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Los sistemas ciberfísicos son uno de los avances más claros de la Industria 4.0: los procesos físicos están ahora conectados entre sí y con ordenadores que los monitorizan y retroalimentan.
Un sistema ciberfísico es el resultado de la integración de ordenadores y redes con un proceso físico. Se trata de “sistemas construidos a partir de la integración perfecta de la computación y los componentes físicos. Los avances en CPS permitirán superar a los simples sistemas integrados actuales en cuanto a capacidad, adaptabilidad, escalabilidad, resiliencia, seguridad y usabilidad”, según la National Science Foundation.
Los sistemas ciberfísicos han transformado el modo en que interactuamos con los sistemas de ingeniería. Tradicionalmente, la ingeniería y el desarrollo de un sistema, un proceso o una máquina y su posterior utilización estaban desacoplados, pero la Cuarta Revolución Industrial ha cambiado este paradigma. Así, la Industria 4.0 ha favorecido la integración de computación, almacenamiento de datos, redes y dispositivos en los denominados sistemas ciberfísicos (CPS en su abreviatura en inglés), que se conectan entre sí y con Internet gracias al IoT (Internet de las Cosas).
Gracias a las posibilidades de la informática, los sistemas ciberfísicos son capaces de analizar la experiencia de uso de un sistema. A partir de este análisis, los sistemas pueden inferir mejoras, que pueden ser aplicadas de nuevo al sistema y así incrementar su eficiencia. En un sistema ciberfísico, ordenadores y redes monitorizan y controlan los procesos físicos, de los que reciben información para realizar cálculos con los que de nuevo el proceso físico se retroalimenta, aprende y evoluciona.
Por ejemplo, un sistema ciberfísico puede controlar un proceso de fabricación de piezas de una industria. Gracias a los datos que obtiene de diferentes sensores instalados en las máquinas, que están conectadas entre sí y con la red, el sistema puede realizar diagnósticos, predecir fallos y optimizar el proceso, incrementando de este modo la productividad de la fábrica.
Ejemplos de sistemas ciberfísicos
Los sistemas ciberfísicos se basan en la disciplina de sistemas integrados, es decir, en la integración de ordenadores y softwares en dispositivos (automóviles, dispositivos médicos o instrumentos científicos) cuya misión principal no es la computación.
Los CPS están impulsando la innovación en muchos ámbitos, desde la agricultura a la aeronáutica, pasando por las infraestructuras civiles, la energía, la medicina, la defensa, el transporte, las ciudades inteligentes, etc. Como se retroalimentan, los sistemas ciberfísicos son cada vez más ricos en datos, lo que deriva en un incremento de sus niveles de automatización y autonomía.
Ejemplos de sistemas ciberfísicos son los drones, los vehículos autónomos, los hogares domóticos, los instrumentos médicos asistidos que se utilizan en operaciones quirúrgicas o las prótesis biónicas que se colocan en pacientes que han perdido una extremidad, etc. Son también sistemas CPS aquellos que se integran en fábricas inteligentes, por ejemplo, para controlar procesos productivos o monitorizar consumos energéticos.
La Cuarta Revolución Industrial necesita profesionales que sepan aplicar técnicas del Internet de las Cosas en el ámbito industrial y que posean conocimientos de las tecnologías que integran el ecosistema 4.0, como la robótica, los sistemas ciberfísicos, la inteligencia artificial, el machine learning, el big data o el blockchain.
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