TITULAR SECTOR FUENTE Decodificador impreso en 3D: la compresión de imágenes habilitada por la Adam (2022b) inteligencia artificial podría permitir University of California, Los Ángeles pantallas de mayor resolución Cámara que preserva la privacidad captura General University of California, solo los objetos que desea Los Ángeles (2022b) Nuevo hardware ofrece un cómputo más Adam (2022b) rápido para la inteligencia artificial con Massachusetts Institute of menos energía Technology (2022a) Nuevo algoritmo de inteligencia artificial Boston University (2022) para el análisis de patología digital Algoritmo de cámara ocular e inteligencia Veatch (2022) artificial creado para abordar la retinopatía Texas A&M University Engineering diabética Imágenes cerebrales dinámicas con Salud Vaccar (2022) inteligencia artificial Carnegie Mellon University Tecnología de inteligencia artificial eficiente para el análisis de datos de Helmholtz Artificial Intelligence resonancia magnética Cooperation Unit (2022) Inteligencia artificial entrenada para University College detectar lesiones cancerosas difíciles de London (2022b) identificar en el colon Detectando la esclavitud moderna Andrews (2022) (deforestación) desde el cielo (satelitales) Stanford University Medioambiente Proteína ‘deep fake’ diseñada con inteligencia artificial apuntará a The University of Kansas (2022) contaminantes del agua Walmart lanza tecnología de prueba de ropa virtual impulsada por IA para Retail Pérez (2022) compradores en línea TechCrunch Investigación de Surrey acerca de vehículos autónomos más seguros Transporte University of Surrey (2022) Nota. Adaptado de Boletín de Vigilancia Tecnológica, 2022 (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). De la Tabla 1 se tiene que uno de los sectores a los que se vinculan inteligencia artificial e imagen es el arte y la cultura. Así podemos mencionar la noticia sobre cómo los rayos X y la inteligencia artificial pueden reconstruir una obra de Van Gogh, como se muestra en la Figura 7 (University College London, 2022a). 17 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 7 Uso de la inteligencia artificial para la recuperación de obras de arte Nota. Proceso de cinco pasos desarrollado por un equipo de investigadores de la Universidad de Londres. De izquierda a derecha: 1) la pintura cubierta tal como aparece en la actualidad; 2) la imagen de rayos X de la naturaleza muerta con las figuras debajo; 3) detección de bordes de las dos figuras asistida por inteligencia artificial; 4) una interpretación generada por computadora de su probable estilo y color; y 5) la imagen final impresa en 3D. De Los rayos X, la inteligencia artificial y la impresión 3D dan vida a una obra de arte perdida de Van Gogh, por University College London, 2022 (https://www.ucl.ac.uk/news/2022/sep/x-rays-ai-and-3d-printing-bring-lost-van-gogh-artwork- life). Imagen de Anthony Bourached, George Cann & Jesper Eriksson, University College London. En el ámbito de la educación, la Universidad de Stanford (2022a) ha desarrollado una aplicación llamada VideoSticker basada en inteligencia artificial que ayuda a los estudiantes a tomar notas tanto visuales como textuales. Esta aplicación logra esto de dos maneras: i) identificando y recortando automáticamente objetos del video para colocarlos en el área de notas, y ii) analizando transcripciones para extraer información clave que se alinea con las imágenes relevantes en el área de toma de notas. VideoSticker ofrece múltiples formatos de presentación, como mapas conceptuales, diagramas o líneas de tiempo visuales. En la Figura 8 se muestra la interfaz de usuario de VideoSticker, que incluye una ventana de video, una sección de transcripción con función de búsqueda en la parte inferior izquierda y otra sección para tomar notas en la parte derecha. 18 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 8 Interfaz de usuario de VideoSticker Nota. De New App VideoSticker Uses AI To Help Students Take Rich Notes from Video Lessons, por Myers, A., 2022, Stanford University (https://hai.stanford.edu/news/new-app-videosticker-uses-ai-help-students-take-rich-notes-video- lessons). Imagen de Hari Subramonyam, Stanford University. En el campo de la salud, se destacan cinco noticias relacionadas con la inteligencia artificial y el análisis de imágenes: i) Nuevo algoritmo basado en inteligencia artificial para el análisis de patología digital; ii) Algoritmo de cámara ocular e inteligencia artificial creado para abordar la retinopatía diabética; iii) Imágenes cerebrales dinámicas con inteligencia artificial; iv) Tecnología de inteligencia artificial eficiente para el análisis de datos de resonancia magnética; e v) Inteligencia artificial entrenada para detectar lesiones cancerosas difíciles de identificar en el colon. Una de las noticias aborda cómo la inteligencia artificial y una cámara ocular ayudan a los médicos de atención primaria a diagnosticar la retinopatía diabética con una precisión y sensibilidad del 99 %, eliminando la necesidad de recurrir a un especialista. En la Figura 9 se muestra una representación conceptual de una cámara que se utiliza para observar la parte del ojo frente a la pupila. Esta cámara se asemeja a unos auriculares y es capaz de capturar imágenes de la retina automáticamente (Veatch, 2022). 19 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 9 Representación conceptual de una cámara Nota. Representación conceptual de una cámara en desarrollo por el equipo de Ai-Ris, diseñada para observar la parte del ojo opuesta a la pupila. Esta cámara se utiliza como un auricular y toma imágenes de la retina. De Ocular camera and artificial intelligence algorithm created to address diabetic retinopathy, por Veatch Cofas, A., 2022, Texas A&M University Engineering (https://engineering.tamu.edu/news/2022/06/ocular-camera-and-artificial-intelligence- algorithm-created-to-address-diabetic-retinopathy.html). Imagen de Texas A&M Engineering. En el ámbito de las ciencias de la vida, se presentan dos noticias: i) Deep learning: un marco para el análisis de imágenes en ciencias de la vida y ii) Nuevas soluciones de inteligencia artificial asumen el rastreo de los objetos en imágenes. En particular, se destaca una aplicación gratuita y de código abierto llamada TrackMate v7, que permite a los científicos rastrear de manera sencilla los objetos en imágenes, acelerando así los descubrimientos en el campo de las ciencias de la vida. En la Figura 10 se observa cómo TrackMate v7 hace seguimiento del crecimiento de la bacteria Neisseria meningitidis, mostrando en verde el rastro y la línea de descendencia de una bacteria individual. Asimismo, se registraron los cambios en su forma, como el área y la circularidad, lo que permitió identificar la división de las bacterias (Abo Akademi University, 2022). 20 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 10 TrackMate v7 haciendo seguimiento del crecimiento de la bacteria Neisseria meningitidis Nota. Software en el laboratorio Jacquemet para estudiar los factores que provocan la metástasis. De New AI solutions take on trackingm, por Abo Akademi University, 2022 (https://www.abo.fi/en/news/new-ai-solutions-take- on-tracking/). Asimismo, la aplicación TrackMate7, que utiliza el algoritmo de inteligencia artificial Cellpose, tiene la capacidad de identificar las células cancerosas antes de hacer su seguimiento. En la Figura 11 se muestra el citoesqueleto de actina en verde y sus núcleos en rosado (Abo Akademi University, 2022). Figura 11 Citoesqueleto de actina y sus núcleos Nota. Siguiendo el desplazamiento de las células cancerosas metastásicas mediante TrackMate v7. De New AI solutions take on trackingm, por Abo Akademi University, 2022 (https://www.abo.fi/en/news/new-ai-solutions-take- on-tracking/). 21 Estudio de tendencias tecnológicas En medioambiente se presentan dos noticias destacadas: i) Detectando la esclavitud moderna (deforestación) desde el cielo (satelitales) y ii) Proteína ‘deep fake’ diseñada con inteligencia artificial apuntará a contaminantes del agua. Esta innovación se logra mediante el uso de inteligencia artificial y machine learning para crear proteínas de barril de membranas “falsas”, diseñadas con el propósito de detectar iones metálicos contaminantes en el agua. En el sector retail cabe destacar la siguiente noticia: Walmart lanza tecnología de prueba de ropa virtual impulsada por inteligencia artificial para compradores en línea. Esta aplicación se basa en la combinación de procesamiento de imágenes en tiempo real, visión por computadora, aprendizaje profundo y otras tecnologías de inteligencia artificial para mostrar a los compradores cómo se verían con un artículo en particular. La simulación tiene en cuenta las dimensiones del cuerpo, el ajuste, el tamaño e incluso el tejido de la prenda (Pérez, 2022), como se ilustra en la Figura 12. Figura 12 Aplicativo móvil de Walmart impulsado por inteligencia artificial para compradores en línea Nota. Imagen tomada del aplicativo móvil de Walmart. De Walmart, 2022 (https://techcrunch.com/2022/03/02/ walmart-launches-a-i-powered-virtual-clothing-try-on-technology-for-online-shoppers/). 22 Estudio de tendencias tecnológicas En el campo del transporte es importante mencionar la siguiente noticia: Los vehículos autónomos son cada vez más seguros gracias a que la inteligencia artificial (IA) permite traducir de forma instantánea y precisa imágenes bidimensionales en un mapa a vista de pájaro (vista aérea). Esto facilita que los vehículos puedan construir mapas precisos del mundo de manera instantánea, lo que a su vez les permite determinar dónde pueden circular de forma segura (University of Surrey, 2022). 1.3. Futuro de la movilidad A partir de las fuentes utilizadas para la elaboración de los 51 boletines durante 2022, se observa que las palabras movilidad o transporte se asocian con términos como automóviles, vehículos, energía, autónomos, eléctricos, baterías y almacenamiento, como se muestra en la Figura 13. Figura 13 Nube de palabras generada a partir de las noticias de los boletines VITEC 2022 sobre movilidad o transporte Nota. Imagen que muestra la frecuencia de uso de palabras clave en las noticias de los boletines de vigilancia tecnológica VITEC 2022, utilizando la aplicación Orange. De Orange Data Mining, 2022 (https://orangedatamining. com/). De Boletín de Vigilancia Tecnológica, por Concytec, s. f. (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). 23 Estudio de tendencias tecnológicas En este contexo se han identificado un total de 96 noticias vinculadas a las temáticas de movilidad y transporte. Entre las instituciones destacadas se encuentran el MIT con 4 noticias, The National Renewable Energy Laboratory con 4, la Universidad de Cornell también con 4 y la universidad de Michigan con 3 noticias. A partir del ranking de las instituciones que más investigaron (top 15) en las temáticas identificadas para esta sección durante 2022, según Scopus (ecuación de búsqueda: TITLE- ABS KEY (“transport” OR “mobility” AND (“vehicle” OR “car” OR “autonomous” OR “electric” OR “battery”)), se observa que la mayoría de universidades y centros de investigación líderes en esta área se encuentran en China, con más de 100 publicaciones durante ese año. El MIT ocupa el puesto 26, con un total de 104 publicaciones, como se muestra en la Figura 14. Figura 14 Cantidad de publicaciones de universidades o centros de investigación en 2022 Ministry of Education China Chinese Academy of Sciences University of Chinese Academy of Sciences Tsinghua University CNRS Centre National de la Reserche.. University of Science and Technology of... Harbin Institute of Technology Beihang University Shanghai Jiao Tong University Huazhong University of Science and Tec... Zheijiang University Xi’an Jiaotong University Southeast University Central South University Russian Academy of Sciences 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Documentos Nota. De Scopus, 2023 (https://www.scopus.com/home.uri). Según los datos de Scopus, los países que lideraron en investigación y publicaciones en las temáticas de esta sección durante 2022 fueron China, con 6256 publicaciones, seguida de Estados Unidos con 2909, India con 1845, Alemania con 1332 y el Reino Unido con 1063, como se ilustra en la Figura 15. En este sentido, es conveniente explorar las noticias de las principales instituciones en estos países. 24 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 15 Cantidad de publicaciones de noticias por país China Estados Unidos India Alemania Reino Unido Italia Corea del Sur Japón Rusia Francia 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 Documentos Nota. De Scopus, 2023 (https://www.scopus.com/home.uri). De acuerdo a la Figura 13, a partir del análisis de la nube de palabras de las noticias relacionadas con el tema de movilidad o transporte, resulta relevante enfocarse en los siguientes aspectos: i) vehículos autónomos, ii) vehículos eléctricos y iii) baterías de iones de litio. 1.3.1. Vehículos autónomos A partir de los boletines VITEC 2022, se pueden identificar tecnologías relacionadas con automóviles, carros o vehículos autónomos, como LiDAR, detección de objetos y sensores de silicio. Además, destacan áreas como machine learning, inteligencia artificial y redes neuronales, como se muestra en la Tabla 2. Tabla 2 Tecnologías relacionadas con automóviles, carros o vehículos autónomos TITULAR TECNOLOGÍA OBJETIVO FUENTE ¿Por qué chocan los vehículos Mitigar ciberataques Lehigh University autónomos? (2022) Inteligencia mediante el uso de ML artificial (IA), Inteligencia artificial centrada en machine learning datos: los modelos de inteligencia (ML) y redes Analizar los datos Miller (2022) Stanford artificial son tan buenos como su neuronales recopilados de manera más canal de datos eficiente mediante IA y ML University 25 Estudio de tendencias tecnológicas TITULAR TECNOLOGÍA OBJETIVO FUENTE Investigadores de la Universidad de Mejorar el rendimiento y la California en Irvine desarrollan un confiabilidad mediante la University of California, marco híbrido hombre-máquina combinación de predicciones Irvine (2022) para construir una inteligencia humanas y algorítmicas artificial más inteligente Investigadores de Oxford Mejorar la navegación desarrollan nueva inteligencia más segura y confiable University of Oxford Inteligencia artificial para permitir que artificial (IA), en condiciones (2022) vehículos autónomos se adapten a machine learning climáticas adversas condiciones climáticas desafiantes (ML) y redes neuronales Adam (2022c) Anticiparse al comportamiento de Predecir futuras trayectorias Massachusetts Institute los demás en la carretera of Technology Investigación de Surrey acerca de Crear mapas 3D de manera University of Surrey vehículos autónomos más seguros instantánea utilizando IA (2022) Tecnología ayuda a vehículos Mejorar el reconocimiento del autónomos a aprender de sus entorno mediante el aprendizaje Fleischman (2022) propios recuerdos de sus propios recuerdos Cornell University Pequeños interruptores brindan Evitar obstáculos, conducir Brown (2022) sistemas combinados de detección de manera segura y University of California, LiDAR de estado sólido prevenir colisiones Berkeley LiDAR Mejorar la precesión de la Cómo la tecnología de imágenes localización mediante LiDAR Kingery (2022) oculares podría ayudar a los robots de onda continua modulada Duke University y automóviles a ver mejor en frecuencia (FMCW) Desbloqueo de percepción similar a Object Predecir de forma completa University of la humana en vehículos autónomos detection los objetos, incluso cuando están parcialmente ocluidos Freiburg (2022) Burrows (2022) Sensor de imagen de silicio que Sensor Acelerar el procesamiento Harvard John A. Paulson calcula de silicio visual para evitar accidentes School of Engineering and Applied Sciences Nota. Adaptado de Boletín de Vigilancia Tecnológica, 2022 (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). La inteligencia artificial (IA) y el machine learning (ML) permiten que los vehículos autónomos (VA) puedan i) mitigar ciberataques a los sistemas de los VA, ii) analizar los datos recopilados de manera más eficiente, iii) incrementar el rendimiento y la confianza al combinar predicciones humanas y algorítmicas, iv) mejorar la navegación, asegurando mayor seguridad y confianza incluso en condiciones climáticas adversas, v) predecir futuras trayectorias, y vi) crear mapas 3D de manera instantánea a través de IA. También se puede observar en la Tabla 2 que la tecnología LiDAR (light detection and ranging) tiene entre sus múltiples objetivos i) evitar obstáculos y prevenir colisiones, y ii) mejorar la precisión de la localización mediante LiDAR FMCW (onda continua modulada en frecuencia). Con relación al primer objetivo de la tecnología LiDAR, esta permite evitar obstáculos y prevenir 26 Estudio de tendencias tecnológicas colisiones mediante el uso de cámaras y sistemas de radar basados en chips. Un desafío importante de los dispositivos mecánicos LiDAR actuales es su dificultad en el manejo y su alto costo (miles de dólares). Ante ello, la Universidad de California de Berkeley ha presentado un nuevo tipo de chip LiDAR de alta resolución. Este innovador desarrollo incorpora una matriz de conmutación de plano focal (FPSA, por sus siglas en inglés) que utiliza semiconductores con una matriz de transmisores ópticos o antenas, así como interruptores a escala milimétrica que pueden encenderse y apagarse rápidamente. Esto permite canalizar toda la potencia láser disponible a través de una antena a la vez. Gracias a este nuevo dispositivo, es posible recibir la luz de manera similar a los sensores que se encuentran en las cámaras digitales, lo que ha derivado en una nueva generación de sensores 3D avanzados y de bajo costo utilizados en vehículos autónomos y otros tipos de equipos y dispositivos tecnológicos (Brown, 2022). Figura 16 Chip FPSA a escala microscópica Nota.magen microscópica que muestra el chip FPSA fabricado, incluyendo antenas de rejilla con interruptores de selección de columna. De Tiny switches give solid-state LiDAR record resolution, por Brown, A. S., 2022, University of California, Berkeley (https://engineering.berkeley.edu/news/2022/03/tiny-switches-give-solid-state-lidar-record- resolution/). Imagen de Kyungmok Kwon, UC Berkeley. 27 Estudio de tendencias tecnológicas Asimismo, la tecnología LiDAR presenta nuevos enfoques, como los propuestos por la Universidad de Duke en 2022, que plantean los siguientes desafíos: i) detección de señales de luz reflejada muy débiles, que pueden fácilmente sobrecargar el detector; ii) limitación en la resolución de profundidad, lo que podría llevar mucho tiempo para escanear densamente áreas extensas, como una carretera. Este innovador enfoque se basa en un LiDAR de onda continua modulada en frecuencia (FMCW, por sus siglas en inglés), que sigue el mismo principio de funcionamiento que las tomografías de coherencia óptica (OCT, por sus siglas en inglés). Como resultado de este desarrollo, se ha logrado una mejora significativa en el tiempo de procesamiento de datos y una mayor precisión de profundidad submilimétrica, permitiendo que el sistema sea lo suficientemente sensible como para capturar características milimétricas, como las de un rostro humano, y características esenciales para vehículos autónomos y sistemas de fabricación (Kingery, 2022). Figura 17 Tecnología LiDAR Nota. Nuevo enfoque de LiDAR es lo suficientemente sensible como para capturar características a escala milimétrica, como las de un rostro humano. De How Eye Imaging Technology Could Help Robots and Cars See Better, por Kingery, K., 2022, Duke University (https://pratt.duke.edu/about/news/oct-for-robots). McKinsey Digital (2022) ha clasificado las tecnologías de los vehículos autónomos en seis categorías. La primera es la de radar y cámara, que utiliza sensores con algoritmos capaces de detectar y clasificar objetos automáticamente, así como de determinar su distancia. La segunda es LiDAR, un sistema de detección de alcance que mide el tiempo de viaje de la luz. 28 Estudio de tendencias tecnológicas La tercera es la dirección/freno/cambio por cable, que emplea sistemas eléctricos o electromecánicos para funciones del vehículo que normalmente se realizan mediante conexiones mecánicas. La cuarta es la solución de mapeo y localización simultánea para mapear entornos desconocidos, conocida como mapas HD. La quinta categoría es la detección de objetos, que utiliza tecnologías de percepción para planificar el comportamiento, las rutas y los movimientos. La sexta y última es la de estrategias de conducción, que integra componentes de hardware y software en un vehículo autónomo (McKinsey Digital, 2022). Respecto a la primera categoría de vehículos autónomos y la detección de objetos, la Universidad de Freiburg (2022) ha presentado en su nueva investigación un avance significativo en la percepción en entornos urbanos complejos. Este avance permite la predicción de la forma completa de los objetos, incluso cuando están parcialmente ocluidos. Este logro se basa en la segmentación panóptica amodal, que permite una comprensión holística del entorno, superando a la tradicional que únicamente puede predecir qué píxeles de una imagen pertenecen a ciertas regiones “visibles” de un objeto, como una persona o un automóvil. Esta nueva segmentación puede abstraer cualquier oclusión parcial de los objetos en lugar de percibirlos como fragmentos, lo que conduce a una comprensión general de verlos como entidades completas. Esto, a su vez, contribuye al avance en la capacidad de reconocimiento visual con el objetivo de mejorar la seguridad de los vehículos autónomos. En la Figura 18 se ilustran las diferencias de segmentación. Figura 18 Segmentación panóptica y segmentación panóptica amodal Nota. A diferencia de la segmentación panóptica convencional (centro), la segmentación panóptica amodal (derecha) predice instancias completas de objetos, incluidas sus regiones ocluidas, como automóviles y personas, a partir de la imagen de entrada (izquierda). De Unlocking human-like perception in self-driving vehicles, por University of Freibur, 2022 (https://kommunikation.uni-freiburg.de/pm-en/press-releases-2022/unlocking-human-like-perception-in-self- driving-vehicles). Ilustraciones de Berkeley DeepDrive & Abhinav Valada. 29 Estudio de tendencias tecnológicas En cuanto al sensor de silicio, investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS, por sus siglas en inglés) de la Universidad de Harvard, específicamente en la John A. Paulson School, han logrado un avance significativo al desarrollar el primer procesador en el sensor que podría integrarse en chips de imágenes de silicio comerciales, conocido como semiconductor complementario de óxido de metal (CMOS, por sus siglas en inglés). Estos sensores son esenciales en una amplia gama de dispositivos comerciales que necesitan capturar información visual, como los teléfonos inteligentes. El nuevo desarrollo se basa en una matriz de fotodiodos de silicio que, a diferencia de los chips de detección de imágenes disponibles comercialmente, están dopados electrostáticamente, lo que permite ajustar la sensibilidad de los fotodiodos individuales o píxeles a la luz entrante mediante el control de voltajes. La matriz, que se muestra en la Figura 19, simplifica el procesamiento de imágenes para vehículos autónomos y otras aplicaciones. Este procesador integrado en el sensor tiene la capacidad de integrarse en chips de sensores de imágenes de silicio comerciales (Burrows, 2022). Figura 19 Ilustración de un nuevo procesador en sensores capaz de integrarse en chips Nota. Primer procesador integrado en un sensor que podría ser incorporado en chips de sensores de imágenes de silicio comerciales. La matriz, ilustrada aquí, simplifica el procesamiento de imágenes para vehículos autónomos y otras aplicaciones. De Silicon image sensor that computes, por Burrows, 2022, Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (https://seas.harvard.edu/news/2022/08/silicon-image-sensor-computes). Imagen de Donhee Ham Research Group, Harvard SEAS. 30 Estudio de tendencias tecnológicas 1.3.2. Vehículos eléctricos y baterías de iones de litio A partir de las noticias relacionadas con vehículos eléctricos (VE) y baterías de iones de litio (LIB), se han identificado siete principales categorías o tecnologías: análisis de baterías, batería de iones de litio (LIB), ciberseguridad, más allá de LIB, materiales, seguridad y pilas de combustible de hidrógeno. La clasificación de las tecnologías toma como referencia aquellas más destacadas en relación con los vehículos eléctricos, identificadas en el "Reporte de tendencias tecnológicas" de McKinsey Digital (2022). En ese documento se mencionan seis categorías: i) gemelo digital: modelo virtual en tiempo real de un sistema o proceso que refleja los atributos clave de la infraestructura de energía existente; ii) batería de iones de litio (LIB): tecnología de batería avanzada que utiliza iones de litio como componente clave de su electroquímica; iii) más allá de LIB: baterías de iones de sodio (iones de Na) y iones de potasio (iones de K), que podrían resolver los problemas de recursos que enfrentan las LIB; iv) análisis de batería: inteligencia para prolongar la vida útil de la batería, mejorar la fabricación, desbloquear mercados al final de su vida útil y prevenir riesgos de seguridad; v) pilas de combustible de hidrógeno: sistema de propulsión en el que la energía almacenada en forma de hidrógeno se convierte en electricidad mediante la pila de combustible; vi) propulsión híbrida: sistema de propulsión que incluye varias fuentes de propulsión utilizadas juntas o alternativamente (por ejemplo, combustible-electricidad) (McKinsey Digital, 2022). a) Análisis de la batería En esta categoría se han identificado varias investigaciones con múltiples propósitos, como i) optimizar la capacidad de la batería, el peso y las demandas de gestión de calor para cualquier diseño de vehículo eléctrico; ii) reducir los tiempos de carga y prolongar la vida útil de la batería; iii) establecer un nuevo modelo computacional y una estrategia para descubrir imanes que tienen una pequeña histéresis, reduciendo la pérdida de energía; iv) optimizar el proceso de reciclaje de baterías de vehículos eléctricos; v) mejorar el tiempo de carga agregando una lámina de níquel que autorregula la temperatura y la reactividad de la batería; y vi) reducir el tiempo de prueba y el costo de las baterías, como se aprecia en la Tabla 3. 31 Estudio de tendencias tecnológicas Tabla 3 Tecnología: análisis de batería TITULAR OBJETIVO FUENTE Optimizar la capacidad de la batería, Ayudando a los vehículos eléctricos a el peso y las demandas de gestión mantenerse frescos durante el proceso Drexel University de calor para cualquier diseño de de equilibrio de peso de la batería (2022) vehículo eléctrico Algoritmo de machine learning predice cómo aprovechar al máximo Reducir los tiempos de carga y University of Cambridge las baterías de los vehículos eléctricos prolongar la vida útil de la batería (2022a) Establecer un nuevo modelo Diseño de materiales magnéticos computacional y una estrategia Shah (2022) usando herramientas matemáticas para descubrir imanes que University of Southern presentan una pequeña histéresis, California para reducir la pérdida de energía Perfeccionando el proceso de Optimizar el proceso de reciclaje de reciclaje de baterías de Chalmers University of baterías de vehículos eléctricos vehículos eléctricos Technology (2022) Mejorar el tiempo de carga Tecnología de baterías allana el agregando una lámina de níquel camino para la adopción masiva de Berard (2022) Pennsylvania que autorregula la temperatura y automóviles eléctricos asequibles State University reactividad de la batería Nuevo enfoque reduce el tiempo de Reducir el tiempo de prueba y costo Lynch (2022) prueba de la batería en EV en un 75 % de las baterías University of Michigan Nota. Adaptado de Boletín de Vigilancia Tecnológica, 2022 (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). En cuanto a la optimización de la capacidad de la batería, el peso y las demandas de gestión de calor para cualquier diseño de vehículo eléctrico, la Universidad de Drexel (2022) presenta un sistema que incorpora una red de enfriamiento similar al sistema vascular para disipar el calor. Los compuestos de enfriamiento están diseñados para formar parte del empaque estructural de la batería y permiten calcular el mejor patrón, tamaño y número de canales microvasculares para disipar rápidamente el calor de las baterías. Actualmente, este diseño compuesto microvascular (MVC, por sus siglas en inglés) está siendo probado por las compañías Tesla, Volvo y Volkswagen. En la Figura 20 se muestra un esquema del diseño de un MVC. El funcionamiento de los compuestos es similar al del radiador de un vehículo de combustión interna, en el que el refrigerante absorbe el calor y lo aleja del compuesto de la batería a medida que se desplaza por la red de microcanales (Faulstick, 2022). 32 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 20 Esquema del diseño a) celda de batería estructural (SBC) y b) compuesto microvascular (MVC) Nota. El sistema de diseño, presentado por el equipo de Najafi en su última investigación, tiene la capacidad de calcular el mejor patrón, tamaño y número de canales microvasculares para disipar rápidamente el calor de las baterías, además de optimizar el diseño para lograr una eficiencia máxima en el flujo del refrigerante que se mueve a través de los canales. De Helping Electric Vehicles Keep Their Cool During the Battery Weight Balancing Act, por Faulstick, 2022, Drexel University (https://drexel.edu/news/archive/2022/May/microvascular-cooling-electric-vehicles). Reducir los tiempos de carga y prolongar la vida útil de la batería fue uno de los objetivos de una investigación de la University of Cambridge (2022a). Para ello se utilizó un algoritmo de machine learning capaz de predecir cómo respondería la batería en el siguiente ciclo de carga y descarga, considerando parámetros como qué tan rápido se cargaría la batería y qué tan rápido iría el automóvil la próxima vez que estuviera en la carretera. En el estudio se probaron 88 baterías comerciales, y no fue necesaria ninguna información previa sobre ellas para que el algoritmo pueda predecir con precisión. Si bien el experimento se centró en las celdas de óxido de cobalto y litio (LCO, por sus siglas en inglés), este método podría aplicarse a diferentes tipos de baterías utilizadas en vehículos eléctricos (University of Cambridge, 2022a). Adicionalmente, con el objetivo de reducir la pérdida de energía, investigadores de la Universidad del Sur de California - Viterbi han establecido un nuevo modelo matemático basado en las ideas del análisis de estabilidad no lineal, capaz de predecir de manera integral el comportamiento ferromagnético. Este modelo, además de proporcionar información sobre los orígenes de la histéresis magnética, también permite descubrir nuevos materiales magnéticos que podrían utilizarse en el sector energético con el propósito de reducir la pérdida de energía. Esta característica será de gran importancia en la adopción de dispositivos de almacenamiento de energía, como los que se utilizarán en los vehículos eléctricos. En la Figura 21 se muestra un patrón parabólico entre constantes magnéticas en los materiales que tienen una pequeña coercitividad (Shah, 2022). 33 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 21 Patrón parabólico entre constantes magnéticas Nota. Modelo matemático basado en las ideas del análisis de estabilidad no lineal desarrollado para predecir de manera integral el comportamiento ferromagnético bajo un campo aplicado. Este modelo no solo proporciona información sobre los orígenes de la histéresis magnética, sino que también abre la puerta al descubrimiento de nuevos materiales magnéticos que pueden tener un gran impacto en la investigación energética. De Designing Magnetic Materials Using Mathematical Tools, por Shah, A., 2022, University of Southern California (https://viterbischool.usc. edu/news/2022/02/designing-magnetic-materials-using-mathematical-tools/). Imagen de Ananya Balakrishna. Con el crecimiento de la industria de vehículos eléctricos en los próximos años, será de suma importancia optimizar el proceso de reciclaje de baterías de vehículos eléctricos. Este desafío ha sido abordado por investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers (2022) en Suecia. Ellos describen un proceso de reciclaje optimizado basado en un tratamiento térmico y proceso hidrometalúrgico óptimo para el reciclaje de baterías de iones de litio. Uno de los principales hallazgos del estudio es que el proceso hidrometalúrgico se puede llevar a cabo a temperatura ambiente. En la Figura 22 se observan varias imágenes relacionadas con la investigación de reciclaje de baterías de vehículos eléctricos (VE), incluyendo dos baterías de VE comerciales, el laboratorio donde se lleva a cabo el proceso de lixiviación con soluciones acuosas finales que contienen metales recuperados y residuos sólidos con grafito, la planta piloto en Chalmers utilizada para la investigación de reciclaje de baterías, así como soluciones acuosas que contienen metales como cobalto, litio, manganeso y níquel extraídos durante el proceso de lixiviación, y moléculas orgánicas que contienen cobalto extraído (Chalmers University of Technology, 2022). 34 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 22 Reciclaje de baterías de vehículos eléctricos (VE) Nota. Imágenes de baterías eléctricas de vehículos (EV) comerciales convencionales y la configuración del laboratorio para el proceso de lixiviación con las soluciones acuosas finales que contienen metales recuperados y residuos sólidos con grafito. De Perfecting the EV battery recycling process, por Chalmers University of Technology, 2022 (https://www. chalmers.se/en/current/news/k-perfecting-the-ev-battery-recycling-process/). Dos de los principales problemas asociados a las baterías de los vehículos eléctricos son su prolongado tiempo de recarga y su tamaño excesivo para ser eficientes. Partiendo de estos inconvenientes, los investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania, en colaboración con la empresa EC Power, proponen el desarrollo de una nueva técnica que permite cargar la batería de un vehículo eléctrico en tan solo diez minutos. Este rápido tiempo de carga se consigue mediante la regulación de la temperatura desde el interior de la batería, cuya estructura incorpora una lámina de níquel ultrafina junto a otros componentes como el ánodo, el electrolito y el cátodo. En la Figura 23 se observa la batería utilizada en el estudio, que incluye una caja negra en la parte superior que contiene un sistema de administración de batería para controlar el módulo (Berard, 2022). 35 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 23 Batería que contiene un sistema de administración de batería para controlar el módulo Nota. Esta batería de carga rápida de diez minutos fue desarrollada para autos eléctricos y cuenta con la caja negra en la parte superior que contiene un sistema de administración de la batería para controlar el módulo. De Battery tech breakthrough paves way for mass adoption of affordable electric car, por Berard, A., 2022, Pennsylvania State University (https://www.psu.edu/news/research/story/battery-tech-breakthrough-paves-way-mass-adoption- affordable-electric-car/). Imagen de EC Power. Todos los derechos reservados. Otro desafío al que se enfrenta la industria de vehículos eléctricos es el reducido tiempo de prueba de las baterías. En ese sentido, la Universidad de Michigan presenta un nuevo enfoque que podría acelerar el diseño de nuevas baterías de vehículos eléctricos hasta cuatro veces más rápido que los métodos tradicionales. En lugar del enfoque convencional basado en prueba y error, este nuevo método utiliza algoritmos de machine learning para un sistema que sabe cuándo detenerse y cómo mejorar a medida que avanza; es decir, permite detener sistemáticamente las pruebas tempranas de baterías poco prometedoras, en lugar de completar todo el proceso de pruebas hasta el final. Asimismo, el nuevo enfoque permite que el sistema aprenda de los datos acumulados para generar nuevas configuraciones prometedoras (Lynch, 2022). 36 Estudio de tendencias tecnológicas b) Batería de iones de litio (LIB) Otra categoría de suma importancia es la de batería de iones de litio (LIB). Al respecto, en los boletines VITEC 2022 se han encontrado diversas noticias que abordan diferentes propósitos, como i) mejorar las densidades de energía, carga rápida y largo ciclo de vida mediante baterías de litio de estado sólido; ii) generar mayor potencia y carga más rápida mediante la creación de electrodos más gruesos para las LIB; iii) recuperar metales como el litio y el cobalto que se utilizan en las LIB; iv) convertir las fibras de papel en electrodos utilizables en las baterías recargables; v) diseñar un nuevo electrolito que trabaje en un amplio rango de temperatura; vi) diseñar un nuevo cátodo basado en pentóxido de niobio que permita acelerar el tiempo de carga; e vii) identificar y aprovechar las ventajas de la carga de electrodos y el aumento de las temperaturas para maximizar el rendimiento de las celdas de batería con ánodo de Li4Ti5O12 (LTO) y un cátodo de LiMn2O4 (LMO), como se detalla en la Tabla 4. Tabla 4 Tecnología: batería de iones de litio (LIB) TITULAR OBJETIVO FUENTE Mejorar las densidades de energía, Avanzando en la compresión de las carga rápida y largo ciclo de vida Technology Networks baterías de litio de estado sólido mediante baterías de litio de estado (2022a) sólido Campo magnético ayuda a los Generar mayor potencia y carga electrodos de batería gruesos a más rápida mediante la creación de The University of Texas enfrentar los desafíos de los electrodos más gruesos para las LIB at Austin (2022) vehículos eléctricos Investigadores pretende hacer Recuperar metales como el litio y el Betkowski (2022b) que baterías de iones de litio cobalto que se utilizan en las LIB University of Alberta sean más ecológicas Convertir papel usado en partes de Convertir las fibras de papel en Nanyang Technological baterías para teléfonos inteligentes electrodos utilizables en las baterías University (2022) y vehículos eléctricos recargables Baterías de energía empaquetada Diseñar un nuevo electrolito que Labios (2022) funcionan en frío y calor extremos trabaje en un amplio rango de University of California, temperatura San Diego Nuevo diseño de cátodo resuelve Diseñar un nuevo cátodo basado en Argonne National la principal barrera para mejores pentóxido de niobio que permita Laboratory (2022) baterías de iones de litio acelerar el tiempo de carga Identificar y aprovechar las ventajas La investigación de baterías aborda de la carga de electrodos y el Martineau (2022) nuevos desafíos para los sistemas aumento de las temperaturas para The National Renewable de almacenamiento estacionarios maximizar el rendimiento de las Energy Laboratory detrás del medidor celdas de batería con ánodo de Li 4 Ti 5 O 12 (LTO) y un cátodo de LiMn 2 O 4 (LMO) Nota. Adaptado de Boletín de Vigilancia Tecnológica, 2022 (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). 37 Estudio de tendencias tecnológicas Actualmente, la tecnología tradicional de baterías de iones de litio (LIB) enfrenta dificultades para cumplir con las nuevas exigencias de los vehículos eléctricos, como altas densidades de energía, carga rápida y larga vida útil. Ante estas limitaciones, la Universidad de Tokyo Tech, el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada (AIST, por sus siglas en inglés) y la Universidad de Yamagata están trabajando en el desarrollo de baterías de estado sólido que emplean electrolito sólido en lugar del electrolito líquido. No obstante, la interfaz entre el electrodo positivo y el electrolito sólido presenta una gran resistencia eléctrica, la cual incrementa cuando la superficie del electrodo se expone al aire, degradando la capacidad y el rendimiento de la batería. La meta es lograr una resistencia de interfaz cercana a 10 Ω cm2 cuando no se expone al aire. El estudio alcanzó una resistencia de 10.3 Ω cm2 mediante un tratamiento térmico a 150 °C durante una hora. Asimismo, se demostró que la reducción podría atribuirse a la eliminación espontánea de protones del interior de la estructura de LiCoO2 (Technology Networks, 2022a). Con el propósito de aumentar la potencia y reducir el tiempo de carga, los científicos de la Universidad de Texas han desarrollado un nuevo tipo de electrodo para baterías de iones de litio. Esto fue posible fabricando electrodos de mayor grosor y utilizando imanes que generan una alineación única que previene los inconvenientes típicos relacionados con el tamaño de estos componentes fundamentales. Este nuevo electrodo tiene el potencial de duplicar el alcance de los vehículos eléctricos en una sola carga en comparación con los electrodos comerciales utilizados actualmente. Esta mejora en el rendimiento electroquímico se debe a la alta resistencia mecánica, la alta conductividad eléctrica y la facilidad en el transporte de iones de litio (The University of Texas at Austin, 2022). Las LIB se están convirtiendo cada vez más en una parte integral de nuestra vida, dado que alimentan casi todos nuestros dispositivos. En esta línea, resulta importante estudiar cómo recuperar metales raros de las baterías usadas, con el objetivo de beneficiar el ambiente y a los fabricantes que buscan reducir costos. Frente a este desafío, la Universidad de Alberta (2022) ha presentado un método de recuperación de metales como el litio y el cobalto. Esta investigación se basa en los principios de una economía circular, que implica un sistema de circuito cerrado en el que los productos y sus componentes se utilizan al máximo, para después reciclarse, reutilizarse, regenerarse o reacondicionarse para minimizar los desechos y la contaminación. Para lograr todo lo mencionado previamente, el estudio ha utilizado mezclas de ácidos orgánicos, lo que ha permitido recuperar más del 80 % del litio de las baterías gastadas (Betkowski, 2022a). En la búsqueda de obtener compontes esenciales para las LIB, investigadores de la Universidad Tecnológica de Nanyang (2022) han desarrollado un nuevo proceso que convierte las fibras 38 Estudio de tendencias tecnológicas de papel en electrodos, los cuales podrían transformarse en baterías recargables para su uso en vehículos eléctricos. El proceso, llamado carbonización, implicó exponer el papel a altas temperaturas, convirtiéndolo en carbono puro, vapor de agua y aceites como parte del estudio. Este proceso emite cantidades insignificantes de dióxido de carbono, lo que lo convierte en una alternativa ecológica (Nanyang Technological University, 2022). Las baterías de iones de litio deben ser lo suficientemente versátiles como para funcionar en diversas temperaturas, ya sea en climas fríos o en calor extremo. Este reto ha sido abordado por investigadores de la Universidad de San Diego (2022), quienes han desarrollado un nuevo tipo de baterías que harían posible que los vehículos eléctricos puedan viajar a lugares más lejanos con una sola carga en climas fríos. Además, estas baterías reducirían la necesidad de utilizar sistemas de enfriamiento para evitar sobrecalentamientos en climas cálidos. Este atributo de funcionamiento en altas temperaturas permite que el rendimiento de las baterías no se degrade, factor muy importante en comparación con las baterías tradicionales que podrían presentar problemas debido al calentamiento, ya sea solo por el paso de la corriente durante el funcionamiento. Asimismo, el problema de rendimiento podría empeorar si consideramos la ubicación de las baterías, que suelen estar debajo del piso, cerca de las carreteras que también se calientan en temperaturas altas. En la Figura 24 se muestran las pruebas de las celdas de las baterías en un horno calentado a 50 °C. Es importante destacar que el nuevo electrolito no solo es versátil y robusto en un amplio rango de temperaturas, sino que también es compatible con un ánodo y un cátodo de alta energía (University of California San Diego, 2022). Figura 24 Pruebas de celdas de las baterías Nota. Rendimiento a alta temperatura de las celdas de la batería, que se están probando en un horno calentado a 50 °C. De These Energy-Packed Batteries Work Well in Extreme Cold and Heat, por Labios, L., 2022, University of California San Diego (https://today.ucsd.edu/story/these-energy-packed-batteries-work-well-in-extreme-cold-and-heat). 39 Estudio de tendencias tecnológicas A pesar de los avances en los últimos años en las LIB en términos de eficiencia, aún enfrentan desafíos significativos, como conseguir una carga más rápida capaz de acelerar la adopción de vehículos eléctricos. Esta limitación ha motivado a los investigadores de la Universidad de California en San Diego y la Universidad Estatal de Boise a trabajar en un enfoque poco convencional, creando un nuevo compuesto de alto rendimiento para electrodos de batería conocido como pentóxido de niobio. Este compuesto tiene una nueva estructura cristalina que puede acelerar la carga al mismo tiempo que proporciona una buena capacidad de almacenamiento. En la Figura 25 se aprecia cómo el material del electrodo pasa de una disposición desordenada de átomos a una estructura cristalina ordenada (Matz, 2022). Figura 25 Transformación del electrodo de una estructura desordenada de átomos a una estructura ordenada cristalina Nota. Imágenes producidas por microscopía electrónica de transmisión que verifican la transformación del material del electrodo desde una disposición desordenada de átomos (izquierda) a una estructura cristalina ordenada (derecha). De Scientists use novel method to make promising battery material, por Matz, M., 2022, Argonne National Laboratory (https://www.anl.gov/article/scientists-use-novel-method-to-make-promising-battery-material). En los próximos años se anticipa una mayor demanda en la red eléctrica, y si no se toman medidas, podrían surgir problemas de disponibilidad para la carga de vehículos eléctricos. En ese sentido, los investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL, por sus siglas en inglés) están liderando el desarrollo de nuevos diseños de LIB para sistemas estacionarios de almacenamiento de energía, con el objetivo de garantizar que las fuentes de energía renovable estén disponibles cuando y donde se necesiten. Los sistemas estacionarios presentan patrones de carga y descarga diferentes a los de un vehículo eléctrico típico, lo que requiere ciertos materiales de LIB, como un ánodo de Li 4 Ti 5 O 12 (LTO) y un cátodo de LiMn2O4 (LMO), que puedan ofrecer seguridad y una larga vida útil de los sistemas. 40 Estudio de tendencias tecnológicas No obstante, existen ciertos desafíos con las baterías LTO/LMO en los sistemas estacionarios, para lo que la investigación buscó identificar un punto óptimo para aprovechar las ventajas de la carga de electrodos y el aumento de las temperaturas para maximizar su rendimiento. En la Figura 26 se muestran baterías estacionarias que podrían brindar la oportunidad a los edificios de reducir su dependencia de la red eléctrica mediante el almacenamiento de energía que se puede aprovechar durante los momentos de máxima demanda (Martineau, 2022). Figura 26 Baterías estacionarias Nota. Las baterías estacionarias permiten a los edificios reducir su dependencia de la red eléctrica al almacenar energía que puede utilizarse durante los momentos de máxima demanda. De Battery Research Tackles New Challenges for Behind-the-Meter Stationary Storage Systems, por Schroeder, D., 2022, National Renewable Energy Laboratory (https://www.nrel.gov/news/program/2022/battery-research-tackles-new-challenges-for-behind-the-meter-stationary- storage-systems.html). c) Más allá de LIB Se han explorado nuevas opciones más allá de las baterías de iones de litio (LIB) debido a la escasez de litio en los últimos años. Diversas tecnologías se han investigado con los siguientes propósitos: i) cargar vehículos eléctricos con energía fotovoltaica; ii) desarrollar baterías de iones a partir de polvo de fluoruro de fosfato de sodio y vanadio para mejorar la capacidad de almacenamiento de energía; iii) crear un nuevo electrolito sólido a base de iones de sodio que permita la carga y descarga ultrarrápidas de la batería; iv) diseñar baterías acuosas con electrolitos a base de agua a precios más bajos; v) desarrollar baterías de iones de calcio de bajo costo y alto rendimiento; y vi) diseñar un nuevo electrolito de vítreo de sodio seguro, de bajo costo, de gran densidad energética y larga duración, como se aprecia en la Tabla 5. 41 Estudio de tendencias tecnológicas Tabla 5 Tecnología: más allá de LIB TITULAR OBJETIVO FUENTE Carga de vehículos eléctricos Cargar vehículos eléctricos con energía Vogel (2022) con fotovoltaica en casa fotovoltaica TechXplore Desarrollar baterías de iones a partir de Nuevo material impulsa a las polvo de fluoruro de fosfato de sodio y Skolkovo Institute of baterías de iones de sodio a vanadio para mejorar la capacidad de Science and eliminar el costoso litio almacenamiento de energía Technology (2022) Discovery ofrece un camino Crear nuevo electrolito sólido a base de National hacia baterías recargables de iones de sodio que permita cargas y University of sodio de estado sólido descargas ultrarrápidas de la batería Singapore (2022) Cargando el futuro con Diseñar baterías acuosas a partir de Khan (2022) baterías acuosas modernas electrolitos a base de agua a precios University of más bajos Houston Las baterías de iones de calcio Desarrollar baterías de iones de calcio Labios (2022) podrían ser el próximo gran de bajo costo y alto rendimiento Technology Networks avance para los autos eléctricos (2022b) Investigadores desarrollan electrolitos vítreos de sodio Diseñar un nuevo electrolito de vítreo capaces de admitir de sodio seguro, de bajo costo, de gran Dhingra (2022) almacenamiento de energía a densidad energética y larga duración University of Houston escala de red de larga duración Nota. Adaptado de Boletín de Vigilancia Tecnológica, 2022 (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). En este contexto, una de las opciones es la propuesta de la Escuela Politécnica Federal (ETH, por sus siglas en inglés) de Zúrich. Según sus hallazgos de la investigación, es factible cargar los vehículos eléctricos utilizando su propia energía solar sin limitaciones significativas y sin necesidad de almacenamiento intermedio. Esta carga se hace posible gracias a una estrategia de machine learning que tiene como objetivo predecir el desempeño de los paneles solares y las acciones del usuario con la máxima precisión (Vogel, 2022). El sodio, un metal alcalino mucho más abundante que el litio, se presenta como una alternativa viable para las baterías de vehículos eléctricos, como lo demuestra un estudio del Instituto de Ciencia y Tecnología de Skolkovo en 2022. En este estudio se han desarrollado baterías de iones utilizando polvo de fluoruro de fosfato de sodio y vanadio para mejorar la capacidad de almacenamiento de energía. El material utilizado en los cátodos de estas baterías garantiza una densidad de energía de la batería entre un 10 % y 15 % mejor que la de su competidor actual, además de ofrecer una vida útil más larga y mayor estabilidad (Skolkovo Institute of Science and Technology, 2022). 42 Estudio de tendencias tecnológicas Otro estudio que involucra el uso del sodio es el de la Universidad Nacional de Singapur (2022), en el cual se ha desarrollado un nuevo electrolito sólido basado en iones de sodio que permite cargas y descargas ultrarrápidas de la batería. Los investigadores explican que el reto ha sido hallar opciones de estado sólido más seguras que puedan competir en rapidez de carga, durabilidad y capacidad de carga máxima. En este sentido, los científicos han presentado una nueva composición de estado sólido basada en electrolitos sólidos denominados NASICON (o superconductores iónicos de sodio). Para ello, como primer paso, desarrollaron un modelo teórico a escala atómica de la composición cerámica (electrolito sólido) de NASICON, utilizando supercomputadoras de alta potencia y algoritmos innovadores. Luego, la composición fue sintetizada, caracterizada y probada. En la Figura 27 se muestra cómo los investigadores están cargando el NASICON en la sonda de baja temperatura (National University of Singapore, 2022). Figura 27 Nuevo electrolito sólido a base de iones de sodio Nota. Investigadores del Canepa Research Laboratory en NUS cargando el NASICON en la sonda de baja temperatura. De Discovery offers path to safer sodium rechargeable batteries, por National University of Singapore, 2022 (https://cde.nus.edu.sg/news-detail/discovery-offers-path-to-safer-sodium-rechargeable-batteries/). Con relación a las baterías que utilizan sodio, tenemos la investigación de la Universidad de Houston (2022). En este estudio se ha desarrollado un nuevo electrolito de vítreo de sodio, el cual es seguro, de bajo costo, tiene una gran densidad energética y una larga duración. Esta alternativa de baterías de sodio en estado sólido y azufre se presenta como una opción para el almacenamiento de energía a nivel de red. El desafío planteado por el nuevo electrolito 43 Estudio de tendencias tecnológicas de vidrio de oxisulfuro se basó en la necesidad de desarrollar electrolitos de estado sólido para baterías de sodio con ciertas características deseables, como bajo costo, facilidad de fabricación y excelente estabilidad mecánica y química. No obstante, este nuevo electrolito ha logrado superar estos retos gracias a su microestructura, que ha permitido la creación de una estructura de vidrio completamente homogénea (Dhingra, 2022). Otra forma de diseñar baterías es mediante electrolitos a base de agua, como propuso la Universidad de Houston en 2022. Su propuesta es altamente innovadora, ya que los equivalentes en baterías acuosas tradicionales no cumplen con los requisitos en términos de densidad de energía y potencia necesaria para aplicaciones a gran escala en el sector transporte. El objetivo de esta propuesta es ampliar la ventana de estabilidad electroquímica, de modo que permita que las baterías funcionen en un rango de voltaje más amplio, similar al de las baterías de iones de litio, pero de manera más segura al estar basadas en agua. Para alcanzar este objetivo, es necesario mezclar y unir los componentes de diversas maneras para crear numerosas combinaciones de reacciones y fases, como se muestra en la Figura 28 (Khan, 2022). Figura 28 Combinaciones y fases al mezclar y unir componentes diversos Nota. El desarrollo de baterías acuosas que implica la mezcla y combinación de componentes para crear numerosas combinaciones de reacciones y fases. De Charging the Future with Modern Aqueous Batteries, por Khan, R., 2022, University of Houston (https://uh.edu/news-events/stories/2022-news-articles/december-2022/12122022-aqueous- batteries.php) 44 Estudio de tendencias tecnológicas Otro material que se presenta como una alternativa a las LIB son las baterías de calcio. Este mineral alcalino es 10 000 veces más abundante que el litio, ya que sus reservas representan solo el 0.002 % de la corteza terrestre. En 2022, la Universidad Chung Ang ha desarrollado baterías de iones de calcio de bajo costo y alto rendimiento. Uno de los desafíos más importantes que enfrentan es la identificación de los materiales de cátodo (el terminal negativo) más apropiados para el almacenamiento y la liberación reversible y eficiente de calcio. Para abordar este reto, los investigadores adoptaron un enfoque sistemático, que incluyó la ejecución de simulaciones mecánicas cuánticas de alto rendimiento basadas en la teoría funcional de densidad (DFT, por sus siglas en inglés). Como resultado de esta investigación, los científicos identificaron el cobalto (Co) como un metal de transición muy adecuado para actuar como cátodo en una estructura a base de calcio con la fórmula CaCo2O4 (Technology Networks, 2022b). d) Ciberseguridad Una investigación de la Universidad de Concordia revela cómo los ataques dirigidos a inversores inteligentes pueden adoptar múltiples formas de amenazas, incluso llegando al punto de interrumpir las comunicaciones, como se detalla en la Tabla 6. En este estudio se describe cómo uno de los recursos de energía distribuida (DER, por sus siglas en inglés) permite almacenar y devolver energía a las redes eléctricas, transformando la manera en que se utiliza la energía en el mundo. Los DER, que incluyen paneles solares domésticos y cargadores de vehículos eléctricos, dependen de dispositivos en el campo conocidos como inversores inteligentes para interactuar con las redes eléctricas. Estos dispositivos son susceptibles a ataques de diversas formas por parte de actores maliciosos, ya que dependen en gran medida de la información digital y la tecnología de las comunicaciones (Lejtenyi, 2022). Tabla 6 Tecnología: ciberseguridad TITULAR OBJETIVO FUENTE Vulnerabilidad de los Describir cómo los ataques a los inversores inteligentes a los inversores inteligentes pueden adoptar Lejtenyi (2022) ataques cibernéticos debe múltiples formas de amenazas e Concordia University identificarse y contrarrestarse interrumpir las comunicaciones Nota. Adaptado de Boletín de Vigilancia Tecnológica, 2022 (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). 45 Estudio de tendencias tecnológicas e) Materiales En los boletines VITEC 2022 se identificaron tres noticias relacionadas con materiales, que tienen como objetivos: i) fabricar la tetrataenita artificialmente para la elaboración de imanes de alto rendimiento utilizados en los vehículos eléctricos; ii) fabricar automóviles eléctricos más ligeros y económicos a partir de los residuos de petróleo; y iii) producir un nanomotor eléctrico con material de ADN, como se presenta en la Tabla 7. Tabla 7 Tecnología: materiales TITULAR OBJETIVO FUENTE Nuevo enfoque para la Fabricar la tetrataenita artificialmente fabricación de 'imanes cósmicos' para la elaboración de imanes de alto University of podría reducir la dependencia rendimiento utilizados en los vehículos Cambridge (2022b) de las tierras raras en las eléctricos tecnologías bajas en carbono ¿Podríamos fabricar Fabricar automóviles eléctricos más Chandler (2022) automóviles con ligeros y económicos a partir de los Massachusetts residuos de petróleo? residuos de petróleo Institute of Technology Primer nanomotor eléctrico Producir un nanomotor eléctrico con Technical University fabricado con material de ADN material de ADN of Munich (2022) Nota. Adaptado de Boletín de Vigilancia Tecnológica, 2022 (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). Entre los nuevos materiales que podrían utilizarse en la industria de vehículos eléctricos se encuentra la tetrataenita, como se describe en la investigación de la Universidad de Cambridge (2022), la cual se ilustra en la Figura 29. En este estudio se ha descubierto un nuevo método potencial para fabricar imanes de alto rendimiento que podrían utilizarse en automóviles eléctricos sin depender de elementos de tierras raras. Los investigadores han hallado una forma innovadora de crear un posible reemplazo para los imanes de tierras raras, la tetrataenita, un “imán cósmico” que normalmente se forma en meteoritos durante millones de años. Estos imanes de alto rendimiento son tecnológicamente esenciales para la construcción de una economía con bajas emisiones de carbono y son los mejores imanes permanentes disponibles en la actualidad, ya que contienen elementos de tierras raras. Así, al mezclar hierro, níquel y fósforo en las cantidades adecuadas, los investigadores lograron acelerar la formación de tetrataenita en aproximadamente 11 a 15 órdenes de magnitud, de modo que se pudiera producir en unos pocos segundos mediante un proceso de fundición simple (University of Cambridge, 2022b). 46 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 29 Fragmento de tetrataenita Nota. Fragmento de tetrataenita encontrado en Nuevo Mercurio, Zacatecas, México. De New approach to ‘cosmic magnet’ manufacturing could reduce reliance on rare earths in low-carbon technologies, por Lavinsky, R., 2022, University of Cambridge (https://www.cam.ac.uk/research/news/new-approach-to-cosmic-magnet-manufacturing- could-reduce-reliance-on-rare-earths-in-low-carbon). Otro material que puede utilizarse en la industria de vehículos eléctricos es el residuo de petróleo, como se menciona en la investigación del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT). Una nueva metodología para la producción de fibra de carbono, que se muestra en la Figura 30, tiene el potencial de transformar los subproductos de las refinerías en materiales estructurales ultraligeros de alto valor para su aplicación en automóviles, aviones y naves espaciales. Los investigadores del MIT, junto con otras instituciones, han desarrollado un proceso para fabricar estas fibras livianas a partir de una materia prima ultrabarata (Chandler, 2022). Figura 30 Fibras de carbono Nota. Círculo compuesto por fibras de carbono con un diámetro de aproximadamente diez micrómetros. De Could we make cars out of petroleum residue?, por Chandler, D. L., 2022, Massachusetts Institute of Technology (https://news.mit.edu/2022/carbon-fiber-lightweight-materials-0318). 47 Estudio de tendencias tecnológicas Asimismo, se ha logrado desarrollar el primer nanomotor eléctrico fabricado con material de ADN. Un equipo de investigación dirigido por la Universidad Técnica de Múnich (TUM, por sus siglas en inglés) ha logrado producir por primera vez un motor eléctrico molecular utilizando el método de plegado de ADN conocido como origami. Esta diminutiva máquina, hecha de material genético, es capaz de autoensamblarse y convertir la energía eléctrica en cinética. Estos nanomotores pueden encenderse y apagarse, y los investigadores tienen la capacidad de controlar tanto la velocidad como la dirección de rotación (Technical University of Munich, 2022). Figura 31 Nuevo nanomotor fabricado con material de ADN Nota. Nuevo nanomotor fabricado con material de ADN compuesto por tres componentes: una base, una plataforma y un brazo de rotor. De First electric nanomotor made from DNA material, por Technical University of Munich, 2022 (https://www.tum.de/en/about-tum/news/press-releases/details/37521). Imagen de Anna-Katharina Pumm, TUM. f) Pilas de combustible de hidrógeno Con relación al combustible de hidrógeno, la Universidad de Alberta ha desarrollado una investigación en el campo de los vehículos eléctricos impulsados por hidrógeno, ofreciendo una alternativa ecológica en el sector del transporte (Tabla 8). En el estudio se destaca que los vehículos de hidrógeno siguen siendo una tecnología emergente con un gran potencial para reducir las emisiones aplicando métodos como el reformado autotérmico (ATR, por sus siglas en inglés), en combinación con la captura y el almacenamiento de carbono en la producción de hidrógeno. Este proceso emite menos gases de efecto invernadero (GEI) en contraste con otros métodos actuales. Gracias a su alta eficiencia en la captura de carbono, esta tecnología 48 Estudio de tendencias tecnológicas resulta en emisiones de GEI más bajas a diferencia de los vehículos eléctricos alimentados por la red eléctrica convencional durante su ciclo de vida (Betkowski, 2022a). Tabla 8 Tecnología: pilas de combustible de hidrógeno TITULAR OBJETIVO FUENTE Analizar el potencial de los vehículos de Vehículos eléctricos y de hidrógeno (H) en la ciudad de Alberta, hidrógeno ofrecerán una oferta considerando el uso de métodos como ecológica para el sector transporte Betkowski (2022a) el reformado autotérmico (ATR), y la en las carreteras de Alberta University of Alberta captura y el almacenamiento de carbono para producir H Nota. Adaptado de Boletín de Vigilancia Tecnológica, 2022 (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). g) Seguridad Este aspecto también es importante debido a que permite reducir los riesgos de electrocución en vehículos eléctricos mediante una nueva tecnología. Por ello, un equipo de investigadores de la Universidad de York desarrolló una tecnología innovadora para demostrar su eficacia en la reducción del riesgo de electrocución tanto para los conductores como para los pasajeros de vehículos eléctricos, como resultado de los daños sufridos por los automóviles en accidentes de tráfico significativos, como se describe en la Tabla 9 (University of York, 2022). Tabla 9 Tecnología: seguridad TITULAR OBJETIVO FUENTE Disminución de riesgo de Mejorar la seguridad reduciendo el electrocución por vehículos voltaje a 60 V en menos de 5 segundos University of York eléctricos con nueva tecnología en caso de daño a los circuitos (2022) Nota. Adaptado de Boletín de Vigilancia Tecnológica, 2022 (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). 49 Estudio de tendencias tecnológicas h) General Además, se han llevado a cabo diez investigaciones que abarcan diversos aspectos clave de la industria de vehículos eléctricos, cada una con sus propios objetivos: i) determinar los factores cognitivos que todavía disuaden a muchas personas de cambiarse a los vehículos eléctricos (VE); ii) desarrollar un modelo probabilístico para predecir y gestionar el crecimiento de la carga de vehículos eléctricos; iii) analizar el rol de los gobiernos para estimular el uso de VE; iv) evaluar el impacto ambiental de los VE; v) analizar el recorrido máximo de un VE sin necesidad de recargar en el camino; vi) estudiar la reducción de emisiones de carbono al cambiar de un vehículo de combustión a un VE; vii) planificar el sistema de distribución de electricidad considerando el crecimiento en las ventas de VE; viii) investigar la carga inalámbrica de VE; ix) diseñar una estrategia competitiva con bajos precios para cargas inalámbricas en carreteras; y x) desarrollar un nuevo electrolito de vítreo de sodio seguro, de bajo costo, de alta densidad energética y larga duración, como se detalla en la Tabla 10. Tabla 10 Tecnología: general TITULAR OBJETIVO FUENTE Cómo un sesgo cognitivo está Determinar los factores cognitivos que Université of bloqueando el auge de los todavía disuaden a muchas personas Genève (2022) vehículos eléctricos de cambiarse a los vehículos eléctricos Cómo predecir y gestionar el Desarrollar un modelo probabilístico crecimiento de la carga de vehículos para predecir y gestionar el crecimiento Moses (2022) eléctricos para mantener las redes de la carga de VE Stanford University eléctricas fiables y asequibles ¿Son las ciudades la clave de la Analizar el rol de los gobiernos para Newcastle revolución del vehículo eléctrico? estimular el uso de VE University (2022) Verificación de la realidad: más Stone (2022) vehículos eléctricos podrían Evaluar el impacto ambiental de los VE Rocky Mountain significar menos emisiones Institute Vehículos eléctricos superan la Analizar el recorrido máximo de un VE Fagan (2022) prueba de carretera a distancia sin necesidad de recargar en el camino Australian National University Emisiones de carbono y su Estudiar la reducción de emisiones de relación con la cadena de University of carbono al cambiar de un vehículo de suministro de comestibles Michigan (2022) combustión a un VE Planificación estratégica podría maximizar los beneficios de la Planificar el sistema de distribución de Panossian (2022) integración de vehículos eléctricos electricidad considerando el crecimiento The National Renewable en los sistemas de distribución de en las ventas de VE Energy Laboratory electricidad Estudio conceptualiza carreteras de carga inalámbrica Investigar la carga inalámbrica de VE Gillespie (2022) Cornell University 50 Mantener la electricidad asequible Diseñar una estrategia competitiva con en autopistas de carga inalámbrica bajos precios para cargas inalámbricas Friedlander (2022) en carreteras Cornell University Desarrollar un nuevo electrolito de vítreo de sodio seguro, de bajo costo, de alta densidad energética y larga duración Estudio de tendencias tecnológicas TITULAR OBJETIVO FUENTE Mantener la electricidad asequible Diseñar una estrategia competitiva con en autopistas de carga inalámbrica bajos precios para cargas inalámbricas Friedlander (2022) en carreteras Cornell University Desarrollar un nuevo electrolito de vítreo Descubrimiento abre la vía a pilas de sodio seguro, de bajo costo, de alta National University recargables de sodio más seguras densidad energética y larga duración of Singapore (2022) Nota. Adaptado de Boletín de Vigilancia Tecnológica, 2022 (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). Por otro lado, la Universidad de Stanford está llevando a cabo una investigación sobre cómo predecir y gestionar el crecimiento de la carga de vehículos eléctricos para mantener las redes eléctricas fiables y asequibles. Para ello ha desarrollado un modelo probabilístico escalable diseñado para satisfacer la demanda, el cual puede aplicarse a una variedad flexible de poblaciones y considerar una amplia gama de factores. El objetivo principal de este modelo es brindar a los planificadores de redes y a los responsables de la formulación de políticas la información necesaria para responder a preguntas clave como dónde, cuándo, cómo, cuánto y con qué frecuencia cargarán los conductores de vehículos eléctricos (Moses, 2022). También se dispone de investigaciones de la Universidad de Newcastle que analizaron los factores fundamentales que podrían convertir a las ciudades en impulsoras de la revolución de los vehículos eléctricos. Para ello es necesaria la implementación de políticas e incentivos locales que fomenten una adopción más amplia de los VE. Por otro lado, en un estudio de la Universidad Nacional de Australia se describe cómo los vehículos eléctricos pueden cubrir las distancias requeridas para acceder a los servicios esenciales en regiones remotas y rurales de Australia (Newcastle University, 2022b; Fagan, 2022). Asimismo, la investigación de la Universidad de Michigan describe cómo los vehículos eléctricos se han convertido en una opción más favorable para las entregas de productos a domicilio debido a la pandemia de COVID-19 (University of Michigan, 2022). Finalmente, es importante mencionar las investigaciones de la Universidad de Cornell. Uno de estos estudios tiene como objetivo diseñar una estrategia competitiva para la carga inalámbrica de bajo costo en carreteras. En otro estudio se enfocan en la conceptualización de carreteras eficientes en términos de energía, destacando que el control eficiente del sistema de almacenamiento de energía no solo reduce los costos de energía de todo el sistema de carga inalámbrica en carreteras, sino que también alivia la presión sobre la red eléctrica existente (Gillespie, 2022b; Friedlander, 2022). 51 Estudio de tendencias tecnológicas 2 ANÁLISIS DE TENDENCIAS A PARTIR DE PATENTES VITEC 2022 53 Estudio de tendencias tecnológicas 2.1. Análisis El análisis de patentamiento de tendencias tecnológicas se ha desarrollado a partir de las patentes identificadas en los 51 boletines VITEC 2022. Para ello se han utilizado diversas herramientas, como VOSviewer y Orange. Los resultados de la exploración de las patentes identificadas en Espacenet y WIPO en los 51 boletines VITEC 2022 se presentan en la Figura 32. Para este propósito se utilizó la herramienta Orange. Las palabras con mayor frecuencia de aparición incluyen datos, sistema (sistemas), método (métodos), dispositivo, inteligencia artificial, usuario, modelo (modelos), pluralidad, imagen (imágenes), red, control, machine learning, procesamiento, dispositivos, proporcionar, detección, entrenamiento, comunicación, paciente y blockchain. Los términos con mayor número de apariciones, como sistemas, métodos, dispositivos y modelos, están estrechamente relacionados con las categorías de invenciones que la WIPO estableció en 2022. Estas categorías incluyen i) reivindicaciones asociadas a lo intangible (métodos y procesos) y ii) reivindicaciones relacionadas con lo tangible (dispositivos y aparatos). Además, estas palabras están alineadas con las pautas mencionadas por Indecopi en 2017 sobre lo que se puede patentar, como máquina, herramienta, dispositivo, sistema, procedimiento, proceso o método, etc. Figura 32 Nube de palabras generada a partir de las patentes de los boletines VITEC 2022 Nota. Imagen que muestra la frecuencia del uso de palabras clave en las patentes de los boletines VITEC 2022, aplicando la herramienta Orange. De Orange Data Mining, 2022 (https://orangedatamining.com/). De Boletín de Vigilancia Tecnológica, por Concytec, s. f. (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). 54 Estudio de tendencias tecnológicas Asimismo, con el objetivo de identificar los tópicos más relevantes, se analizó la coocurrencia de palabras utilizando la herramienta VosViewer. Los resultados de este procedimiento se observan en la Figura 33, en la que se identificaron seis clústeres. El primero (en color rojo), titulado “Detección de eventos y objetos mediante machine learning”, agrupa los términos aplicaciones, contenido, detección, entorno, evento, informático, machine learning, modelo y objeto. El segundo clúster (en color verde), denominado “Sistema de predicción a partir del análisis de imágenes”, incluye las palabras bloque, determinar, imágenes, pluralidad, predicción, producto, sensor y valor. El tercer clúster (en color azul), llamado “Interfaz de comunicación para robot y vehículos”, relaciona los términos comunicación, control, función, interfaz, parámetro, robot y vehículo. El cuarto clúster (en color amarillo), titulado “Aplicaciones de blockchain en la gestión de seguridad”, asocia las palabras blockchain, componente, gestión, seguridad, servicio y software. El quinto clúster (en color morado), identificado como “Sistema de reconocimiento de voz”, incluye las palabras características, método, sistema, usuario y voz. Finalmente, el sexto clúster (en color celeste), denominado “Inteligencia artificial en el monitoreo del paciente”, relaciona los términos flujo, inteligencia artificial, motor, paciente y video. Figura 33 Red de coocurrencia de términos generada a partir de las patentes en las noticias de los boletines VITEC 2022 bloque valor características voz predicción determinar pluralidad sensor usuario producto comunicación interfaz vehículo entorno imágenes parámetro robot control aplicaciones método sistema blockchain gestión informático función flujo detección contenido modelo video inteligencia artificial evento software machine learning servicio objeto motor componente paciente Nota. De VOSviewer, 2023 (https://www.vosviewer.com/). 55 Estudio de tendencias tecnológicas De los clústeres mencionados en el párrafo anterior se destacan las aplicaciones de tres tecnologías emergentes: machine learning, blockchain e inteligencia artificial. En ese sentido, se aplicará una exploración más detallada de las patentes relacionadas con estas tecnologías. La inteligencia artificial ha experimentado un mayor crecimiento en los últimos años, con un incremento promedio de patentes del 718 % entre 2016 y 2020, según las registradas en 2022 en WIPO. Se han inscrito un total de 21 500 patentes en inteligencia artificial con la ecuación de búsqueda FP:("artificial intelligence") AND DP: [2022 TO 2022]; 21 618 en machine learning con FP:("machine learning") AND DP: [2022 TO 2022]; y 5499 en blockchain con FP:("blockchain") AND DP: [2022 TO 2022]. Estos resultados son ligeramente superiores a los obtenidos en Espacenet, en el que se encontraron 20 495 patentes en inteligencia artificial con la ecuación de búsqueda: ab = "artificial intelligence" AND pd = "2022"; 16 020 en machine learning con ab = "machine learning" AND pd = "2022"; y 3431 en blockchain con ab = "blockchain" AND pd = "2022" (WIPO, 2023; Espacenet, 2023). 2.2. Patentamiento en inteligencia artificial Como se mencionó en la sección anterior, la inteligencia artificial es una de las tecnologías de mayor crecimiento en patentamiento en los últimos años. Según WIPO, durante 2022, este liderazgo ha sido ocupado por China con 12 812 patentes, seguida de Estados Unidos con 2362 y la India con 2282. Entre las principales empresas se encuentran Baidu (Beijing Baidu Netcom Science and Tech Co Ltd y Beijing Baidu Network Communication Science and Tech Limited Company) con 1606 patentes, Huawei con 636, Tencent (Tencent Tech [Shenzhen] Co Ltd y Tencent Science and Tech (Shenzhen) limited company) con 572, Ping and Tech (Shenzhen) Co Ltd con 521, Bank of China Co Ltd con 260 y Samsung Electronics Co Ltd con 227. Las compañías que han solicitado más patentes en 2022 se ubican en China y Corea del Sur. Además, es importante mencionar que tres de ellas tienen su sede (headquarter) en Shenzhen (Huawei, Tencent y Ping and Tech), con un total de 1729 patentes. Asimismo, según la Clasificación Internacional de Patentes (código CIP), se destaca que los dos códigos más prominentes son G06N “Sistema de computadoras basados en modelos de cálculo específicos” con 7359 patentes y G06F “Procesamiento eléctrico de datos digitales” con 6723. Después de haber mencionado los resultados a nivel de patentamiento durante 2022 según WIPO, se analizaron las patentes relacionadas con inteligencia artificial en los boletines VITEC 2022 y se obtuvo un total de 180 patentes. Entre las palabras que destacan, como se pude observar en la figura, se encuentran datos, sistemas, método, usuario, pluralidad, paciente, machine learning (ML), dispositivo e imágenes. Asimismo, en línea con el sexto clúster (en color celeste) de la Figura 34, se puede concluir que una de las temáticas de patentamiento con mayor incidencia es la denominada “Inteligencia artificial en el monitoreo del paciente”. 56 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 34 Nube de palabras generada a partir de las patentes de los boletines VITEC 2022 sobre inteligencia artificial Nota. Imagen que muestra la frecuencia del uso de palabras clave en las patentes de los boletines VITEC 2022, aplicando la herramienta Orange. De Orange Data Mining, 2022 (https://orangedatamining.com/). De Boletín de Vigilancia Tecnológica, por Concytec, s. f. (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). A partir de la temática “inteligencia artificial en el monitoreo del paciente” se han obtenido un total de 13 patentes, de las cuales 11 son de WIPO y 2 de Spacenet. Tabla 11 Resultados de las patentes de los boletines VITEC 2022 relacionados con inteligencia artificial en el monitoreo de pacientes TITULAR ZONA TIPO DE PATENTE OBJETIVO Generar automáticamente un informe Métodos para administrar el Boca Método dental del paciente a partir de IA y un flujo de trabajo digital dispositivo de escaneo portátil Sistemas y métodos para la detección Detectar convulsiones a partir de la de convulsiones con análisis Cerebro Sistema y actividad eléctrica del cerebro del estadístico e inteligencia artificial método paciente mediante IA Determinar la probabilidad de una Predicción de candidatos a Columna Sistema y respuesta favorable del paciente a un neuromodulación espinal vertebral método procedimiento de neuromodulación espinal mediante IA Implementar automáticamente una Método de diseño de implantes imagen 3D que incluya piel, hueso y nasales personalizados por el paciente Nariz Método cartílago de la región nasal del paciente usando IA Sistema de detección y diagnóstico de enfermedades Detectar y diagnosticar enfermedades oculares con inteligencia artificial Ojos Sistema oculares mediante un robot oftálmico e IA basado en un robot oftálmico Método para el diagnóstico precoz 57 Diagnosticar el cáncer de páncreas de del cáncer de páncreas utilizando Páncreas Método manera temprana usando IA y análisis la técnica de análisis Raman de de Raman inteligencia artificial Controlar de manera remota los Sistema y método para un robot de Tobillo Sistema y procesos de fisioterapia y rehabilitación rehabilitación de tobillo portátil método de tobillos en pacientes con parálisis parcial o total a través de un robot e IA Dispositivo de robot de baño General Dispositivo Desinfectar y esterilizar a pacientes de manera automática mediante un robot e IA Sistema y método para determinar Determinar las mejores prácticas para las mejores prácticas para terceros Sistema y pacientes que acceden a una red de que acceden a una red de salud método atención médica utilizando IA Modelado de inteligencia artificial para análisis de distribución de Optimizar el tratamiento de dosis de radioterapia Método radioterapia a través de IA Evaluación del paciente basado en Sistema Evaluar a un paciente utilizando IA inteligencia artificial Sistema de monitoreo de caídas de Sistema Monitorear las caídas de los pacientes pacientes mediante sensores e IA Detección de marcha anormal Sistema y Detectar malas posturas del paciente al basada en la estimación de la método caminar con ayuda de IA postura humana 2D Estudio de tendencias tecnológicas TITULAR ZONA TIPO DE PATENTE OBJETIVO Sistema de detección y diagnóstico de enfermedades Detectar y diagnosticar oculares con inteligencia artificial Ojos Sistema enfermedades oculares mediante basado en un robot oftálmico un robot oftálmico e IA Método para el diagnóstico precoz Diagnosticar el cáncer de páncreas del cáncer de páncreas utilizando Páncreas Método de manera temprana usando IA y la técnica de análisis Raman de análisis de Raman inteligencia artificial Controlar de manera remota los Sistema y método para un robot de Tobillo Sistema y procesos de fisioterapia y rehabilitación rehabilitación de tobillo portátil método de tobillos en pacientes con parálisis parcial o total a través de un robot e IA Desinfectar y esterilizar a Dispositivo de robot de baño Dispositivo pacientes de manera automática mediante un robot e IA Sistema y método para determinar Determinar las mejores prácticas las mejores prácticas para terceros Sistema y para pacientes que acceden a una que acceden a una red de salud método red de atención médica utilizando IA Modelado de inteligencia artificial para análisis de distribución de Método Optimizar el tratamiento de dosis de radioterapia radioterapia a través de IA General Evaluación del paciente basado en Sistema Evaluar a un paciente utilizando IA inteligencia artificial Sistema de monitoreo de caídas de Sistema Monitorear las caídas de los pacientes pacientes mediante sensores e IA Detección de marcha anormal basada en la estimación de la Sistema y Detectar malas posturas del paciente al postura humana 2D método caminar con ayuda de IA Nota. Adaptado de Boletín de Vigilancia Tecnológica, 2022 (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). En la Tabla 11 se detalla cómo la inteligencia artificial puede ser utilizada en diferentes partes del cuerpo de los pacientes, como la boca, el cerebro, la columna vertebral, la nariz, los ojos, el páncreas y el tobillo. Sus principales objetivos son i) generar automáticamente un informe dental del paciente mediante IA y un dispositivo de escaneo portátil; ii) detectar convulsiones a partir de la actividad eléctrica del cerebro del paciente mediante IA; iii) determinar la probabilidad de una respuesta favorable del paciente a un procedimiento de neuromodulación espinal mediante IA; iv) implementar automáticamente una imagen 3D que incluya piel, hueso y cartílago de la región nasal del paciente usando IA; v) detectar y diagnosticar enfermedades oculares mediante un robot oftálmico e IA; vi) diagnosticar el cáncer de páncreas de manera temprana usando IA y análisis de Raman; y vii) controlar de manera remota los procesos de fisioterapia y rehabilitación de tobillos en pacientes con parálisis parcial o total a través de un robot e IA. 58 Estudio de tendencias tecnológicas Asimismo, la IA tiene un gran potencial para ayudar a los pacientes mediante una variedad de dispositivos, sistemas y métodos en todo el cuerpo humano. De esta manera, se podrían llevar a cabo las siguientes acciones: i) desinfectar y esterilizar a pacientes de manera automática mediante un robot e IA; ii) determinar las mejores prácticas para pacientes que acceden a una red de atención médica con la asistencia de IA; iii) optimizar el tratamiento de radioterapia a través de IA; iv) evaluar a un paciente utilizando IA; v) monitorear las caídas de los pacientes mediante sensores de IA; y vi) detectar malas posturas del paciente al caminar con ayuda de IA. En las patentes analizadas se puede observar que en varias de ellas la IA trabaja en conjunto con algún hardware, como robots o sensores. A continuación, se presenta un ejemplo de patente que busca detectar convulsiones a partir de un análisis estadístico realizado con IA. En este caso el paciente utiliza un dispositivo que consta de circuitos que transmiten señales de electroencefalograma (EEG) generadas a partir de la actividad eléctrica del cerebro. Puede apreciarse un esquema de funcionamiento en la Figura 35 (Hecox, 2022). Figura 35 Dispositivo de transmisión de señales de electroencefalograma (EEG) Nota. Diagrama de bloques de un sistema remoto basado en la nube que incluye el detector de ataques. De 1. WO2022055858 - Systems and methods for seizure detection with a statistical analysis and an artificial intelligence análisis, por Hecox, 2022, WIPO IP Portal (https://patentscope.wipo.int/search/es/detail.jsf?docId=WO2022055858&_ cid=P21-L0VXJD-87007-3). Otra patente que usa IA y hardware (un robot) es aquella que permite detectar y diagnosticar enfermedades oculares. Para ello utiliza, además de la IA, un robot oftálmico. Esta patente comprende un módulo de análisis de posicionamiento del ojo humano, recopilación de información de imágenes, monitoreo de calidad de imagen mediante IA, análisis y diagnóstico de enfermedades oculares, gestión de almacenamiento de datos y control de ejecución (Chen et al., 2022). 59 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 36 Esquema de un robot oftálmico Nota. Diagrama esquemático de la estructura completa de un robot oftálmico de mesa. De 1. US20220079429 - Artificial intelligence eye disease screening and diagnostic system based on ophthalmic robot, por Chen et al., 2022, WIPO IP Portal (https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=US354527008&_cid=P21-L14LU1-85500-1). Otra patente que utiliza la robótica es aquella que permite controlar de manera remota los procesos de fisioterapia y rehabilitación mediante un robot e IA. La patente se centra en el uso de un robot de rehabilitación portátil en pacientes con parálisis parcial o total, especialmente en aquellos con parálisis cerebral, que puede ser controlado de manera remota. Este robot, ajustable al tamaño de las extremidades del paciente, es capaz de realizar movimientos de flexión plantar y dorsiflexión del tobillo, así como estiramientos pasivos, ejercicios isométricos e isotónicos (Akdogan et al., 2022). Figura 37 Vista de un robot de rehabilitación portátil desde diferentes ángulos Nota. Representación gráfica de un robot de rehabilitación portátil desde distintas perspectivas. De 1. WO2022125017 - A system for a wearable ankle rehabilitation robot and a method thereof, por Akdogan et al., 2022, WIPO IP Portal (https://patentscope.wipo.int/search/es/detail.jsf?docId=WO2022125017&_cid=P10-L4H5BU-58350-1). 60 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 38 Vista lateral izquierda de un robot de baño [5: 4] 400 Nota. Ilustración de un robot de baño. De 1. WO2022005162 - Bathing robot device, por Ko et al., 2022, WIPO IP Portal (https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=WO2022005162&_cid=P22-KYACQG-46960-3). 2.3. Patentamiento en machine learning Machine learning es otra tecnología que presenta una cantidad de patentes muy similar a la inteligencia artificial en 2022. Según WIPO (2022), los países líderes en este campo son Estados Unidos con 7461 patentes, seguido de China con 4653 e India con 2142. Entre las principales compañías, se destacan IBM con 500 patentes, Google con 360, Microsoft con 306, Capital One Services con 200, Samsung con 188, Qualcomm con 169, Ericsson con 149, Intel con 142, Bosch con 140 y Amazon con 136 patentes. De las diez compañías que más patentan en machine learning, 7 son de Estados Unidos. Asimismo, de acuerdo con la Clasificación Internacional de Patentes (código CIP), destacan dos categorías: el código G06N “Sistema de computadoras basados en modelos de cálculo específicos” con 12 761 patentes y el código G06F “Procesamiento eléctrico de datos digitales”, que acumula 6137 patentes. Después de haber mencionado los resultados a nivel de patentamiento durante 2022 según WIPO, se procedió a analizar las patentes relacionadas con machine learning en los boletines VITEC 2022. Se identificaron un total de 59 patentes, y entre las palabras que sobresalen, como se muestra en la Figura 39, se encuentran datos, sistema (sistemas), modelo (modelos), método, usuario, inteligencia artificial, dispositivo, pluralidad, entrenamiento, red, predicción y detección. Asimismo, en concordancia con el primer clúster (en color rojo) de la Figura 33, uno de los tópicos de patentamiento más frecuentes es la “Detección de eventos y objetos mediante machine learning”. 61 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 39 Nube de palabras generada a partir de las patentes de los boletines VITEC 2022 sobre machine learning Nota. Imagen que muestra la frecuencia del uso de palabras claves en las patentes de los boletines VITEC 2022, aplicando la herramienta Orange. De Orange Data Mining, 2022 (https://orangedatamining.com/). De Boletín de Vigilancia Tecnológica, por Concytec, s. f. (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). A partir del tema “Detección de eventos y objetos mediante machine learning” se han identificado 7 patentes en total, de las cuales 6 pertenecen a WIPO y 1 se encuentra en Espacenet, como se muestra en la Tabla 12. Tabla 12 Resultados de las patentes de los boletines VITEC 2022 relacionados con machine learning TITULAR SECTOR TECNOLOGÍAS RELACIONADAS OBJETIVO Dispositivo y método de detección Desarrollar un dispositivo de detección Automatización ML/Tecnología de posición de un objeto de posición de objetos en situaciones industrial inalámbrica complejas mediante ML Modelo de inteligencia artificial/ machine learning para la Detectar y corregir la desviación del detección y corrección de Robótica ML/IA modelo de IA y ML para la derivas para la automatización automatización de procesos robóticos de procesos robóticos Sistema basado en inteligencia Diseñar un sistema basado en ML capaz artificial, IoT y aprendizaje profundo de detectar enfermedades como para la detección de enfermedades Salud ML/IA/IoT COVID-19, hongo negro y hongo blanco como el COVID-19, hongo negro y mediante el procesamiento de hongo blanco imágenes de tomografía computarizada Desarrollar un método para detectar eventos de engaño basado en la Sistema ocular para detección de Seguridad y ML/Redes información ocular de un sujeto, engaños vigilancia neuronales utilizando técnicas de procesamiento de señales, ML y redes neuronales convolucionales 62 Estudio de tendencias tecnológicas TITULAR SECTOR TECNOLOGÍAS RELACIONADAS OBJETIVO Detectar y corregir de manera Corrección de errores de red ML/Big data proactiva los errores de traspaso de mediante algoritmos señal en una red de comunicación inalámbrica mediante IA, ML y big data Proporcionar una manera de detectar TIC emociones en tiempo real durante Comentarios del público para ML/IA eventos de transmisión en vivo y mejorar grandes eventos en streaming la interacción entre los espectadores y los proveedores de contenido Presentar un método y sistema basado Método y sistema basado en en un terminal móvil para distinguir si terminal móvil para la detección ML/GPS/WiFi el dispositivo se encuentra en interiores en interiores y exteriores o exteriores utilizando datos de posicionamiento GPS y/o WiFi y ML Nota. Adaptado de Boletín de Vigilancia Tecnológica, 2022 (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). En la Tabla 12 se destaca la interacción de la tecnología machine learning (ML) con diversas tecnologías complementarias, como inteligencia artificial (IA), big data, redes neuronales, IoT, tecnologías inalámbricas (WiFi) y GPS. Asimismo, se ilustra su aplicación en variados sectores económicos, que incluyen automatización industrial, robótica, salud, seguridad y vigilancia. Entre sus principales objetivos están i) desarrollar un dispositivo de detección de posición de objetos en situaciones complejas mediante ML; ii) detectar y corregir la desviación del modelo de IA y ML para la automatización de procesos robóticos; iii) diseñar un sistema basado en ML capaz de detectar enfermedades como COVID-19, hongo negro y hongo blanco mediante el procesamiento de imágenes de tomografía computarizada; y iv) desarrollar un método para detectar eventos de engaño basado en la información ocular de un sujeto utilizando técnicas de procesamiento de señales, ML y redes neuronales convolucionales. En el sector de las TIC, específicamente en redes de comunicaciones móviles y contenidos en streaming, se vislumbra su aplicación con los siguientes objetivos: i) detectar y corregir de manera proactiva los errores de traspaso de señal en redes de comunicación inalámbrica mediante IA, ML y big data; ii) facilitar la detección de emociones en tiempo real durante eventos de transmisión en vivo para mejorar la interacción entre los espectadores y los proveedores de contenido; iii) presentar un método y sistema basado en un terminal móvil que permita distinguir si el dispositivo se encuentra en interiores o exteriores, utilizando datos de posicionamiento GPS y/o WiFi y ML. Es importante destacar la patente “Dispositivo y método de detección de posición de un objeto” mencionada en la Tabla 12. Esta tecnología parece tener un gran potencial en el sector de automatización industrial al permitir la detección precisa de objetos en entornos complejos. Su capacidad para detectar objetos con alta precisión, incluso en escenarios donde múltiples objetos están muy cercanos y causan interferencia entre las ondas reflejadas, es especialmente 63 Estudio de tendencias tecnológicas valiosa. Los componentes clave de este dispositivo son la unidad de procesamiento, unidad de detección, unidad de visualización, unidad de almacenamiento, unidad de conversión, unidad de diferencia horaria, unidad de comparación y modelo de machine learning (Kubo et al., 2022). En el ámbito de la robótica se cuenta con la patente “Modelo de inteligencia artificial/ machine learning para la detección y corrección de derivas para la automatización de procesos robóticos”. El diagrama de este sistema de automatización robótica de procesos (RPA) se presenta en la Figura 40 (Singh et al., 2022). Figura 40 Diagrama de un sistema de automatización robótica de procesos (RPA) Nota. Diagrama arquitectónico que ilustra un sistema de automatización de procesos robóticos (RPA). De 1. WO2022019934 - Artificial intelligence / machine learning model drift detection and correction for robotic process automation, por Singh et al., 2022, WIPO IP Portal. (https://patentscope.wipo.int/search/en/detail. jsf?docId=WO2022019934&_cid=P22-KZ77QL-12323-7) En el campo de la salud se ha registrado la patente “Sistema basado en inteligencia artificial, IoT y aprendizaje profundo para la detección de enfermedades como el COVID-19, hongo negro y hongo blanco”. El objetivo principal de este sistema es detectar dichas enfermedades mediante el procesamiento de imágenes obtenidas de tomografías computarizadas. El sistema propuesto comprende varios componentes clave, que incluyen un módulo de recepción de imágenes, una unidad de procesamiento de imágenes destinada a realizar un procesamiento de refuerzo de límites y reducción de ruido en imágenes de películas de tomografía computarizada (TC), una unidad informática, una unidad de comunicación utilizada para comunicar la información procesada a un dispositivo informático externo, y una unidad de visualización utilizada para mostrar los resultados de detección (Tharewal et al., 2022). 64 Estudio de tendencias tecnológicas En el sector de seguridad se ha patentado “Sistema ocular para detección de engaños”, que permite la evaluación del riesgo operativo y la optimización del aprendizaje. Este método se basa en la información captada de los ojos de un sujeto, la cual es proporcionada por una cámara de video. Esta información se procesa mediante redes neuronales convolucionales y algoritmos de machine learning (Bowden et al., 2022). En el entorno de las TIC se destaca la patente “Corrección de errores de red mediante algoritmos”, que permite detectar y corregir de manera proactiva los errores de traspaso de señal (handover) en una red de comunicación inalámbrica mediante inteligencia artificial, machine learning y big data. En la Figura 41 se presenta una diagramación del handover (Pradhan & Venkataraghavan, 2022). Figura 41 Handover de equipos de usuario en celdas inalámbricas Nota. Ilustración de un traspaso de equipo de usuario en celdas inalámbricas. De 1. WO2022191889 - Correction of network errors using algorithms, por Pradhan, V. & Venkataraghavan, K., 2022, WIPO IP Portal (https://patentscope. wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=WO2022191889&_cid=P22-LHI59P-07343-1). 65 Estudio de tendencias tecnológicas 2.4. Patentamiento en blockchain Blockchain es una tecnología emergente que registró un total de 5499 patentes en 2022. Según datos de WIPO (2022), los principales países líderes en la presentación de estas patentes fueron Estados Unidos con 1582, seguido por China con 1155 e India con 871. Entre las principales compañías que se destacaron en el registro de patentes relacionadas con blockchain se encuentran Nchain [Suiza] (Nchain Licensing AG, Nchain Holdings Limited y Nchain Holdings Ltd), que registró un total de 376 patentes, Alipay (Alipay Information [Hangzhou] Tech Co Ltd y Alipay Hangzhou Inf Tech Co Ltd) con 311, Ant Blockchain Tech [Hangzhou] con 267, Ping An Tech [Shenzhen] Co Ltd con 195, IBM [USA] con 135, One Connect Smart Tech Co Ltd [Shenzhen] con 83 y State Farm Mutual Automobie Insurance Company [USA] con 51 patentes. Es importante destacar que, además de compañías de China y Estados Unidos, Nchain, cuyo headquarter se encuentra en Suiza, lidera en términos de número de patentes. El Chief Science Officer (CSO) de esta compañía, Craig Wright, es conocido como el inventor de Bitcoin y fundador de nChain en 2015, y en 2022 tenía 204 patentes a su nombre. Asimismo, según la Clasificación Internacional de Patentes (código CIP), los principales códigos que destacan son H04L “Transmisión de información digital” con 2913 patentes, G06Q “Métodos o sistemas de procesamiento de datos especialmente adaptados para fines administrativos, comerciales, financieros, de gestión, de supervisión o de pronóstico” con 2505 y G06F “Procesamiento eléctrico de datos digitales” con 2396. Después de presentar los resultados de las patentes relacionadas con blockchain registradas en 2022 según WIPO, se procedió a analizar las patentes incluidas en los boletines VITEC 2022, en el que se identificaron un total de 28 patentes. Entre las palabras clave que destacan, según se presenta en la Figura 42, se encuentran datos, dispositivo, método (métodos), sistema (sistemas), usuario, solicitud, almacenamiento y gestión. Asimismo, en consonancia con el cuarto clúster (en color amarillo) de la Figura 33, se observa que uno de los tópicos de patentamiento más recurrentes es la “aplicación de blockchain en la gestión de seguridad”. 66 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 42 Nube de palabras generada a partir de las patentes de los boletines VITEC 2022 sobre blockchain Nota. Imagen que muestra la frecuencia del uso de palabras clave en las patentes de los boletines VITEC 2022, aplicando la herramienta Orange. De Orange Data Mining, 2022 (https://orangedatamining.com/). De Boletín de Vigilancia Tecnológica, por CONCYTEC, s. f. (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). De acuerdo con el Centro de Recursos de Seguridad Informática de una agencia de los Estados Unidos y el Laboratorio de Tecnologías de la Información del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST, por sus siglas en inglés), algunos de los temas relacionados con ciberseguridad o seguridad informática incluyen la criptografía (métodos de encriptación, cifrados, algoritmos y firmas digitales), ingeniería de privacidad, protección de tecnologías emergentes, plataformas confiables, gestión de identidad, acceso (autenticación), entre otros (NIST, 2023). En este sentido, para la selección de las patentes relacionadas con la gestión de la seguridad mediante el uso de blockchain, se han considerado las siguientes palabras clave: autenticación, fiabilidad, certificado, credenciales, encriptación y cifrado. Basándonos en estas relaciones, las patentes identificadas en la Tabla 13 tienen aplicaciones en los sectores de servicios financieros, comercio electrónico, salud y TIC. Estas áreas coinciden con los sectores económicos que, según McKinsey Digital (2018), podrían experimentar un impacto significativo mediante el uso de blockchain, como se ilustra en la Figura 43. 67 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 43 Oportunidades de blockchain en el sector industrial Nota. Una base de datos distribuida y descentralizada significa que no presenta algunos de los problemas relacionados con una base de datos centralizada que puede sufrir un punto único de falla. De Blockchain explained: What it is and isn’t, and why it matters, por Mckinsey Digital, 2018 (https://www.mckinsey.com/capabilities/mckinsey-digital/ our-insights/blockchain-explained-what-it-is-and-isnt-and-why-it-matters). Imagen de Mckinsey & Company. Tabla 13 Resultados de las patentes de los boletines VITEC 2022 relacionadas con blockchain TITULAR SECTOR OBJETIVO Método para verificar la identidad Mejorar la eficiencia y seguridad en la de una cuenta computarizada, verificación de identidad de las cuentas dispositivo de computación y para prevenir fraudes y falsificaciones medio de almacenamiento mediante blockchain Gestión de servicios de Proporcionar un sistema para gestionar transacciones confiables servicios de transacciones fiables basados basados en blockchain en blockchain Servicios Verificar la autenticidad de las solicitudes Método, dispositivo de facturación financieros/ de facturación y registrar la información basado en blockchain y medio de comercio de facturación mediante blockchain para almacenamiento legible por electrónico asegurar la transparencia e inmutabilidad computadora de los datos Sistemas y métodos para cifrar y Permitir el inicio de transacciones a través controlar el acceso a datos cifrados de un libro mayor inmutable, registrar basados en libros mayores eventos y actualizar el perfil de usuario de inmutables forma segura mediante blockchain 68 Estudio de tendencias tecnológicas TITULAR SECTOR OBJETIVO Proporcionar un sistema y método para la participación del paciente en la atención Sistema y método para dispositivos médica mediante el uso de dispositivos terapéuticos digitales basados en terapéuticos digitales que incluye seguridad y blockchain protección, intercambio de consentimiento y contrato inteligente basados en blockchain Proporcionar un sistema de inicio de sesión basado en blockchain que utiliza contratos Solución de inicio de sesión inteligentes para almacenar y verificar de único mediante blockchain Servicios manera segura y eficiente las credenciales de financieros/ inicio de sesión comercio electrónico Método de gestión de datos del Proporcionar un método seguro y eficiente para usuario y dispositivos relacionados que los dispositivos soliciten y accedan a los para mejorar la seguridad de los datos de usuario almacenados en la plataforma datos de usuario de blockchain Sistema de autenticación, método Mejorar la seguridad y la autenticación de un de registro y autenticación, aparato, dispositivo móvil al acceder a una red de medio de almacenamiento y comunicaciones móviles mediante el uso de dispositivo electrónico blockchain Nota. Adaptado de Boletín de Vigilancia Tecnológica, 2022 (http://octi.concytec.gob.pe/index.php/boletin). Uno de los sectores donde el blockchain ofrece múltiples beneficios en temas de seguridad es el de los servicios financieros y el comercio electrónico. En estos rubros se han identificado cuatro patentes con los siguientes objetivos: i) mejorar la eficiencia y seguridad en la verificación de la identidad de las cuentas, previniendo fraudes y falsificaciones mediante blockchain; ii) proporcionar un sistema para gestionar servicios de transacciones fiables basados en blockchain; iii) verificar la autenticidad de las solicitudes de facturación y registrar la información de facturación mediante blockchain para garantizar la transparencia e inmutabilidad de los datos; y iv) permitir el inicio de transacciones a través de un libro mayor inmutable, registrar eventos y actualizar de forma segura el perfil de usuario mediante blockchain. Una de las patentes identificadas en el sector de servicios financieros y comercio electrónico se asocia a un método que permite verificar la identidad de manera eficiente y segura. Este procedimiento utiliza una tabla de comparación, una red blockchain y el monitoreo de transacciones con el fin de garantizar que estas transacciones hayan sido enviadas desde una dirección de cuenta que coincida con el nombre de usuario y se autentique correctamente. Esto proporciona un mecanismo confiable para verificar la identidad, especialmente en el contexto de cuentas computarizadas, dispositivos informáticos y medios de almacenamiento (Tai, 2022). 69 Estudio de tendencias tecnológicas Asimismo, la patente denominada “Gestión de servicios de transacciones confiables basados en blockchain” describe un método y un sistema para generar un certificado de acuerdo confiable a partir del registro de los datos de pedidos entre un comprador y un vendedor en blockchain. Este certificado se envía a una institución financiera vendedora para que apruebe la solicitud de financiamiento del vendedor. Este servicio de acuerdo confiable está respaldado por la institución financiera, que garantiza automáticamente el pago basado en el crédito del comprador al cumplir las especificaciones del contrato inteligente implementado en la blockchain. En la Figura 44 se ilustra un diagrama del sistema de transacciones confiables en blockchain, que permite la implementación de servicios de comercios confiables (Ma et al., 2022). Figura 44 Sistema de transacción confiable basado en blockchain Nota. Diagrama que ilustra un ejemplo de una arquitectura. De 1. WO2022073208 - Managing blockchain-based trustable transaction services, por Ma et al., 2022, WIPO IP Portal (https://patentscope.wipo.int/search/en/detail. jsf?docId=WO2022073208&_cid=P21-L27TU2-21666-2). También se dispone de la patente “Método, dispositivo de facturación basado en blockchain y medio de almacenamiento legible por computadora”, la cual introduce un método innovador que permite la implementación de nodos de blockchain y el acceso a un sistema de transacciones relacionadas con suministro y comercialización. Posteriormente, se verifica la solicitud de facturación, lo que facilita el envío de una factura al sistema tributario utilizando esta tecnología (Xiao et al., 2022). 70 Estudio de tendencias tecnológicas Otra patente disponible, denominada “Sistemas y métodos para cifrar y controlar el acceso a datos cifrados basados en libros mayores inmutables”, ayuda a efectuar transacciones seguras. Este método permite el registro de eventos, la actualización y el cifrado del perfil de usuario, la recepción de solicitudes de acceso al perfil de usuario encriptado y la determinación de los permisos de acceso. En la Figura 45 se presenta una diagramación de este sistema (Jakobsson et al., 2022). Figura 45 Diagrama conceptual del sistema y método para cifrar y controlar el acceso mediante blockchain Nota. Ilustración del sistema y enfoque conceptual utilizado para cifrar y gestionar el acceso a través de la tecnología blockchain De 1 1. US20220398340 - Systems and methods for encrypting and controlling access to encrypted data based upon immutable ledgers, por Jakobsson et al., 2022, WIPO IP Portal (https://patentscope.wipo.int/search/en/ detail.jsf?docId=US380904976&_cid=P20-LBY46E-31247-1). En el sector salud se cuenta con la patente denominada “Sistema y método para dispositivos terapéuticos digitales basados en blockchain”, que permite brindar seguridad, protección, intercambio de consentimiento y contratos inteligentes basados en blockchain para mejorar la participación del paciente durante la atención médica mediante el uso de dispositivos terapéuticos digitales. El objetivo es crear un sistema orientado al paciente que ayude a obtener en tiempo real la información sobre ingredientes alimentarios y componentes de medicamentos. En la Figura 46 se presenta un esquema del intercambio de datos de salud basados en blockchain, en el que se detalla la aplicación móvil orientada al usuario, las herramientas clínicas y los conjuntos de datos (Shah & Singh, 2022). 71 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 46 Marco del intercambio de datos de salud basados en blockchain Nota. Aplicación móvil, herramientas clínicas y conjuntos de datos que enfrenta el usuario. De EP4016537A1 System and method for blockchain based digital therapeutic devices to predict food-drug constituent interaction, por Shah & Singh, 2022, WIPO IP Portal (https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/074103795/publication/ EP4016537A1?q=artificial%20intelligent). Finalmente, se dispone de tres patentes en el área de las tecnologías de la información y comunicación (TIC), cada una con un objetivo específico: i) proporcionar un sistema de inicio de sesión basado en blockchain que utiliza contratos inteligentes para almacenar y verificar de manera segura y eficiente las credenciales de inicio de sesión; ii) proporcionar un método seguro y eficiente para que los dispositivos soliciten y accedan a los datos de usuario almacenados en la plataforma blockchain; y iii) mejorar la seguridad y autenticación de un terminal móvil al acceder a una red de comunicaciones móviles mediante el uso de blockchain. Una de estas patentes es “Solución de inicio de sesión único mediante blockchain”, que proporciona un sistema de inicio de sesión basado en esta tecnología. Este método utiliza contratos inteligentes para almacenar y verificar de manera segura y eficiente las credenciales de inicio de sesión. El sistema consta de un nodo de blockchain y una interfaz de programación de aplicaciones (API, por sus siglas en inglés), como se ilustra en la Figura 47 (Balaraman et al., 2022). 72 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 47 Sistema para el inicio de sesión único utilizando blockchain Nota. Sistema ejemplar para el inicio de sesión único usando blockchain. De 1. US20220374509 - Single sign-on solution using blockchain, por Balaraman et al., 2022, WIPO IP Portal (https://patentscope.wipo.int/search/en/detail. jsf?docId=US379740244&_cid=P21-LB2L9W-04996-1) Otra patente relacionada con las TIC, denominada “Método de gestión de datos del usuario y dispositivo relacionado para mejorar la seguridad de los datos de usuario”, proporciona una forma segura y eficiente para que los dispositivos soliciten y accedan a los datos de los usuarios almacenados en la plataforma. El permiso de acceso está relacionado con la información de firma del dispositivo, el tipo de acceso y una clave pública del operador (Yan et al., 2022). La otra patente, titulada “Sistema de autenticación, método de registro y autenticación, aparato, medio de almacenamiento y dispositivo electrónico”, tiene como objetivo mejorar la seguridad y la autenticación de un dispositivo móvil al acceder a una red de comunicaciones móviles utilizando blockchain. Este sistema comprende un servidor de gestión de usuarios y una unidad de autenticación. Cada nodo almacena un blockchain (pluralidad de bloques). La unidad de autenticación se utiliza para i) obtener una clave pública SIM de blockchain, ii) realizar la autenticación de firma; y iii) permitir la conexión del dispositivo móvil a una red de comunicaciones después de una autenticación exitosa (Li, 2022). 73 Estudio de tendencias tecnológicas Figura 48 Diagrama de bloques del sistema de autenticación para acceder a la red móvil Nota. Reestructuración gráfica del proceso de autenticación para ingresar a la red móvil en forma de un diagrama de bloques. De 1. WO2022073420 - Authentication system, registration and authentication method, apparatus, storage medium, and electronic device, por Li et al., 2022, WIPO IP Portal (https://patentscope.wipo.int/search/en/ detail.jsf?docId=WO2022073420&_cid=P21-L27TU2-21666-2). 74 REFERENCIAS Estudio de tendencias tecnológicas Web Abo Akademi University. (2022, 2 de junio). New AI solutions take on tracking. https://www.abo. fi/en/news/new-ai-solutions-take-on-tracking/ Adam, Z. (2022a, 21 de abril). Anticipating others’ behavior on the road. Massachusetts Ins- titute of Technology. https://news.mit.edu/2022/machine-learning-anticipating-beha- vior-cars-0421 Adam, Z. (2022b, 28 de julio). New hardware offers faster computation for artificial intelli- gence, with much less energy. 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