Mayor automatización y teleoperación en minería; gestión de cultivos agrícolas y forestales en tiempo real bajo modelos predictivos, laboratorios y salas con realidad virtual aumentada en educación, desarrollo de ciudades inteligentes con un servicio portuario, aeroportuario y de transporte optimizado; y la proliferación de comunicaciones y videojuegos holográficos. Esta puede ser una imagen de un futuro no tan lejano propiciado por el despliegue de la quinta generación de redes móviles, materia en la que la Universidad de Chile ha sido pionera con la creación del primer campus 5G del país en la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas. Especialistas del Departamento de Ingeniería Eléctrica de esta unidad académica explican los alcances productivos de esta tecnología y los próximos desafíos de nuestro plantel.
En una nota de la semana pasada, Prensa UChile abordó el impacto que tendrá el 5G en la vida cotidiana de las personas. En esta oportunidad, profundizamos sobre las oportunidades que ofrece al país en cuanto a la producción de bienes y servicios y al desarrollo de nuevos negocios, aspecto en el que académicos de la Universidad de Chile actualmente desarrollan múltiples iniciativas. Una de los primeras consideraciones que realizan los especialistas frente al inicio del despliegue de esta tecnología es que la rápida expansión del 5G que se verá a partir del 2022 estará sustentada en una adaptación de las redes 4G a las nuevas radioestaciones 5G bajo el estándar “Non-Stand Alone” (NSA), que posibilitará una mayor velocidad de descarga, pero que tendrá algunas limitaciones respecto a la plena operatividad bajo el estándar “Stand Alone” (SA).
“El despliegue de NSA solo garantiza una mayor velocidad de descarga para los usuarios. Los atributos de bajo retardo de extremo a extremo, masividad en la cantidad de dispositivos interconectados y la alta confiabilidad son características que aparecerán en la versión completa SA, que es la evolución natural de NSA”, explica Alfonso Ehijo, profesor experto de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile y asesor senior en la Industria de Telecomunicaciones. De esta manera, el crecimiento de la cobertura 5G en el país a corto plazo puede definirse como una fase adaptativa, en la que podremos experimentar solo parte de las bondades de la quinta generación de redes móviles.
En este sentido, el mayor impacto vendrá a mediano plazo con el despliegue a máxima capacidad del 5G “Stand Alone”, que permitirá potenciar el Internet de las Cosas con una gran masividad de dispositivos (sensores y actuadores) interconectados. “Hay muchas aplicaciones más allá de las casas y de la conectividad que usamos como personas a través de nuestros teléfonos móviles. La quinta generación está apuntando a mucho más que eso, está apuntando ya a aplicaciones industriales donde se requiere de tasas de velocidad muy altas y baja latencia, y donde se necesita desplegar muchísimos dispositivos”, plantea César Azurdia, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la U. de Chile e investigador del Laboratorio Espacio 5G de la FCFM.
Oportunidades para el desarrollo del país
El advenimiento de 5G “Stand Alone” permitirá generar de manera plena soluciones para mejorar la calidad de los procesos productivos en industrias fundamentales para el país. “En Minería, las bandas multiespectrales permitirán operar en zonas mineras con menor interferencia de frecuencias. Adicionalmente, las altas tasas de velocidad permitirán transmitir grandes volúmenes de datos para servicios de procesamiento masivo en la nube. Por otra parte, la baja latencia y alta confiabilidad de 5G habilitará la teleoperación segura de sistemas asistidos en tiempo real. Por ejemplo, ya existen iniciativas de sistemas de tele excavación, donde la estación del operador y la excavadora remota se conectan a larga distancia a través de una infraestructura 5G”, señala el profesor Ehijo.
Esta infraestructura también dará un nuevo impulso al “Smart Farming” o agricultura de precisión y a la industria forestal, donde se podrán implementar y conectar miles de dispositivos sensoriales para la toma de decisiones utilizando, además, modelos predictivos. “La quinta generación favorecerá el monitoreo en tiempo real de los cultivos, el riego y la fertilización inteligente, el monitoreo de incendios en tiempo real, además de posibilitar la transmisión de video en alta definición”, plantea el profesor Azurdia, quien agrega que esta tecnología optimizará aún más los procesos productivos de ambos sectores si además se integra con infraestructura de observación satelital.
Dentro del universo de aplicaciones, soluciones y nuevos negocios que propiciará el 5G cuando opere a plena capacidad, también está la posibilidad de “incorporar laboratorios y salas con realidad virtual aumentada, infraestructura que potenciará la educación a distancia con una experiencia usuaria inmersiva y envolvente de gran calidad para estudiantes y profesores”, apunta Alfonso Ehijo. El gran ancho de banda y bajo retardo permitirá, además, el desarrollo de la telemedicina y la realización de cirugías a distancia, resolver los problemas de comunicación que ocurren cuando se forman grandes aglomeraciones de personas, la utilización de hologramas en tiempo real para la comunicación y desarrollo de videojuegos o la integración de Realidad Virtual y Realidad Aumentada en redes sociales a través de dispositivos como los lentes de realidad virtual Oculus VR.
A este verdadero cambio de paradigma se suman las oportunidades para el desarrollo de ciudades inteligentes, donde proliferarán los dispositivos interconectados que miden y actúan en las diferentes facetas de una ciudad que se vuelve cada vez más interactiva. Por ejemplo, para la optimización del transporte público y privado que en un futuro incluye la comunicación entre vehículos, y entre cada vehículo y la infraestructura de caminos, e iluminación pública inteligentes. Sobre este punto, César Azurdia complementa que las autopistas ya están interesadas en adaptar la quinta generación de redes móviles y que esta nueva capacidad en telecomunicaciones también debiera alcanzar a puertos y aeropuertos, espacios que requieren muchísimo rastreo de sensores en tiempo real.
Desafíos para la Casa de Bello
A nivel local, la Universidad de Chile actualmente tiene un rol protagónico en esta verdadera revolución de las telecomunicaciones que se avecina. Creó el primer campus 5G del país en la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, donde cuenta con el Laboratorio Espacio 5G, unidad dedicada a la investigación, docencia, exploración y desarrollo de programas y aplicaciones en torno a la nueva red 5G.
Actualmente, indica César Azurdia, el laboratorio está trabajando con una empresa que utiliza routers industriales para generar conectividad en ambientes muy hostiles, donde hay mucha interferencia, temperatura, calor y humedad, y se necesita enviar información con baja latencia. “Ya se hicieron las pruebas comparativas entre la cuarta y la quinta generación usando sus dispositivos y vimos que la latencia baja bastante”, señala. También colaboran con una startup de seguridad en la Araucanía que realiza monitoreo mediante cámaras y sensores, quienes experimentaban problemas de baja velocidad y alta latencia. “Con la migración al 5G, ahora podrán transmitir video de alta definición sin ningún tipo de problema. Eso es un ejemplo claro de hacia dónde apunta la quinta generación en ambientes de seguridad”, afirma el académico.
La minería es una de las áreas que mayor interés tiene en implementar rápidamente el 5G en sus procesos. En este ámbito, el laboratorio coordina diversas actividades junto al Advanced Mining Technology Center (AMTC) de la Universidad de Chile, principalmente orientadas a la automatización de la maquinaria instalada dentro de la mina. “La idea es que los operadores controlen la mayor parte de la maquinaria de forma remota aprovechando las altas tasas de velocidad y la baja latencia de la quinta generación”, detalla el profesor Azurdia respecto a esta coordinación con el AMTC y otros centros de investigación de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas.
Alfonso Ehijo enfatiza, además, que ha existido una fuerte vinculación histórica de la Universidad de Chile con la industria para potenciar el desarrollo de nuevas tecnologías inalámbricas en el país. “En el caso de LTE/4G, la realización de cursos de entrenamiento especializado desde el 2011 permitió formar a especialistas, operadores, proveedores de tecnologías y al regulador. En cuanto a 5G, el 2019 comenzamos con los cursos de entrenamiento. A modo de ejemplo, este año se realizó exitosamente el curso “Tecnologías de última generación en Telecomunicaciones”, pionero en la materia, que fue preparado especialmente para la División de Fiscalización de Subtel con un enfoque práctico de 5G, contando en su inauguración con la presencia del subsecretario de Telecomunicaciones, Francisco Moreno, y el decano de la FCFM, Francisco Martínez”, relata.
A futuro, agrega, la U. de Chile debe cumplir dos roles en relación al 5G: constituir un Centro de Pilotaje para nuevas tecnologías de última generación y habilitar un Centro de Entrenamiento. Para el primero, explica, “se requerirá de un conjunto de laboratorios que permitan prototipar y pilotear nuevas soluciones e ideas de negocios de base tecnológica que utilicen 5G como pilar de comunicaciones, y que permita incorporar tecnologías como: Internet de las Cosas, Visión Computacional e Inteligencia Artificial, Robótica aplicada a procesos industriales, Realidad Virtual y Aumentada, y Procesamiento de grandes volúmenes de datos en la nube (Cloud Computing y Big Data Analytics)”. Respecto al segundo, sostiene, “resulta necesario disponer de un centro de excelencia, tanto para el entrenamiento de profesionales en ejercicio como para la formación de nuevos especialistas en 5G, quienes estarán a cargo de realizar los diseños y la operación de las redes nacionales, de la implementación de las mismas, y su correcta fiscalización por parte del regulador para verificar el cumplimiento mínimo en base a los estándares existentes”.
El próximo desafío, en esta línea, es la Convocatoria de Corfo para el Centro de Escalamiento y Nuevos Negocios en torno a Tecnologías 5G, que tendrá un cofinanciamiento de hasta 6 millones de dólares. El concurso, que cierra el próximo 21 de enero, generará un centro que busca potenciar el desarrollo de servicios, soluciones y proyectos. Por otra parte, César Azurdia adelantó que desde el Laboratorio Espacio 5G de la Universidad de Chile ya se está empezando a abordar el 6G desde el punto de vista científico-académico. “Ya estamos empezando a proponer ideas, nuevos modelos y tecnologías para lo que va a ser la sexta generación. Obviamente, va a ser más rápido y con niveles de latencia muy menores en comparación al 5G. Vamos a tener más canales, porque cada vez estamos migrando más alto en el espectro”.
Texto: Cristian Fuentes Valencia
Prensa UChile