Las megatendencias tecnológicas actuales y su impacto de

Transcripción

Las megatendencias
tecnológicas actuales
y su impacto
de oportunidades
estratégicas de negocios
Grupo de Desarrollo Regional del Tecnológico de Monterrey
Se prohíbe la reproducción total o parcial de este documento por cualquier medio, sin el previo consentimiento otorgado por escrito
del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey a cualquier persona y/o actividad que sean ajenas al mismo.
Título original
Las megatendencias tecnológicas actuales y su impacto en la identificación de oportunidades estratégicas
de negocios
Compilado por:
Grupo Coordinador de Desarrollo Regional del Tecnológico de Monterrey
Diseño de la publicación
Adriana Hernández Márquez
Juan Carlos Muñoz Anaya
Primera edición, 2009
Derechos Reservados©
Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey
Av. Eugenio Garza Sada Sur No. 2501, C.P. 64849, Monterrey, N.L.
Se prohíbe la reproducción total o parcial de este documento por cualquier medio sin previo y expreso
consentimiento por escrito del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey a cualquier
persona y actividad que sean ajenas al mismo.
ISBN: 978-607-7517-26-9
El Tecnológico de Monterrey propicia las investigaciones de sus profesores, sin embargo, de acuerdo
al principio de libertad de cátedra, el contenido, los datos y las opiniones expresadas en este libro son
responsabilidad de los autores y no expresan la opinión institucional de FEMSA ni del ITESM.
Mensaje del Rector
del Tecnológico
de Monterrey
El Tecnológico de Monterrey, comprometido con su misión a
promover el desarrollo del país mediante la formación de recursos
humanos altamente calificados y la promoción del espíritu
emprendedor, ha realizado una serie de esfuerzos de investigación
para identificar oportunidades estratégicas para el desarrollo.
Estos proyectos, que buscan el fortalecimiento de la base productiva
de los estados y las regiones del país, incluyen información con
respecto al desarrollo de nuevos productos en el contexto de
la nueva economía del conocimiento, la adopción de nuevas
tecnologías y los mercados que se abrirán a los nuevos productos.
La presente publicación, que forma parte de este esfuerzo, ofrece
información acerca de las nuevas megatendencias tecnológicas
que están afectando al mundo y su impacto en la identificación de
las oportunidades de negocios, a corto y mediano plazo. Ofrece,
pues, elementos importantes a considerar en cuanto a la generación
de negocios de alto valor agregado.
Rafael Rangel Sostmann
Rector del Tecnológico de Monterrey
Mensaje del Director
General de Fomento
Económico Mexicano,
S.A.B. de C.V. (FEMSA)
México tiene un gran potencial de desarrollo en sus distintas
regiones, el cual es necesario impulsar para generar empleos,
certidumbre y mejores condiciones de vida para las familias.
La equidad entre los mexicanos es una aspiración que debemos
enfrentar con espíritu emprendedor, con productividad y competitividad. El desarrollo regional es clave para ello y por tanto lo asumimos como responsabilidad y compromiso compartido.
Conscientes de este compromiso, en FEMSA impulsamos un
proyecto en conjunto con el Tecnológico de Monterrey para analizar
las diferentes formas de desarrollo de México y proporcionar
información sobre el desarrollo regional, uno de los enfoques más
exitosos en la generación de valor.
El Análisis del Desarrollo Regional implica estudiar desde las
características geográficas, los factores sociales, las tendencias
mundiales, para innovar, crear o utilizar la mejor tecnología y
enfocarnos en lo que hará que nuestra región prospere.
Si conocemos estas particularidades, podremos planear estratégicamente en qué actividades económicas tenemos que enfocarnos, definiendo claramente los roles y responsabilidades de gobiernos, empresas y sociedad para conjuntar esfuerzos, lograr la
mejor productividad y ser competitivos, no sólo para cada región,
sino para todo el país.
En FEMSA estamos conscientes que nuestra labor como empresa va más allá de sólo crear valor económico, sino que nos
LAS MEGATENDENCIAS TECNOLÓGICAS ACTUALES Y SU IMPACTO EN LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES ESTRATÉGICAS DE NEGOCIOS
MENSAJE DEL DIRECTOR GENERAL DE FOMENTO ECONÓMICO MEXICANO, S.A.B. DE C.V. (FEMSA)
hemos comprometido para al mismo tiempo generar simultáneamente iniciativas que contribuyan a la indispensable cohesión
social que requieren nuestras comunidades para progresar y vivir
en armonía.
Esperamos que la información reunida por los especialistas del
Tecnológico de Monterrey, sea de utilidad para inspirar y guiar
a nuevas empresas e instituciones a contribuir al desarrollo de
México.
José Antonio Fernández Carbajal
Director General de
Fomento Económico Mexicano, S.A.B. de C.V. (FEMSA)
Contenido
Presentación ................................................................................................................... 13
1.1 ¿Qué son las megatendencias?: definición e importancia de su estudio.... 17
Capítulo 1
El análisis de las megatendencias............................................................................ 17
1.2 Contexto de búsqueda de oportunidades basado en megatendencias ..... 18
1.3 Las doce megatendencias tecnológicas ......................................................... 21
2.1 Descripción ......................................................................................................... 25
Capítulo 2
Sistemas ópticos ........................................................................................................... 25
2.2 Temas de investigación ...................................................................................... 27
2.3 Tecnologías existentes ....................................................................................... 28
2.4 Tecnologías emergentes .................................................................................... 30
2.5 Productos y Servicios ......................................................................................... 31
2.6 Taxonomía............................................................................................................ 35
Capítulo 3
Biotecnología agrícola .................................................................................................... 43
3.1 Descripción ......................................................................................................... 43
3.5 Productos y servicios ......................................................................................... 48
3.6 Taxonomía............................................................................................................ 51
Capítulo 4
Biotecnología médica ..................................................................................................... 55
4.1 Descripción ......................................................................................................... 55
4.6 Taxonomía............................................................................................................ 68
CONTENIDO
Capítulo 5
Células, tejidos y órganos artificiales ........................................................................ 75
5.1 Descripción ......................................................................................................... 75
5.6 Taxonomía............................................................................................................ 89
Capítulo 6
Computadoras de alto rendimiento .............................................................................. 97
6.1 Descripción ......................................................................................................... 97
6.6 Taxonomía.......................................................................................................... 101
Capítulo 7
Inteligencia artificial .................................................................................................... 105
7.1 Descripción ....................................................................................................... 105
7.2 Temas de investigación .................................................................................... 106
7.3 Tecnologías existentes ..................................................................................... 107
7.5 Productos y servicios ....................................................................................... 108
7.4 Tecnologías emergentes .................................................................................. 108
7.6 Taxonomía.......................................................................................................... 111
Capítulo 8
Materiales inteligentes e ingeniería de superficies ............................................ 119
8.1 Descripción ....................................................................................................... 119
8.6 Taxonomía.......................................................................................................... 131
Capítulo 9
MEMS (Sistemas micro-electro-mecánicos) ........................................................ 137
9.1 Descripción ....................................................................................................... 137
CONTENIDO
9.6 Taxonomía.......................................................................................................... 141
Capítulo 10
Micro y nanotecnología ................................................................................................ 145
10.1 Descripción ..................................................................................................... 145
10.2 Temas de investigación.................................................................................. 147
10.3 Tecnologías existentes ................................................................................... 147
10.5 Productos y servicios ..................................................................................... 148
10.4 Tecnologías emergentes ................................................................................ 148
10.6 Taxonomía ....................................................................................................... 150
Capítulo 11
Nuevas tecnologías energéticas ............................................................................... 155
11.1 Descripción ..................................................................................................... 155
11.5 Productos y servicios ..................................................................................... 162
11.6 Taxonomía ...................................................................................................... 164
Capítulo 12
Realidad mixta ................................................................................................................ 171
12.1 Descripción ..................................................................................................... 171
12.5 Productos y servicios generados ................................................................. 174
12.6 Taxonomía ...................................................................................................... 176
Capítulo 13
Tecnologías inalámbricas............................................................................................... 179
13.1 Descripción ..................................................................................................... 179
13.2 Temas de investigación ................................................................................. 184
13.5 Productos y servicios generados ................................................................. 185
13.6 Taxonomía ....................................................................................................... 187
CONTENIDO
Capítulo 14
Conclusiones ................................................................................................................ 193
Bibliografía .................................................................................................................... 197
Presentación
Desde la primera mitad del siglo XX se ha hecho evidente la aceleración con
que se han sucedido los cambios a nivel social, cultural, económico y tecnológico; además, se ha acentuado el alcance del impacto que estos cambios
han tenido en las naciones, organizaciones y personas. Esta yuxtaposición
de eventos ha provocado una evolución sin precedentes en la manera de
actuar de los grupos humanos, que también se ha reflejado en el acontecer
económico de todos los países.
La complejidad del entorno, la velocidad y la magnitud de los cambios
obligan a realizar un análisis constante de las nuevas condiciones globales y
regionales; identificando los elementos más relevantes, que permitan generar las mejores estrategias de acción. Estas decisiones pueden conducir al
aprovechamiento de oportunidades de desarrollo en las personas y comunidades, para lograr nuevas formas de creación y uso eficiente y efectivo del
conocimiento.
John Naisbitt en su libro Megatrends 2000 (1990) Alvin Toffler en libros
como El shock del futuro (1970), y últimamente en La revolución de la riqueza
(2007), así como Herman Maynard y Susan Mehrtens en La cuarta ola (1996)
fueron los pioneros en analizar e identificar grandes tendencias que afectan
de manera directa al mundo y que se manifiestan en un plano multidimensional.
Posteriormente, estos trabajos seminales derivaron en observatorios de
tendencias futuras, que se han dedicado a delinear todos los fenómenos que
a su juicio influenciarán la sociedad y la economía en un futuro cercano.
De acuerdo a estos autores y a varios think tanks (RAND Corporation,
Stanford Delta Scan y Deutsche Bank Research son tres buenos ejemplos),
es necesario identificar dichas tendencias mundiales e integrarlas a cualquier estudio de prospectiva para que éste tenga utilidad en el mediano y largo plazos. Las megatendencias, como sostienen Naisbitt y Aburdene (1990),
son las grandes fuerzas en el desarrollo humano y tecnológico que afectarán
14
PRESENTACIÓN
el futuro en todas las áreas de la actividad humana, en un horizonte de diez a quince
años. Los gobiernos, las instituciones y las empresas las deben tomar en cuenta para
diseñar sus objetivos de largo plazo y enfocar sus esfuerzos y recursos.
Reconociendo su utilidad, las megatendencias ofrecen información sobre los futuros
probables a través de sus manifestaciones presentes y, por lo tanto, se convierten en
un punto de partida para ver hacia dónde se mueve el mundo. El identificar señales que
indiquen futuros posibles y su impacto en productos, comportamientos y organizaciones
se vuelve un arma indispensable en cualquier proceso de planeación.
La principal premisa de las megatendencias actuales es que transitamos de una
sociedad industrial a una sociedad basada en el conocimiento, y que es por lo tanto el
desarrollo de este conocimiento el mejor indicador de la sociedad futura y sus oportunidades.
El grupo de desarrollo regional del Tecnológico de Monterrey se abocó a integrar
en este libro las megatendencias que a juicio de los autores probablemente marcarán el
futuro previsible del mundo, tanto en el aspecto tecnológico como en el social, tratando
de identificar los comportamientos que influenciarán a personas, grupos, instituciones,
comunidades, regiones y países, para con ello identificar oportunidades de productos y
servicios emergentes que puedan comercializarse en los mercados mundiales. Específicamente, se trató de identificar el impacto de las megatendencias mundiales en negocios de alto valor agregado que fueran relevantes al desarrollo regional de los estados
de México.
Las megatendencias que se describen en este libro son el resultado de un enorme
trabajo de investigación y análisis por parte de un gran equipo de investigadores, en el
marco del grupo de desarrollo regional y dirigido por el Dr. Héctor Moreira Rodríguez,
Vicerrector de Desarrollo Académico e Investigación del Tecnológico de Monterrey. Este
equipo estuvo conformado por 24 profesores-investigadores del ITESM en doce campus
a lo largo del país, quienes con el apoyo de asistentes y alumnos de posgrado durante
un año estuvieron trabajando, llevando a cabo tareas no sólo de búsqueda y análisis de
información, sino de validación de conclusiones con expertos a nivel nacional.
Para realizar este trabajo de investigación se desarrolló una metodología específica
que permite identificar los componentes más importantes de la megatendencia, y se
concentra en una técnica para la identificación de productos y servicios comercialmente
atractivos en el futuro, a través del análisis de los elementos de mayor peso en el fortalecimiento de la megatendencia, así como en la evaluación del impacto de ésta en el mercado y en la sociedad. Para la aplicación de esta metodología, se utilizaron un manual
de aplicación y un software que llevaron paso a paso a cada investigador en su trabajo.
Además de los tutoriales, se llevaron a cabo sesiones de capacitación para el desarrollo
de esta investigación en las que participaron 63 investigadores de Ciudad de México,
Cuernavaca, Guadalajara, Hermosillo, Irapuato, León, Monterrey, Morelia, Pachuca, Puebla, Querétaro y Toluca.
PRESENTACIÓN
15
Los resultados de este esfuerzo se presentan en las siguientes páginas, y es deseo
de los autores que puedan servir como elementos catalizadores para tratar de construir
un futuro para México con una base científica cada vez más sólida, que fortalezca la capacidad nacional para producir bienes de mayor valor agregado, y que de esta forma se
traduzca en una mayor calidad de vida para toda la población, y en la conformación de
una sociedad que cada vez más dé a los mexicanos oportunidades de utilizar al máximo
sus capacidades.
1
El análisis de las
megatendencias
1.1 ¿Qué son las megatendencias?:
En términos generales entendemos una tendencia como la dirección o la
propensión a dirigirse hacia un objetivo determinado que tiene cualquier
elemento. (RAE, 2008). En este sentido, una megatendencia se manifiesta
en la dirección que toman simultáneamente varios aspectos de la sociedad
(en términos tecnológicos, de nuevos productos, sistemas de producción
y preferencias de consumo) y que tendrán un impacto cuyos efectos serán
perceptibles por un segmento significativo de la sociedad por más de una
década.
Reconocidos autores han estudiado e identificado grandes cambios en
la sociedad, como Patricia Aburdene que ha definido megatendencia de la
siguiente forma: “es una gran dirección dominante que modela nuestra vida
durante una década o más”. (2006). En el mismo sentido, se han publicado
libros como “Microtrends: the small forces behind tomorrow’s big changes”
de Mark Penn, que buscan describir los cambios que guiarán el presente
hacia nuevas formas de comportamiento en la sociedad y en la producción;
para él las “microtendencias” son las fuerzas que están emergiendo, de manera contra-intuitiva y que moldean nuestro futuro. (Penn, 2007)
En general, para detectar estos grandes cambios se deben observar
los patrones que están emergiendo en el comportamiento social, las tecnologías, la economía, los medios, el cuidado de la salud y los negocios.
(Watson, 2008)
La importancia de la identificación y análisis de las megatendencias
radica no sólo en la previsión de los acontecimientos que pueden transformar la vida social y los mercados, sino en el potencial de prevenirlos,
de modificarlos y de actuar en consecuencia. Es decir, a partir de la
idea del futuro que contempla una megatendencia, podemos no sólo
18
CAPÍTULO 1: EL ANÁLISIS DE LAS MEGATENDENCIAS
beneficiarnos de sus contribuciones, sino también protegernos de las amenazas
que representa, y planear sobre cómo obtener el mayor beneficio posible en el entorno actual. La premisa de las megatendencias es que identificando los elementos
que sostienen e impulsan su avance, se puede construir el futuro.
Bajo esta premisa, el analizar el impacto que pueden tener los cambios identificados en las megatendencias sobre nuestra vida diaria y en los productos y servicios ofrecidos en nuestra economía, aunado al ritmo con que los avances científicos
y tecnológicos que la componen, son adoptados por la industria y por los mercados,
es cada vez más pertinente.
1.2 Contexto de búsqueda de oportunidades
basado en megatendencias
El análisis de megatendencias ofrece información que permite detectar oportunidades de
negocio de acuerdo a los siguientes elementos:
• Enfoque hacia el desarrollo regional.
• Prioridad en el desarrollo de los clusters regionales.
• Creación de redes de conocimiento alrededor de los aspectos tecnológicos clave de
los clusters y de sus productos.
• Búsqueda de productos nuevos de alto valor agregado y con un enfoque de largo
plazo
Si consideramos que cualquier proyecto de desarrollo regional contempla la búsqueda de nuevos productos de alto valor agregado con enfoque de largo plazo, la mejor
forma de obtener información sobre productos innovadores y tendencias de mercado es
a través de un análisis de megatendencias.
Esta información sobre tecnologías, nuevos productos y las tendencias de mercado
se pueden integrar en un análisis que incluya datos sobre creación de patentes relativas a nuevas tecnologías y productos, la incorporación de nuevas empresas de base
tecnológica y las inversiones del capital de riesgo en esas empresas. Este libro abre
justamente la posibilidad de presentar información específica sobre las megatendencias
que consideramos pertinentes para los próximos 15 años, y que impactarán en la oferta
y demanda de productos a nivel global.
Además, el análisis de megatendencias contempla el uso de información dinámica,
presentado a través del Observatorio Estratégico-Tecnológico (http://oet.itesm.mx, un
portal de internet diseñado y operado por el Tecnológico de Monterrey), de manera que
el lector pueda generar reportes, con información relevante: patentes, capital de riesgo,
tecnologías, etc.
19
En el libro se ha diferenciado entre megatendencias sociales y tecnológicas, ya que
son dos tipos diferentes de detonadores de oportunidades concretas de negocios: por
un lado la demanda de una solución por parte del mercado a una necesidad específica
(por ejemplo teléfonos celulares de menor tamaño); y por el otro, la creación de necesidades generadas por una innovación tecnológica (por ejemplo el horno de microondas).
Las megatendencias sociales se asocian al concepto de market pull y significa que la
oportunidad de negocio se origina como respuesta a comportamientos que se pueden
prever en la sociedad en el futuro, y que se pueden traducir en necesidades del mercado.
Las megatendencias tecnológicas se relacionan con el technology push, que busca comercializar una innovación científica o tecnológica sin tener todavía definido un mercado.
A pesar de la distinción, ambas maneras de ver las megatendencias contienen elementos comunes que se manifiestan en las tecnologías asociadas.
Los autores proponen que la interacción de los componentes de las megatendencias sociales con las tecnológicas es la siguiente:
En las megatendencias sociales, un cambio de tipo sociológico, ético, ideológico, moral, de percepción o valoración, genera nuevos comportamientos sociales, que
Figura 1.1 Modelo de la relación entre las megatendencias sociales y
tecnológicas
2
1
Genera
Comportamientos
sociales
3
Demandan
Megatendencia
social
Temas de
investigación
4a
4b
Tecnologías
existentes
Tecnologías
emergentes
Impulsan y
consolidan
Originan
Oportunidades de
negocios
Generan
Productos y
servicios
6
5
Genera
Propician
Comportamientos
Tecnológicos
7
Impulsan y Consolidan
8
Megatendencia tecnológica
20
demandan el desarrollo tecnológico necesario para producir bienes y servicios, que a su
vez fortalecen y aceleran la megatendencia. Esta lógica se denomina market pull.
A su vez, las megatendencias tecnológicas se generan con cambios cambios en
gran escala en el conocimiento, las aplicaciones o la manera de visualizar una disciplina del conocimiento humano. Estas megatendencias siguen una lógica de technology push. Esto significa que el conocimiento se traduce en productos y servicios
cuyo mercado no se conoce con claridad y que producirá una evolución muy rápida
de los productos y servicios originales. Estos productos y servicios paulatinamente
cambian el comportamiento humano, fortaleciendo y reforzando la megatendencia
tecnológica.
En este proyecto se propone que las megatendencias tecnológicas se manifiestan
a través del siguiente ciclo:
Figura 1.2 Ciclo de las megatendencias tecnológicas
3a
1
Tecnologías
existentes
2
Genera
Temas de
investigación
Megatendencia
tecnológica
Originan
Productos y
servicios
4
Tecnologías
emergentes
Generan
3b
Impulsan y
consolidan
Comportamientos
tecnológicos
6
Propician
Oportunidades de
negocios
5
Las definiciones de cada componente a continuación:
• Temas de investigación: Áreas en donde se está incrementando el conocimiento
básico y las tecnologías derivadas de la megatendencia.
• Tecnologías existentes: Tecnologías conocidas cuyo uso se incrementa y profundiza,
y que evolucionan hacia nuevos productos y servicios.
21
• Tecnologías emergentes: Nuevas tecnologías que están siendo desarrolladas y que
pueden generar productos y servicios.
• Productos y servicios: Aplicaciones que responden a las innovaciones
tecnológicas.
• Oportunidades / Áreas de negocio concretas: Productos y servicios con un alto
grado de factibilidad y alineación con la estructura económica y los nuevos
mercados.
• Comportamientos tecnológicos: Resultados de la megatendencia que son
percibidos por la sociedad y afectan sus valores, actividades y preferencias.
Éstos, a su vez, retroalimentan e incrementan el efecto de la megatendencia
tecnológica.
Como se aprecia en la figura, la lógica del ciclo comienza con la aparición de conocimiento y desarrollos tecnológicos que son de tal magnitud que se consideran como una
megatendencia tecnológica distinguible (1), la cual genera esfuerzos de investigación y
desarrollo (2), que producen herramientas y conocimiento aplicable (3), los que a su vez
originan productos y servicios (4) que se ofrecen al público. Del total de la oferta tecnológica, sólo una parte tiene éxito a través de oportunidades de negocio concretas (5), las
cuales al expandirse en el mercado propician comportamientos tecnológicos que antes
no existían (6) y responden a la masificación de las tecnologías exitosas. Estos comportamientos impulsan el crecimiento y la evolución de la megatendencia tecnológica,
cerrando el ciclo.
1.3 Las doce megatendencias tecnológicas
Tabla 1.1 Megatendencias tecnológicas
1. Sistemas ópticos.
2. Biotecnología agrícola.
3. Biotecnología médica.
4. Células, tejidos y órganos artificiales.
5. Computadoras de alto rendimiento.
6. Inteligencia artificial.
7. Materiales inteligentes & Ingeniería de superficies.
8. MEMS (sistemas micro-electro-mecánicos).
9. Micro y nanotecnología.
10. Nuevas tecnologías energéticas.
11. Realidad mixta.
12. Tecnologías inalámbricas.
Fuente: Elaboración propia.
22
En este libro se presentan las megatendencias tecnológicas identificadas por los autores
con base en la información analizada:
En la presentación de cada megatendencia se encuentra información como la descripción de la megatendencia señalando sus elementos característicos, sus detonadores, y los cambios que provocan en el entorno. Finalmente, es importante señalar que
las megatendencias implican una compleja relación de muchos elementos, por lo que
también se incluye una taxonomía, que permite darle orden a esta relación de elementos
y procesos que se interrelacionan para generar los productos y servicios específicos para
cada megatendencia.
2
Sistemas ópticos
Gerardo Castañón
Miguel Ángel Tinoco
Elizabeth Belmont
2.1 Descripción
sus propiedades para lograr por medios mínimamente invasivos resultados
bras ópticas, en los láseres, en el estudio de los plasmones, en la nanotecno-
2.1.2 Detonadores
Los elementos tecnológicos de mayor impacto se centran en el campo
-
atenuación como en dispersión; esto aumentó la ventana óptica de trans-
WDM
-
sensores, entrando en medios corrosivos en donde la electricidad puede ser
26
CAPÍTULO 2: SISTEMAS ÓPTICOS
1
heridas en caso de personas hemofílicas, terapias como la acupuntura láser o la cromogran precisión en los cortes en diferentes materiales, ya que el corte no es por desvaste
la gama de infrarrojos y ultravioleta, que impacta en la calidad de la señal, permitiendo
Además, los avances en la miniaturización, nano-tecnología, nano-partículas y nano-óp-
ha permitido reemplazar nervio dañado por un canal o camino de estas nanopartículas que
pueden ser excitadas con plasmones y han permitido transmitir señales haciendo reaccionar
-
Al mismo tiempo los avances en la holografía permiten avances en seguridad, al
2.1.3 Comportamientos Tecnológicos
Dentro de los elementos que caracterizan el desarrollo de la megatendencia de sistemas
distancia de transmisión; las aplicaciones de estos sistemas en medicina y en equipos
OPTI
Tabla 2.1 Tendencias
Tendencias
Temas relacionados
Micro-optical-electro-mechanical systems
Tendencias
27
Temas relacionados
Aplicaciones inteligentes
Entre los elementos que evidencian el impacto de la megatendencia en la sociedad,
dado por la oferta tecnológica, se observa que los consumidores exigen redes ópticas de
-
-
2.2 Temas de investigación
Tabla 2.2 Temas de Investigación
sistemas ópticos
MPOF
medicina
28
espinales
INAOE
CICESE
CIO
ITESM
ITESM
Tabla 2.3 Proyectos en el área de sistemas ópticos
2.3 Tecnologías existentes
Las tecnologías existentes que impulsan el desarrollo de la megatendencia, para la optimización en la transmisión de datos, así como para el aumento y mejora de los productos
29
Tabla 2.4 Haces de luz y medios de transmisión
Haces de luz y medios de transmisión
OLED
CCD
30
3 SIM
PON
2.4 Tecnologías emergentes
vadas de innovaciones radicales, así como tecnologías más evolucionadas formadas a
tecnologías ofrece una rica gama de retos y oportunidades de mercado y retos a un futu-
Tabla 2.6 Tecnologías emergentes que impulsa las megatendencias
DPSS
LEBS
TOLED
4D-ELF
BSI
AX (FTTX
31
Plasmones
2.5 Productos y Servicios
2.5.1 Lista de productos y servicios
Algunos de los productos y servicios más relevantes para esta megatendencia se generaron en el campo de la electrónica y computación, telecomunicaciones, procesos comerciales e industriales, medicina, optometría, fotografía y procesamiento de imágenes y
Tabla 2.7 Electrónica y Computación
Electrónica y Computación
DVD
1TB
Tabla 2.8 Telecomunicaciones
Telecomunicaciones
MOEMS (sistemas
32
Telecomunicaciones
Tabla 2.9 Procesos Comerciales e Industriales
Procesos Comerciales e Industriales
Tabla 2.10 Medicina
Medicina
G
D, CARS
33
Medicina
Tabla 2.11 Optometría
Optometría
Tabla 2.12 Fotografía y Procesamiento de Imágenes
Fotografía y Procesamiento de Imágenes
CCD
GIS & WIS
34
Tabla 2.13 Pantallas y Dispositivos de Iluminación
Pantallas y Dispositivos de Iluminación
PDA’S
QD-LED
2.5.2 Proyectos de Inversión
Los proyectos que a continuación se presentan, son proyectos relacionados con los sisPricewaterhouseCoopers
National Venture Capital Association
palm,
blackberry y handheld;
Redes ópticas de mayor ancho de banda y mayor velocidad de transmisión;
Software para proveedores de telecomunicaciones;
Sistemas de apoyo en conmutación óptica;
enfermedades en la espina dorsal;
Componentes fotónicos;
Sistemas de visión para vigilancia, exploración y seguridad;
grating
slit
LED
servicios de vigilancia contra incendios, globos dirigibles que supervisen una zona
aprovechamiento de nuevos materiales de síntesis orgánica y nano-aplicaciones
35
2.6 Taxonomía
Esta taxonomía interrelaciona las áreas en que se aplica la megatendencia con las
De esta manera la taxonomía nos ayuda a mapear el desarrollo de la megatendencia y su
Tabla 2.14 Taxonomía
Áreas de aplicación
Tecnologías
almacenamiento óptico
Productos y servicios
DVD con capacidad de
A1TB
Electrónica y
computación
Telecomunicaciones
Antena óptica
multiantenas
36
Tecnologías
óptica
óptico
PON
AX (FTTX
Telecomunicaciones
datos
Procesos comerciales
e industriales
Tecnologías
37
óptica
guiados
CO
e industriales
potencia
38
Tecnologías
e industriales
ópticos
Plasmones
plasmones
dimensiones (4D-ELF
(LEBS
Medicina
de medicamentos
3D
(3D-SIM
DPSS
Tecnologías
39
EXCIMER
astigmatismo
(BSI
Medicina
Lentes de contacto
detección de agentes
detección de sustancias
Optometría
40
Tecnologías
decisiones
Optometría
Lentes de uso
ópticos
decisiones
epidemiológico satelital en
CCD
acoplada (CCD
Fotografía y
procesamiento de
imágenes
satelitales (
Geodesia
de modelos digitales de
Pantallas y
dispositivos de
iluminación
(toled
oled
dots
(QD-LED
3
Biotecnología agrícola
Horacio Cardiel
Gerardo Montejano
3.1 Descripción
La biotecnología es una ciencia multidisciplinaria que utiliza organismos viductos alimenticios, químicos y farmacológicos para mejorar su utilidad y
aplicabilidad; mejorar plantas y animales para incrementar su resistencia
a factores adversos o aumentar su rendimiento y productividad; desarro-
3.1.2 Detonadores
Aunque la biotecnología ha existido desde tiempos remotos y muchos de
ADN
ADN
Los siguientes cambios constituyen a su vez el motor que promueve y
demanda avances de la biotecnología y otras áreas relacionadas; es decir,
este conjunto representa la demanda para nuevos desarrollos por parte del
a) Estilo de vida actual y avances en la ingeniería de alimentos
b) Demanda creciente de alimentos debido al crecimiento poblacional
44
CAPÍTULO 3: BIOTECNOLOGÍA AGRÍCOLA
c)
d) Aumento en las expectativas en la calidad de vida
e)
agrícola
f)
g)
h)
i)
j)
k)
3.1.3 Comportamientos tecnológicos
Algunas de las áreas de la biotecnología moderna incluyen el empleo de proteínas y
de alimentos, procesamiento de los mismos, remediación de ambientes contaminados
y manejo de desechos, mejora de suelos, cruza y producción animal, productos farmaAlgunas de las evidencias del impacto que esta megatendencia tiene en
además de satisfacer sus necesidades y gustos básicos, le suministren compo-
formación de la organización Tech Cast, Argentina es considerado el segundo productor
TechCast
embargo el país ocupa el treceavo lugar mundial en la producción de algodón y soya
45
-
responsabilidad por parte de las empresas por cuidar el medio ambiente al utilizar tecnologías
-
en muchos casos no existe una vinculación directa con los otros dos sectores resultando
que muchos proyectos potencialmente exitosos queden en publicaciones y presenta-
vuelve el promotor de una nueva idea posiblemente gracias a la necesidad de solucionar
-
Algunas de las disciplinas del conocimiento más importantes de la biotecnología a
Dentro de los temas de investigación que generan un mayor impacto en la evolución
Tabla 3.1 Disciplinas del conocimiento
46
Tabla 3.1 Disciplinas del conocimiento
Tabla 3.2 Temas de investigación
Tabla 3.3 Áreas de Investigación
47
-
Tabla 3.4 Áreas de Investigación
Manipulación Genética
ADN
PCR (
Tabla 3.5 Microorganismos
Microorganismos
Tabla 3.6 Análisis y aplicación molecular
Análisis y aplicación molecular
48
El mercado biotecnológico en el sector de la salud se caracteriza por empresas muy espemuy largo plazo y costosos y entonces los inversionistas buscan nichos muy exclusivos y se
tecnologías emergentes para hacer adaptaciones bio-activas al producto que son de mediano e inclusive corto plazo y que deben pasar la prueba de aceptación por parte del con-
Tabla 3.8 Tecnologías Emergentes
ADN
3.5 Productos y servicios
Algunos de los productos y servicios representativos se encuentran en las áreas de orgaOMG
49
Tabla 3.10 Biorremediación
Biorremediación
contaminados
Tabla 3.11 Educación
Educación
Tabla 3.12 Nutrigenómica y medicina
Nutrigenómica y medicina
50
Tabla 3.13 Biocombustibles
Biocombustibles
3.5.2 Proyectos de inversión
Los avances en el conocimiento biotecnológico han permitido acortar los tiempos del
lanzamiento de un producto a partir de su fase de investigación por lo cual en la actuali-
de la mercadotecnia y publicidad de estos productos con promesas difícilmente com-
y regulaciones de los países son un factor trascendente para que la iniciativa privada
invierta en estos desarrollos que aunque riesgosos, pueden resultar en productos altaLa biotecnología moderna incluye diferentes áreas dentro de las cuales se están desarrollando proyectos que se consideran atractivos tanto social como económicamente
-
a)
b)
c)
d)
e)
f) Análisis y diagnósticos moleculares para la prevención y tratamiento de
g)
h) Desarrollo de compuestos antibacterianos naturales para combatir microorganismos
51
i)
j)
remediación
k) Diseño de herramientas computacionales para la secuenciación de mapas
l)
3.6 Taxonomía
aplicación
Tecnologías
Organismos
genéticamente
en la selección de cepas
ADN
Organismos
genéticamente
ADN
Biorremediación
de agua
contaminados
52
aplicación
Tecnologías
metales pesados y
Educación
gaceta
animal
sólido
ADN
Alimentos con contenido
Nutrigenómica y
medicina
medicamentos
descomposición
aplicación
Tecnologías
53
de alimentos
Autenticación de
Nutrigenómica y
medicina
de alimentos
Biocombustibles
4
Biotecnología médica
Martha Alejandra Morgado Munguía
4.1 Descripción
Tecnología basada en un enfoque multidisciplinario que involucra varias
química, en convergencia con la nanotecnología, tecnología de la información y el escalamiento de procesos, entre otras, con meta en la
predicción, prevención y tratamiento personalizado de enfermedades, a
4.1.2 Detonadores
Desde los primeros experimentos de corte y empalme de genes, que dieron
lugar al nacimiento de la industria de la biotecnología, se han conseguido
-
están impulsando los avances tecnológicos en el cuidado de la salud, tal
animada de un movimiento de cambio, como mecanismo para poder satisEs evidente la transformación a partir del siglo XX
principal causa de muerte en casi todos los países cambió de diarreas e
infecciones agudas en la infancia hacia enfermedades del corazón y cáncer
56
CAPÍTULO 4: BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
XXI
el cáncer es la principal causa de muerte infantil, surgiendo la obesidad y la diabetes
como problemas de gran impacto en toda la sociedad, aunadas a la problemática de
megatendencia
Conductores
tecnológicos
Conductores de salud
Tendencias de
consumo
autocuidado
datos
disciplinas
de las ciencias
SIDA y SARS
y de autodiagnóstico
-
biológico, el envejecimiento es un proceso en el que a medida que avanza, aumentan
-
Todos estos eventos, han marcado prioridades y caminos en el área de la investiga-
de ADN, inicialmente descrita a mediados de los ochenta, ha sido decisiva para la invención de análisis de sangre que, entre otras cosas, permiten determinar rápidamente
VIH
57
malmente una gran variedad de anticuerpos -proteínas del sistema inmunitario - que
-
Ejemplos iniciales incluyen los anticuerpos monoclonales capaces de impedir al sismatoide, y actualmente se están usando con carácter experimental en pacientes, como
Marcados con radioisótopos u otros agentes de contraste, los anticuerpos monoasegurar una mayor precisión en la cirugía y la terapia de radiación y mostrar, en un plazo
-
forma se evitó la necesidad de extraer el antígeno del suero de la persona infectada con
cacia, inocuidad y costo relativamente bajo, las pruebas de diagnóstico molecular y las
vacunas recombinantes pueden ser de especial importancia en la lucha contra enferme-
servar la expresión de miles de genes simultáneamente en una placa de cristal llamada
-
58
tudiarse como modelos para el desarrollo de la diabetes, la arteriosclerosis y la enfermementos en pacientes con un trombolítico recombinante, expresado en la leche de cabras
tecnologías como la espectrometría de masas para detectar marcadores biológicos proteínicos en la sangre que pueden indicar señales tempranas de enfermedades, incluso
-
-
A principios de este año, la FDA
al medicamento contra el cáncer Taxol, para el tratamiento del cáncer de mama avan-
Con ayuda de la bioinformática - poderosos programas de computadora capaces
-
pacto de la tecnología relacionada al proceso biológico de envejecimiento, entre ellas el
National Intelligence Council, NCI
59
tratamiento, reducción de costos de los productos y servcios, así como la expansión de
NIC
En este setido será importante, a nivel social, el impacto que tienen estos avances tecnológicos en las estructuras demográficas –al aumentar la esperanza de
vida- y en los patrones de actividades –y consumo- de personas sanas de edad
Vacunas
Tabla 4.3 Herramientas de cómputo
Herramientas de cómputo
(clustering
60
Tabla 4.4 Análisis y manejo de la información genética
Análisis y manejo de la información genética
(PCR
ADN
SNP
SAGE
ADN
BLAST
ADN
Tabla 4.5 Análisis y uso de moléculas y proteínas
Análisis y uso de moléculas y proteínas
Tabla 4.6 Ingeniería de materiales
Ingeniería de materiales
61
Tabla 4.7 Como herramientas de cómputo
Como herramientas de cómputo
Tabla 4.9 Análisis y manejo de la información genética
Análisis y manejo de la información genética
ADN
ADN
EST
PGD
Vacunas de ADN
ADN
ADN
FIV
ICSI
Tabla 4.10 Análisis y uso de moléculas y proteínas
Análisis y uso de moléculas y proteínas
CASP y CAPRI
MEK
62
Algunos de los productos y servicios impulsados por el desarrollo tecnológico de la me-
Tabla 4.11 Bioinformática
Bioinformática
Tabla 4.12 Tratamientos médicos personalizados
Tratamientos médicos personalizados
63
Tabla 4.14 Reproducción asistida
Reproducción asistida
Tabla 4.15 Principales proyectos de capital de inversión en biotecnología
médica en Estados Unidos durante 2007, según los reportes de Money Tree
Proyecto de
inversión
Forma de impacto
Biopolímero
absorbible para
uso médico
$9.7 millones de
dólares
AG
Fármacos para
terapia contra
enfermedades por
falta de pliegue
de proteínas y
amiloidosis
NMT
64
Proyecto de
inversión
Forma de impacto
Investigación,
desarrollo y
optimización de
fármacos
Fármacos
biotecnológicos
enfocados para
terapia contra
cáncer
VEGF
Proteínas
terapéuticas de
ingeniería
Proyecto de
inversión
65
Forma de impacto
Proteínas
terapéuticas de
ingeniería
Farmacéutica con
especial atención
en nanotecnología
ADN
Transferencia de
genes in vivo para
determinar la
función de dichos
genes
ADN
ADN
ADN
ADN
Proteína
recombinante
humana
ADN
66
Proyecto de
inversión
Forma de impacto
Proteína
recombinante
humana
MEK
MEK
Biofarmacéutico
para
enfermedades
MEK ARRY
AB
TNF
IL
IL
MEK
EPOC
IBD
Anticuerpos
monoclonales
para el
tratamiento de
enfermedades
infecciosas
Fármacos
biotecnológicos
para tratar
enfermedades
metabólicas
deacetilanasa clase III
Proyecto de
inversión
67
Forma de impacto
B de JY
B
Productos
Biológicos
B
B
B
B
B
Compañías de
investigación
biofarmacéutica
Drogas
antibacteriales
para bacterias
resistentes
Terapias para
osteoporosis
Familia de
pequeñas
moléculas
terapéuticas para
el tratamiento de
enfermedades
genéticas
Células madre
hematopoyéticas
para el
tratamiento del
cáncer
RNA
68
Proyecto de
inversión
Forma de impacto
Células medre
para terapia
regenerativa y
desarrollo de
fármacos
NH
4.6 Taxonomía
aplicación
Tecnologías
(
Bioinformática
Anotación de genomas
computing
CASP
aplicación
Tecnologías
69
CAPRI
(EST
SAGE
Bioinformática
(
oligonucleótidos
nucleótidos simples
BLAST
70
aplicación
Tecnologías
Tratamientos
médicos
personalizados
ATP
PCR
ADN
aplicación
Tecnologías
71
ADN
oncogenes
ADN
ADN
PCR
Tratamientos
médicos
personalizados
mitógeno (MEK
ADN
CD
TNF
CD
IGE
y prevención de
enfermedades
72
aplicación
Tecnologías
patógenos
RT-PCR
adn (BDNA
y prevención de
enfermedades
ADN
ADN
Vacunas de ADN
Vacunas de ADN
ADN
implantación (PGD
Reproducción
asistida
ADN
FIV
ICSI
implantación (PGD
5
Células, tejidos y
Martha Alejandra Morgado Munguia
5.1 Descripción
ría y las ciencias de la vida, diseñados para suplir, sustituir, mantener, mejorar
ca, la biología celular, la microfabricación, la robótica y la ciencia de los materiales, complementadas con materias como la electrónica, la informática,
5.1.2 Detonadores
Con el advenimiento de nuevas tecnologías, el desarrollo de nuevos materiales y la aplicación de ciencias como la biología a la electrónica y el estudio de
y de esta forma fortalecer la medicina en su continuo afán de ayudar y mejotes con enfermedades que involucran una degeneración importante del tejido
mientos para diseñar algunas partes del cuerpo humano que puedan reemplazar
76
CAPÍTULO 5: CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS ARTIFICIALES
Diariamente ingresan en los hospitales de todo el mundo miles de personas por
se solucionaría con un trasplante, pero debido a la carencia de órganos trasplantables,
un mal funcionamiento, por esta razón desde hace más de cincuenta años hasta hoy han
apropiadamente pueden llegar a reemplazar los órganos o tejidos que sean requeridos,
Así pues los bioingenieros son formados bajo conceptos sólidos de ingeniería relacionada a conocimientos esenciales de medicina y biología, los cuales se complementan
varias ramas por ejemplo la ingeniería biomecánica la cual estudia los sistemas osteoarticular y muscular como sistemas mecánicos, así como el comportamiento de la sangre
-
de rechazo por parte del organismo y que además duren mucho más que las convencionales, así como la creación de implantes que sustituyen arterias, los cuales no permiten
la formación de coágulos y que además se integran fácilmente al tejido tisular, aunque tal
vez el avance más importante es el desarrollo de las máquinas de diálisis, que ayudan a
77
-
Ahora bien, la medicina ha estado bien servida por la bioingeniería, y en ella ha encontrado un punto de apoyo importante para solucionar los problemas que se han ido
así como el hallazgo de saber que ciertas enfermedades podían ser curadas con un
transplante tomó auge, la negativa de la gente a donar sus órganos creó otro problema
les por muchos años han sido llamados a ser la base del tratamiento de muchas lesiones y enfermedades, y que han formado en nuestra era una simbiosis entre hombre y
a reemplazar o las fuentes de energía para que este funcione, el verdadero problema
entonces cuando la ciencia y la medicina están yendo mas allá de los transplantes y
entrando en una era de fabricación de tejidos corporales apoyados en los avances de la
límeros, así como materiales naturales como el colágeno, y tanto unos como otros han
materiales han sido seleccionados como estructuras de soporte para el crecimiento de
no termina aquí es necesario que el tejido en crecimiento tenga un mecanismo de transporte de nutrientes así como de desecho para su adecuado crecimiento, es por esto
que muchos investigadores han creado una especie de vasos sanguíneos que drenan
tejidos no comienzan a crecer sobre los soportes de polímeros de una manera mecánica,
estos requieren a su vez de factores de crecimiento y otras sustancias que colaboren en
78
Como se sabe el primer objetivo de la ingeniería de tejidos es el de poder reparar y
aun faltan comprender muchos más mecanismos por los cuales el cuerpo no rechace
estructuras de polímeros, para formar nuevos tejidos de los que aun no se han obtenido
puedan ser inducidas por medio de ciertos mecanismos de señalización en convertirse
para todas aquellas enfermedades graves que conllevan el fracaso irreversible de un
portantes, van a dejar paso a otras, especialmente a las vinculadas con la logística del
nueva era, a una era tecnológica, donde no dependeremos de una interacción celular
más exactamente, los que se interesan en determinados órganos, el corazón, el pulmón
con la esperanza de poner a disposición de sus pacientes un aparato de altas cualidades
El desarrollo de biomateriales es un detonador importante en la generación de órga-
79
La capacidad de un biomaterial para reproducir la forma y función de órganos y
tejidos viene condicionada por sus propiedades físico-químicas y su interacción con el
Los biosensores permiten la detección de parámetros biológicos y su conversión en
las del conocimiento, abarcando desde las aproximaciones teóricas a las experimentales
todas sus capacidades con la tecnología moderna, quizás, a producir un complicado
energía para que el mecanismo pueda funcionar, sino que el problema radica en dispo-
de Tejidos, surge como una nueva opción para los transplantes, ofreciendo innumerables
ventajas pero sobretodo una muy importante que no se puede pasar por alto y que ha
pedazos de piel para implantes, así como algunos segmentos de huesos y cartílagos y
no podría causar metástasis, además de requerir de algunos componentes importan-
80
algunas citoquinas y las matrices extracelulares, que hacen en conjunto la supervivencia
-
lugares, patrones de estímulo, enfermedad del paciente y el estado o grado de enfermedad del
pueden grabar las señales de EMG
Los electrodos extraneuronales, como el de brazalete y el epineural, simulan una interface simultánea con muchos axones y el nervio, mientras que los electrodos intrafasciculares, penetrantes y regenerativos pueden ponerse en contacto con grupos pequeños de
es anatómicamente correcta, la entrada al dispositivo puede venir de las mismas señales
81
Es importante estudiar la no linealidad de la relación entre el movimiento de los dedos
FES
VRE
VRE,
VR,
antes de
5.2.2 Implante de prótesis microelectrónicas
Las prótesis microelectrónicas de visión ofrecen el reto de restablecer cierta visión espael campo visual de los ciegos por medio de un implante de electrodos estimulantes de
implante coclear y la prótesis de visión, hay pocos casos en la literatura, donde los dos
En concreto, el estudio de la psicofísica y procesamiento de señales es la base de
-
investigaciones sobre la imagen y las estrategias de procesamiento de señales, más que
proporcionar a los investigadores una experiencia de percepción, que se aproxima a lo
-
-
82
enfoques con respecto a la bioestabilidad de pasivación y conceptos de electrodos
5.2.3 Funcionalidad de los materiales de soporte para tejidos
-
EAP
una serie de materiales de polímero electroactivo han surgido con capacidad de producir
abordar los numerosos problemas que obstaculizan la aplicación práctica de estos ma-
Los EAPs tienen el potencial de ser utilizados para aplicaciones como biosensores
embargo por su alto costo e impacto ambiental, la comercialización de EAP
de los polímeros naturales más abundantes en la tierra, y están siendo empleados en el
En general, los materiales con matrices de polisacáridos electroactivos pueden alEAP
5.2.4 Reacciones de los tejidos al o los materiales de los implantes
tablecido por diversas aplicaciones clínicas, empleándose entre otros, materiales ce-
controlada de drogas y pertenecen a una serie de ejemplos de aplicaciones como ande productos se generan durante la biodegradación; un reto interesante es estudiar las
ciones inmunológicas para aclarar la falta de los informes clínicos de alergia o sensibili-
83
-
ejemplo, eczema, el retraso de la herida y la cicatrización del hueso, derrame recurrente,
cutánea en contacto con el metal, las alergias están asociadas a los implantes de una
Resulta un reto estudiar las combinaciones de factores que inducen sensibilización
-
-
área de oportunidad es encontrar materiales más baratos y funcionales que no generen
cuando son implantados sensores para interferir en la transmisión de
señales
gevidad de los implantes, un reto es investigar la necesidad de inducir alteraciones en
las respuestas ante la actividad celular in vitro y de corto plazo in vivo, estos equipos o
feras de liberación de drogas, las oportunidades están en crear tamaño de partículas del
orden de las micras para poner a prueba la capacidad modular del tejido a las respues-
pos funcionales, - CF
-
COOH
C
84
y otras prótesis al estar en contacto con las interfaces biológicas, los resultados de estos
-
para tecnologías de MEMS
systems
micro-electric-mechanical
-
Estas líneas de investigación buscan satisfacer los retos del desarrollo tecnológico
Tabla 5.2 Líneas de investigación
Línea de investigación
Retos
Oportunidades
MEM
mioeléctrica
Línea de investigación
Retos
85
Oportunidades
Implantes de prótesis
microelectrónicas
Funcionalidad de los
materiales de soporte
Reacciones de los tejidos
al o los materiales de los
implantes.
Respuestas al implante de
sensores.
86
El ritmo de avance del desarrollo tecnológico actual no satisface las demandas del
mercado; por lo que existe una creciente preocupación de que muchos de los nuevos
descubrimientos de la ciencia básica no podrán ofrecer rápidamente productos con el
rrollo de productos no han seguido el ritmo de los enormes avances en las ciencias
FDA
los implantes robóticos funcionales, sigue habiendo muchas cuestiones y problecamente agradables
Las tecnologías existentes con mayor relevancia para la megatendencia se desamecánica y las herramientas de programación; algunos ejemplos de estas tecnologías
Tabla 5.4 Electro-mecánica
Electro-mecánica
MEMS
87
Tabla 5.5 Biología celular y molecular
Biología celular y molecular
Tabla 5.6 Programación
Programación
Tabla 5.7 Tecnologías emergentes
quantum wires
88
Tabla 5.8 Lista de productos y servicios
89
De acuerdo a los reportes generados por la Asociación Nacional de Capital de Riesgo en
Venture Capital Association
1.
2. Remodelación de tejidos
3. Servicios y productos biotecnológicos
4.
5.
6.
7. Sistemas de diagnóstico implantables inalámbricos
8. Lentes intra-corneales e implantes oculares
9.
10. Wound care and tissue repair therapeutics.
11.
12. Software para análisis de datos y texto en tiempo real
13.
5.6 Taxonomía
Área de aplicación
Tecnología
(
3D
Diseño y producción
EAP
90
Tecnología
Diseño y producción
(
EAP
Dispositivos bioestructurados
BMI
(
BCI
(
91
Tecnología
(
(
(
de diagnóstico
(
EAP
(
(
Implantes en la espina
92
Tecnología
Implantes en la espina
(
espinal
(
(
CNC
Inyección de metales
Implantes y prótesis
(
EAP
EAP
EAP
93
Tecnología
gama
MEMs
EAP
(
EAP
EAP
(
EAP
stents
EAP
94
Tecnología
EAP
EAP
y codo
EAP
Implantes en el sistema
óseo
(
95
Tecnología
EAP
EAP
(
MEMs
Servicios de atención
a pacientes
(
6
Computadoras de alto
rendimiento
Carlos Téllez
Aldo López
6.1 Descripción
de información, lo que permite hacer cálculos y simulaciones imposibles en
-
uso de memoria, localización de datos, redes de computadoras y modelado
6.1.2 Detonadores
Entre los elementos tecnológicos característicos se aprecia que el uso de
mación u otras señales; mientras que la cantidad de información computapara el tratamiento de datos, actuando sobre el orden o el contenido de
la descripción por datos de objetos tridimensionales, además de que el in-
98
CAPÍTULO 6: COMPUTADORAS DE ALTO RENDIMIENTO
lo que muestra que existe un aumento en la demanda para productos de computación
Acceso, direccionamiento o asignación en sistemas o arquitecturas de
3D
tridimensionales
Las áreas de mayor importancia tecnológica se encuentran en el procesamiento
tridimensional, la cual abrirá nuevas posibilidades de procesamiento de información
Los principales dueños de la tecnología para el área completa de computadoras de
alto desempeño, en su gran mayoría son inventores independientes, lo que nos indica
el valor comercial que tienen los avances en las tecnologías que impulsan la mega-
vestigación privados, IBM se considera líder en el ramo, ya que esta empresa se endesempeño como la más importante desarrolladora de tecnologías para las HPC High
Performance Computers
99
Tabla 6.1 Tecnologías existentes
del sonido
compuestos
asignación de canal
(DASD
AVO
Algunos de los productos y servicios que impulsa la megatendencia se encuentran en
100
Tabla 6.3 Cálculo intensivo
Cálculo intensivo
Tabla 6.4 Almacenamiento masivo
Almacenamiento masivo
Tabla 6.5 Minería de datos
Minería de datos
101
6.6 Taxonomía
Tecnologías
el espacio
almacenamiento
compuestos
Cálculo intensivo
(number crunching)
compuestos
almacenamiento
102
Tecnologías
gasoductos
AVO
almacenamiento
compuestos
Cálculo intensivo
(number crunching)
de colisiones
compuestos
de disco
Almacenamiento
masivo
almacenamiento de acceso
DASD
canal
almacenamiento
almacenamiento de acceso
DASD
Minería de datos
(data mining)
7
I
Alvaro José de Albornoz
Patricia Escamilla
Ramón Brena
Raúl Monroy
Rogelio Soto Rodríguez
Sairam Cerón
Manuel Valenzuela
Edgar Vallejo
7.1 Descripción
ca crear computadoras que se comporten como humanos en varios tipos de
nosticar, diseñar y explicar, procesos y sistemas en diversos sectores como
salud, transporte, gobierno, empresa, manufactura, cómputo, comunicación
106
CAPÍTULO 7: INTELIGENCIA ARTIFICIAL
7.1.2 Detonadores
Dentro de los procesos que detonan e impulsan el avance de la megatendencia se enhardware, ya que permiten procesar más información en menos espacio; la evolución en las formas de comunicarse entre el hombre
y las computadoras, gracias al desarrollo de sistemas de interacción, recepción y generación de información que involucran todos los medios humanos posibles; la necesidad
tecnológica de las personas para comunicarse en cualquier lado y en cualquier momento, en la actualidad la gente busca estar comunicada y conectada en cualquier lugar a
donde va, porque el trabajo se vuelve parte de nuestra vida; la creciente movilidad de
personas y mercancías, ya que se requiere infraestructura que permita esta la movilidad
internacional, pues al existir menos barreras arancelarias y más acuerdos comerciales
se generan nuevos mercados de productos y servicios alrededor del mundo; la estandarización de procesos y tecnologías en las empresas, debido a que al globalizarse,
las compañías y sus sistemas deben armonizarse para poder compartir información y
Esta megatendencia tendrá un fuerte impacto en la sociedad; por ejemplo, las empresas
utilizarán sistemas inteligentes para el diagnóstico y toma de decisiones, el creciente uso
a diversas poblaciones genera el desarrollo de más servicios de e-learning, las empresas
buscan continuamente una optimización de sus procesos que incluya todos los aspectos
Tabla 7.1Temas de investigación
107
Agentes inteligentes
Dentro del conjunto de tecnologías existentes que sostienen a la megatendencia se enTabla 7.2 Tecnologías existentes
108
Algunos de los productos y servicios generados se localizan en las áreas de procesos industriales, medicina, negocios, educación, gobierno, productos y servicios comerTabla 7.4 Procesos industriales
Procesos industriales
109
Tabla 7.5 Medicina
Medicina
Tabla 7.6 Negocios
Negocios
IERP
negocios
Tabla 7.7 Educación
Educación
Tabla 7.8 Gobierno
Gobierno
110
Tabla 7.9 Productos y servicios comerciales
Productos y servicios comerciales
Tabla 7.10 Seguridad
Seguridad
a)
Honda, Rockwell,
General Electric y FLSmith están apostando a proyectos de automatización de
autónomos tienen una competencia internacional, un ejemplo importante es
DARPA Urban Challenge 1 en donde universidades como Stanford y el MIT
invierten en la investigación y desarrollo de estos proyectos que integran varias
b)
c)
111
d)
juzgados, sistemas de distribución y acceso a la información, sistemas de detección
se están desarrollando para integrar la tecnología computacional y en particular los
sistemas inteligentes en las áreas de seguridad y procuración de justicia, así como
para descubrimiento de patrones de comportamiento delictivos, soporte a la toma de
decisiones judiciales y pre-liberaciones en reclusorios, ha generado una nueva área
e)
Analytics
que buscan apoyar la toma de decisiones optimizando herramientas como la minería
f) Bussiness intelligence
todas las grandes compañías dedicadas al manejo de información y de datos –como
Oracle, IBM, Bull y SAP- están invirtiendo grandes cantidades en el desarrollo de
7.6 Taxonomía
de aplicación
Tecnologías
Google y SAS ofrecen paquetes computacionales de Analytics
112
de aplicación
Tecnologías
Medicina
detección
Lógica
de aplicación
Tecnologías
113
medicamentos
Medicina
discapacitados
Planeación y
conocimiento
Negocios
114
de aplicación
Tecnologías
inteligentes
Negocios
negocios
de aplicación
Tecnologías
115
Negocios
inteligentes
Educación
inteligente
Gobierno
(
inteligentes
comerciales
inteligentes
116
comerciales
de aplicación
Tecnologías
inteligentes
Seguridad
de aplicación
Tecnologías
117
Seguridad
computacionales
8
Materiales inteligentes e
Joaquín Oseguera
Olimpia Salas
Alex Elías
Horacio Ahuett
Ciro Rodríguez
8.1 Descripción
predecible y capaz de ser incorporado como tecnología en productos
-
PZT
drios electro-crómicos y los polímeros electro-activos y de efecto
8.1.2 Detonadores
Los principales impulsores de la megatendencia son los avances en las
120
CAPÍTULO 8: MATERIALES INTELIGENTES E INGENIERÍA DE SUPERFICIES
-
disciplina es un importante recurso tecnológico, incluyendo los biomateriales, la generación
de energía, la transformación de metales, la electrónica, la extracción de petróleo, la industria
permitido a su vez el desarrollo de tecnologías emergentes muy relevantes en las economías
actuales por ejemplo los MEMS
Actualmente algunas industrias están estrechamente vinculadas a la utilización
de superficies y materiales inteligentes, como la aeronáutica, en donde la eficiencia
ejemplo es el desarrollo de recubrimientos protectores para ambientes carburizantes, que ha requerido del desarrollo de modelos termodinámicos para aumentar las
espectrocopía molecular ha permitido analizar in-situ los productos de la corrosión
Existen diversos tipos de materiales inteligentes que están establecidos a nivel coaeronáutica, en el desarrollo de la bio-medicina, para las aplicaciones de los bio-materia-
teriales se incrementa el uso de difracción de rayos X, la microscopía de campo y la
121
A continuación se presentan ejemplos de la manera en que industrias existentes han
8.1.3.1 Biomateriales
do a las rigurosas demandas de las propiedades del material para biocompatibilidad,
sólo tres materiales metálicos habían sido autorizados para usarse como materiales para
de brackets
2
A partir de materiales inteligentes se ha desarrollando equipo de diagnóstico y farbiopsias y stents
8.1.3.2 Estructuras inteligentes
Las estructuras inteligentes son compuestos de materiales que incorporan las funciones particulares de sensores y actuadores para desarrollar acciones inteligentes
en materiales inteligentes ha sido explorado en los campos de la construcción, la
sensores para monitorear la propagación de fracturas, desplazamiento de juntas,
8.1.3.3 Tecnología electrónica automotriz
La principal área de aplicación es en sensores, entre los que destacan los sistemas
micro electro-mecánicos o MEMS
ABS
sistema de sensado de los cinturones de seguridad; en la detección de apertura y
122
cierre del quemacocos y en la detección de las condiciones hidráulicas de los sistemas
ABS y VSO
PZT
8.1.3.4 Estructural en el campo automotriz
La empresa General Motors
de memoria de forma y de polímeros para integrarlos en los nuevos diseños de vehículos, donde se desea aprovechar la ventaja de estos materiales para manipular sus
GM ha obtenido es el desarrollo de suspenDelphis’s MagneRide
existenten al utilizar fluidos magnetoreológicos, los que presentan una rápida res-
sultado final es un incremento en la seguridad y en el nivel de control de estabilidad
8.1.3.5 Vibraciones
Las vibraciones y el ruido de transmisión estructural constituyen uno de los problemas
fundamentales cuando se quiere mejorar el confort en los medios de transporte, auciones en procesos en máquinas-herramienta para mejorar la calidad de los acabados
puede abordar ya sea controlando las fuentes o impidiendo el paso de las vibraciones a
En la medida en que los diseñadores de productos tengan un mejor entendimiento
-
123
Carreteras inteligentes / ingeniería civil
de carreteras inteligentes es el mejoramiento de seguridad y reducción de accidentes de
Transductores / electrónica
Actualmente el crecimiento en el mercado de transductores ha sido rápido y se predice
producción automotriz, amortiguamiento de vibraciones activas y la generación de imá-
Baterías / electrónica
miniaturización en electrónica han creado un incremento de la demanda por baterías
computadoras y cámaras de video las cuales requieren baterías de alta densidad de
Actuadores electromecánicos / equipo quirúrgico
-
sean atractivos para sistemas ópticos, maquinaria de precisión y pequeños motores
124
CONACYT
podrían
CIMAV
IPN
UNAM
UAM
spray
importante destacar que este grupo de desarrollos sostienen sus procesos con base en
se tienen los tratamientos termoquímicos convencionales, tal es el caso de la reacción
125
gas-sólido, o variantes de esta, las post-descargas, las cuales producen especies neudifusión de un elemento desde un gas hasta el sólido es el evento principal en el proce-
PACVD
ECR
DEB ARCO
126
PVD
M ALY
o
-
Estos materiales abren posibilidades tecnológicas que pueden ser aplicadas en la
a)
rotación ultrasónicas que pueden ser aplicadas en micro-maquinado con arranque de
b)
Case Western Reserve con una
receptivos los cuales cambian mediante la aplicación de un estímulo externo como
cambios en su temperatura, fuerza iónica, pH
c)
con
127
ultra-delgadas, la investigación presenta la oportunidad de establecer cómo es que
d)
aviones que entren a la zona de resonancia durante su vuelo podrán cancelar las
vibraciones mecánicas que podrían generar inestabilidad durante su trayecto o
Flutter
e)
en el ambiente, que se requiere reducir o cancelar en aplicaciones tales como salas
las fuentes de ruido no pueden ser removidas y se requiere de sistemas activos de
sino que detecten su nivel actual y que por medios activos sean capaces generar
de generación de ondas sonoras mediante membranas excitadas con actuadores
f)
sistemas de amortiguamiento pasivo aplicado en la industria del transporte terrestre
provocado que se genere en poco tiempo un desbalanceo dinámico en los vehículos
se adaptan a las condiciones variables para disminuir el efecto de las vibraciones
de ser adaptivos a las condiciones variables de vibraciones, son compactos con
g)
128
h)
i)
inteligentes junto con capas de material con propiedades de mecano-luminiscencia
no destructiva de materiales, sino que ha abierto una ventana en el desarrollo de
Dentro de los productos y servicios generados por la megatendencia se encuentran denTabla 8.4 Tecnologías emergentes
Medicina
Tabla 8.5 Industria
Industria
129
Industria
130
a)
b) Desarrollo de lubricantes sólidos para la industria automotriz, estos recubrimientos
disminuyen notablemente la fricción
c) Desarrollo de herramientas de alto rendimiento, ya que los recubrimientos superduros
proporcionan una resistencia superior al desgaste
d)
e)
f) Desarrollo de dispositivos para almacenamiento de datos en la industria de la
electrónica, ya que los depósitos de materiales especiales permiten obtener una
g) Empaques en la industria alimenticia, con capacidad de respuesta ante fechas de
h) Desarrollo de nuevos materiales para maquinaria diesel de alto rendimiento
i)
j)
Los materiales cerámicos estructurales pueden ser utilizados en aplicaciones de altas
temperaturas, los materiales cerámicos inteligentes y parches piezo-cerámicos, además,
k)
Dartmouth
Magnetostrictive
ganancia de control con retroalimentación y los parámetros que caracterizan el sistema
mecánicos y civiles, así como en el seguimiento de desperfectos crecientes bajo cargas
l)
131
previsible que los sensores biológicos puedan ser hechos usando enzimas complejas
dispositivos en el lazo de retroalimentación, ya sea trasmitiendo una señal o respondiendo
incluyen mejoras en biocompatibilidad, tiempo de vida del sensor, minimizar las señales,
maximizar la sensibilidad, desarrollo de la capacidad para ajustar los sensores en vivo
los pacientes debido a que los productos químicos para la quimioterapia son bastante
Keele
gaciones para desarrollar pequeñas nano-cápsulas que puedan contener agentes anti-
Como puede observarse, las aplicaciones que han recibido mayor atención se en-
de los materiales inteligentes son los sensores y actuadores, que ven su desempeño
8.6 Taxonomía
Tecnología
Medicina
132
Tecnología
Medicina
medicamentos
de almacenamiento de datos
Industria
autos
Tecnología
133
celulosa como aislante
ópticos
Industria
aleación de aluminio
134
Tecnología
Industria
nanocomposite de
MEMS
plasma ECR
PACVD
9
MEMS (Sistemas microelectro-mecánicos)
Andrés García
Aldo Díaz
Sergio Omar Martínez
9.1 Descripción
Se les denomina MEMS Micro-Electro-Mechanical Systems
-
integración de sensores, actuadores y elementos electrónicos a nivel micro,
proporciona soluciones con bajo consumo de energía, reducción en el tamaño de los componentes, mayores anchos de banda, mejorando la calidad de
vida, desarrollando mejores aplicaciones y dispositivos en diversas áreas,
-
9.1.2 Detonadores
El área de MEMS abarca la integración de elementos mecánicos, sensores,
la tendencia es incidir en dimensiones menores tal es el caso de los NEMS
Nano Electromechanical Systems
La introducción de los MEMS en dispositivos y sistemas ha mejorado la fun-
138
CAPÍTULO 9: MEMS (SISTEMAS MICRO-ELECTRO-MECÁNICOS)
ra, presión y nivel de líquidos del motor, así como la reducción del tamaño de sensores
de posición, presión y fuerza del tren motriz y del sistema de frenado del automóvil, cony giroscopios; la reducción en el tamaño de estos sistemas permite reducir el peso de los
mismos y aprovechar los espacios, así mismo permite integrar más sistemas de sensado
para añadir más variables informativas al conductor tanto del funcionamiento del vehículo
sonadores, switches
Los dispositivos MEMS usados para el desarrollo de sistemas de comunicación han
traído una serie de avances tecnológicos que promueven la mejora en la forma como diMEMS
de su capacidad de revolucionar el cuidado de la salud, en el sentido de que sensores
implantables, o no invasivos de los que son parte central, pueden ser usados como he-
CI
MEMS y RF-MEMS
139
Antenas
140
Dentro de los productos y servicios generados en las áreas del sector automotriz, elecTabla 9.4 Sector automotriz
Sector automotriz
X
Tabla 9.5 Electrónica
Electrónica
141
Electrónica
Tabla 9.6 Medio ambiente
Medio ambiente
9.6 Taxonomía
Áreas de
aplicación
Tecnología
suspensiones
Sector automotriz
(X
142
Áreas de
aplicación
Tecnología
inteligentes
sanguinea
Sector automotriz
de insulina
inteligentes
Electrónica
Antenas
Áreas de
aplicación
Tecnología
143
Electrónica
delgados
Medio ambiente
delgados
contaminantes
10
Micro y nanotecnología
Álex Elias Zúñiga
Ciro Rodríguez
Horacio Ahuett
Oscar Martínez
Claudia Caballero Cerón
Sarah Anzures
10.1 Descripción
Estudio de propiedades de estructuras funcionales con dimensiones de 1 a 100
nm para la nanotecnología, lo cual permite manipular materiales a un nivel mole-
de diseñar y fabricar sistemas miniaturizados con dimensiones características que
ción de materiales compuestos que se pueden aplicar a la manufactura de distinEl propósito general de esta megatendencia se centra en alcanzar los
a) La obtención de ventajas competitivas implementando la nanotecnología
y buscando posicionar a las empresas en niveles tecnológicos de clase
mundial;
b) Generar conocimiento y experiencia en la caracterización,
vanguardia que permitan el desarrollo y manufactura de dispositivos
basados en materiales nanoestructurados;
146
CAPÍTULO 10: MICRO Y NANOTECNOLOGÍA
c)
I&D
industria;
d) El desarrollo de capital humano en el área de nanotecnología aplicada al desarrollo
La nanociencia consiste en el estudio de los fenómenos y manipulación de los materiales a escalas atómicas, moleculares y macromoleculares en donde sus propiedades
nanotecnologías están relacionadas con el diseño, caracterización, producción y fabricación
de dispositivos cuyas formas y características son controladas en la escala del nanóme-
10.1.2 Detonadores
El avance de la nanotecnología comenzó con el descubrimiento en Japón de los na-
la estructura molecular del carbono C
Figura 10.1 Nanotubo de doble pared
147
Resulta claro que en esta megatendencia abarca rubros que van desde la medicina hascontra enfermedades, el suministro de medicamentos y la detección de virus se vuelven
menos invasivos y más exactos, los consumidores optan por materiales más ligeros y
más resistentes, existe una preocupación por la contaminación que motiva a buscar alternativas de reciclaje, ahorro y almacenamiento de energía, la miniaturización entra a
comunes y los avances en la industria aeroespacial permiten el turismo espacial y la
patógenos
148
Dentro de los productos y servicios impulsados por la megatendencia sobresalen en las
Tabla 10.4 Nanotecnología biomédica e industria
Nanotecnología biomédica e industria
149
Nanotecnología biomédica e industria
Tabla 10.5 Micro y nanotecnología para aplicaciones eléctricas
Micro y nanotecnología para aplicaciones eléctricas
150
Micro y nanotecnología para aplicaciones eléctricas
10.6 Taxonomía
Tabla 10.6 Micro y nanotecnología para aplicaciones eléctricas
Tecnologías
Nanotecnología
biomédica e industrial
Pantallas planas de
CVD
151
Tecnologías
y patógenos
elementos patógenos en
alimentos
luminiscentes
Nanotecnología
luminiscentes
CVD
152
Tecnologías
(ADL
CVD
Nanotecnología
alta densidad
Micro y
nanotecnología
para aplicaciones
electrónicas
Micro y
nanotecnología
para aplicaciones
electrónicas
Tecnologías
153
atómica
11
Nuevas tecnologías
energéticas
Armando Llamas Terres
Pedro Ponce Cruz
Ricardo Fernández
11.1 Descripción
Aplicación de nuevas formas de conversión de la energía empleando recursos naturales renovables para sustituir recursos tradicionales no renovables
Eólica
11.1.1.1 Energía eólica
caciones muy sencillas como son sistemas de bombeo o para cargar pe-
tecnología permitió el empleo de este recurso como una posibilidad rentable
donde se cumplen de manera formidable las condiciones necesarias
156
CAPÍTULO 11: NUEVAS TECNOLOGÍAS ENERGÉTICAS
Figura 11.1 Mapa Eólico de Oaxaca
National Renewable Energy Laboratory
al explotarse de manera apropiada y que a su vez tiene la gran bondad de ser totalmente
11.1.1.2 Biomasa.
El hombre ha utilizado la biomasa de diferentes maneras, la más antigua es generando
La tecnología para el desarrollo de los bio combustibles ha avanzado a pasos agi-
157
de esta fuente alterna es el biodiesel, combustible que se procesa a partir de grasas aniha sido desarrollado como un proyecto conjunto del Tecnológico de Monterrey y Grupo
Existen otro tipo de proyectos que utilizan la biomasa de desecho para genera ener-
11.1.1.3 Solar
La energía solar se ha utilizado de distintas formas desde el principio de la civilización,
-
Figura 11.2 Mapa de insolación en México
National Renewable Energy Laboratory
158
-
solares realmente sorprenden, como la instalación de calentadores de agua solares que
La evolución y desarrollo tecnológico son la base de nuestra megatendencia, esta
ha propiciado cambios en la tecnología, cambiando la manera de generar electricidad y
11.1.2 Detonadores
de petróleo ascienden solamente a poco más de 9 años, por lo tanto se deben tomar
como consecuencia un aumento en los índices de contaminación provocando un incremento en las emisiones de CO
1
Otras 0.5%
Combustibles renobables
y desperdicios 10.8%
Hidroeléctrtico 2.2%
Nuclear 6.5%
Carbon 24.4%
Gas natural 21.2%
Petroleo 21.2%
159
-
Tabla 11.1 Potencial Energético en México
Altos niveles de insolación
Zonas con alta intensidad de
vientos
MW
CFE
Potenciales de uso de
biomasa.
MW
ambiental han dado lugar al desarrollo de energías alternas para la producción de elec-
Kyoto
160
Aleaciones de metales
CO
161
PWM
Plasma
SPWM
IGBTs
162
Algunos de los productos y servicios generados por la Megatendencia el las áreas de
energía eólica, energía solar, baterías y celdas de combustible, biocombustibles, hidró-
Tabla 11.5 Energía eólica
Energía eólica
Tabla 11.6 Energía solar
Energía solar
163
Energía solar
Tabla 11.7 Baterías y celdas de combustible
Baterías y celdas de combustible
Tabla 11.8 Biocombustibles
Biocombustibles
DMFC
Tabla 11.9 Hidrógeno
Hidrógeno
Tabla 11.10 Energía nuclear
Energía nuclear
164
Tabla 11.11 Energía geotérmica
Energía geotérmica
Tabla 11.12 Energía hidráulica
Energía hidráulica
Tabla 11.13 Energía del mar
Energía del mar
Tabla 11.14 Energía termoeléctrica
Energía termoeléctrica
11.6 Taxonomía
Áreas de
aplicación
aplicación
Tecnologías
Energía eólica
Áreas de
aplicación
aplicación
Tecnologías
165
capacidades
Adecuación de unidades
Energía eólica
166
Áreas de
aplicación
aplicación
Tecnologías
Energía eólica
de silicio
(SPWM
Energía solar
eólicos
potencia
Áreas de
aplicación
aplicación
Tecnologías
167
de agua
IGBT’s
PWM
Energía solar
Baterías y celdas
de combustible
Biocombustibles
DMFC
168
Áreas de
aplicación
aplicación
Tecnologías
Biocombustibles
Hidrógeno
compuesto
Energía nuclear
Gases
Plasma
Aleaciones de metales
Energía geotérmica
Áreas de
aplicación
aplicación
Tecnologías
169
piscinas
Energía hidraúlica
Energía del mar
Energía
termoeléctrica
agua
12
Realidad mixta
José Ignacio Icaza
Jose Luis de la Cruz
Mercedes Muñoz
Isaac Rudomín
12.1 Descripción
El desarrollo de grandes industrias alrededor de los videojuegos, comunicaciones y otras actividades de entretenimiento, principalmente entre adolescentes, han generado la aparición de hardware de bajo costo y alto rendimiento, que mediante el software apropiado, puede ser utilizado para ampliar
Second Life, aumentados con
12.1.2 Detonadores
API
necesidades de la industria de videojuegos han generado el desarrollo
172
CAPÍTULO 12: REALIDAD MIXTA
hardware y software CPUs Multicore, GPUs,
CELL-Blade, Dx10, OpenGL, GLSL, HLSL, Cg, CUDA y Rapidmind y APIs.
RFID, GPS, dispositivos
WII y
el Iphone
multisensoriales se vuelven comunes para aplicaciones de realidad virtual interactiva
Equipo computacional con capacidades gráficas ya no son solo PC s, dado
PDA
de entretenimiento y comunicación, posibilitan la existencia de interfaces
extendiendo la simulación como una herramienta para la toma de decisiones tanto en
hardware de bajo
El web esta morfeándose hacia Second Life y otros Metaversos; Mundos Espejo y
otros medios sociales parecidos son ahora posibles debido a la existencia de redes
mixed reality
interacción mucho más poderosa y que tiene aplicaciones diversas en ciencia, industria
software; no
obstante, su desarrollo requiere de muy poca inversión en equipo, debido al incesante
software
ya que el software
-
Actualmente los adolescentes buscan medios para la socialización y educación por
Google
Earth
lidad aumentada móvil para obtener información de todo tipo de objetos, eventos y
173
tridimensionales con realidad virtual o aumentada, la creación de aplicaciones de
arquitectura virtual permitirá que los arquitectos llevarán a sus clientes a paseos
mismos clientes alteren esos diseños, los artistas están tomando nuevas formas de
mas virtuales los ingenieros harán uso de simulación tridimensional de diseños ingeórganos del cuerpo humano así como realidad aumentada durante intervenciones
virtuales; aprovecharán mundos-espejo en el currículum y utilizarán aplicaciones
educativas de realidad mixta tales como simulaciones físicas, laboratorios virtuales,
los mercadotecnistas tendrán que utilizar nuevas estrategias de mercadotecnia y
hay demanda creciente de personas capaces de lograr dispositivos y aplicaciones
de realidad virtual, capaces además de trabajar en equipo con otros expertos en
muy diversas disciplinas y a distancia
174
3D y
GPS
GPUS
BWC (
3D
12.5 Productos y servicios generados
12.5.1 Lista de productos y Servicios
Dentro de los productos y servicios generados por la Megatendencia en las áreas de
educación virtual, medicina, entretenimiento, seguridad y defensa, comunicaciones, arte
Tabla 12.4 Educación virtual
Educación virtual
175
Educación virtual
Tabla 12.5 Medicina
Medicina
Tabla 12.6 Entretenimiento
Entretenimiento
Tabla 12.7 Seguridad y defensa
Seguridad y defensa
Tabla 12.8 Comunicaciones
Comunicaciones
176
Tabla 12.9 Arte
Arte
Tabla 12.10 Arquitectura e ingeniería
Arquitectura e ingeniería
12.6 Taxonomía
Áreas de
aplicación
aplicación
Tecnologías
Educación virtual
Educación virtual
Medicina
Entretenimiento
3D
Áreas de
aplicación
Entretenimiento
aplicación
Tecnologías
Imagen 3D
177
3D
Seguridad y
defensa
BWC (
GPS
Comunicaciones
Arte
Arquitectura e
ingeniería
3D
13
Tecnologías inalámbricas
Alfonso Alva
David Muñoz Rodríguez
Luis Fernando González Pérez
Jair Mercury González
Ramón Rodríguez Cruz
13.1 Descripción
Debido a que las tecnologías inalámbricas se expanden en un rango muy
amplio de aplicaciones esta investigación no aborda todos los posibles usos
1. Redes inalámbricas ad-hoc y de sensores
2. Redes de comunicación multimedia inalámbrica
3. Redes de comunicación celular
En general la primera categoría concierne al diseño e implantación de redes
inalámbricas capaces de captar información del entorno para propósitos de moque van desde la investigación ecológica hasta la automatización industrial, moniacciones apropiadas deben de tomarse ante la ocurrencia de determinados even-
inalámbricos la constituyen su cobertura modesta de corto alcance, su capacidad
180
CAPÍTULO 13: TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS
En la segunda categoría, como lo sugiere el título, colocamos a todas las tecnologoría son las redes inalámbricas que soportan transmisión continua de audio y video,
WPAN
WLAN
WMAN
como esta categoría no depende del área de cobertura sino de la cantidad de informaprincipal característica en esta categoría es el área de cobertura, así como la tasa de
gías GSM y su evolución hasta UMTS 3G
CDMA
comunicación 4G
13.1.2 Detonadores
Los sensores y actuadores trabajando juntos y formando redes proporcionan inteligencia
-
de reunir información del ambiente y de activar mecanismos de una forma automática,
de dimensiones pequeñas, con capacidad de procesamiento y baratos; para poder ser
-
Nodos inalámbricos con sensores, actuadores y electrónica de radiofrecuencia son
Sistema Inteligente en un Chip
ISOC
-
de los avances en las tecnologías de silicio pero en una mezcla de microelectrónica y
ISOCs permitirá el desarrollo de nuevos circuitos y sistemas con propiedades nuevas extraordinarias relevantes
181
proporciona los cimientos para un futuro en el que el sensado , la percepción de las imáción de los circuitos integrados nos impone límites en las bandas de frecuencia a las que
-
el estándar IEEE
Algunas redes formadas por dispositivos de sensado interconectados entre sí, son
capaces de recuperar y retransmitir contenido multimedia en forma de cadenas de símbolos de audio y video, imágenes estáticas y datos provenientes de las variables senWMSN
medida a la evolución de redes WMSN
cias al uso de estas redes próximamente, tal es el caso de los sistemas de vigilancia mul-
Adicionalmente a la integración de redes automáticas que sensan un dispositivo
lámbrico pueden ser administradas y respuestas en tiempo real pueden ser activainter empresarial subyacente en muchos modelos emergentes extendidos en los
los consumidores de manera que se puedan identificar preferencias hacia ciertos
RFID
182
en este nicho en el que nacieron las tecnologías de redes de sensores y redes auto conde la marina y la armada, se espera que audaces líneas de investigación usando nuevos
materiales y diferentes bandas de frecuencia sean adoptadas por este sector de la ecoLa tendencia más clara es la de la interconexión e interacción de redes reconfigurables de sensores inteligentes entre sí y con otros dispositivos inalámbricos en
a la gente información en tiempo real independientemente del momento y lugar en
el que se encuentren con el fin de incrementar su productividad y capacidades de
En el presente las tecnologías inalámbricas de alta velocidad están experimentando
una enorme cantidad de mejoras gracias a los recientes avances en la teoría de telecoVLSI
UWB se espera que este año los primeros
dispositivos electrónicos para consumo con esta tecnología se encuentren disponibles
cortos con mucho menos consumo de batería que lo que sus contrapartes convencioEn el área de Wi-Fi desde el año pasado ha habido muchas actividades alrededor
de la estandarización del IEEE
MIMO
En cuanto a WiMAX podemos decir que para un despliegue exitoso de este tipo de
DSP
tar wiMAX
G
G
G
1.
G
3.5th Generation or LTE –Long Term Evolution-
UMTS,
183
mejora a
BURST, HYPERMAN, WiMAX, WiBro,
GAN Generic Access Network
Carrier SDMA, Beamforming.
2.
MIMO
+ OFDM + SC-FDMA Single
G
Airspan, Alvarion, Aperto Networks, Ensemble, Fujitsu,
Intel, Nokia, Proxim
GH
MIMO, MUMIMO, IP
SDR
Alamoutti
Redes MIMO
MIMO
MIMO, control de supervisión celular, V-DoIP
voice-data over IP D TV,
Augmented Reality AR = Enhanced Virtual Reality –eVR
En conclusión, se busca que las tecnologías inalámbricas evolucionen hacia un
escenario centrado en el usuario en donde una red de acceso generalizado dará
soporte a una conexión completa en cualquier momento y lugar, basada en una
infraestructura all-IP
Entre los elementos característicos de la megatendencia más significativos tenemos
que los sensores que observan variables físicas y recolectan información del amexiste una mayor dinámica en la interacción entre sensores y actuadores, con una
lógica de acción más sofisticada, mediante la programación en lenguaje VHDL
de hardware
RFID
males para los procesos de inventario y control, el uso de tecnologías inalámbricas
facilita el acceso global a personas e información, por medio de las tecnologías ina-
Business 2 Business B2B
184
IP
WPAN
y en
WPAN
WMSN
WAP
CDMA
GPS
UHF
WIFI
185
UMTS
EVDO
WUSB
UWB
13.5 Productos y servicios generados
Dentro de los productos y servicios a partir de la megatendencia en las áreas de redes
Tabla 13.4 Redes masivas
Redes masivas
TV
GPS
186
Redes masivas
RFID
RFID
187
Electrónica y Computación
13.6 Taxonomía
Area de aplicación
Tecnologías
(WUSB
spots
(EVDO
WAP
UWB
Redes masivas
TV
(UHF
GPS
GPS
UWB
188
Area de aplicación
Tecnologías
WMSN
(EVDO
UWB
UMTS
CDMA
(EVDO
Redes masivas
WAP
PDA
inteligentes
(WUSB
UWB
en
WPAN
WPAN
en
WPAN
intelligent
AD-HOC
WPAN
Area de aplicación
Tecnologías
189
WAP
en
WPAN
autónomos empleados en
WPAN
WPAN
RFID de alta
WPAN
en
WPAN
AD-HOC
WPAN
WMSN
en
WPAN
WPAN
WPAN
en
WPAN
de animales
190
Area de aplicación
Tecnologías
en
WPAN
RFID
WMSN
RFID de alta
AD-HOC
WPAN
en
RFID
14
Conclusiones
Las megatendencias tecnológicas presentadas en este libro describen la
dencias se verá en las herramientas con las que desempeñamos nuestro
nuevos productos y servicios se abrirán nuevas oportunidades empresariales que impactarán el desarrollo económico de las regiones que prevean y
Es necesario comentar que cualquier aseveración que implique adelantar lo que pasará en el futuro, corre el riesgo de verse rebasada por
el surgimiento de rupturas en los procesos de evolución tecnológica que
los temas que dominarán el desarrollo tecnológico futuro, sin embargo
el lector debe estar pendiente del surgimiento de nuevas tecnologías
En este libro se han descrito doce megatendencias tecnológicas que
De inicio, se presentó el desarrollo de los sistemas ópticos como un
tica, las mejoras al láser, el avance de la nanotecnología y la holografía,
ahora es posible manipular la luz con mayor precisión generando un va-
masivo y en los aparatos de cómputo, aumentando exponencialmente
avances son la medicina, con el desarrollo de instrumentos ópticos para
194
CAPÍTULO 14: CONCLUSIONES
-
imágenes satelitales con aplicaciones en meteorología, agricultura y cartografía; y la
tica, debe satisfacer las necesidades que los nuevos estilos de vida de la sociedad,
cada vez más sedentaria, con índices de obesidad en aumento y desde una edad
mejores granos, que sean resistentes a condiciones adversas; nuevas aplicaciones
en la remediación de suelos, y para el consumidor final alimentos con nutrientes
da en el tratamiento- dirigiendo parte de sus avances a la predicción y prevención
de vida de la población, al incremento en la tasa de incidencia de cáncer, al surgimiento de nuevas enfermedades infecciosas o las favorecidas por un estilo de vida
sedentario, así como al aumento en la demanda de productos y medicinas para
ciones en los dispositivos de diagnóstico y las mejoras a los procedimientos de la
-
productos generados en esta megatendencia están asociados al desarrollo de tecLas computadoras de alto rendimiento para el procesamiento de grandes vo-
Estos avances responderán al estilo de vida y de hacer negocios donde los datos y
la voz interactuarán con dispositivos móviles, por lo que se incrementan las necesi-
195
cantidad de información generada hace necesario herramientas de procesamiento
para análisis, reportes y seguimiento estadístico de operaciones financieras, comeresta megatendencia son muy vastos e incluyen sistemas de control en cualquier
sistema automático; en medicina, dispositivos para el diagnóstico y tratamiento autónomos; en los negocios, simulaciones, clasificadores, y reconocimiento de patroLa ingeniería de materiales ha sido impulsada por los avances en magnetismo,
nes serán las carrocerías de automóvil, herramientas móviles, recubrimientos para
soportar altas temperaturas, materiales biocompatibles y el almacenamiento de daplean ya para ordenar, contar o suministrar fluidos o bien para realizar una labor me-
su utilización en micromáquinas que puedan interactuar con bacterias, o para atacar
La micro y nanotecnología surge con el descubrimientos de los nanotubos de
tos contra enfermedades, el suministro de medicamentos y la detección de virus se
vuelven menos invasivos y más exactos, los consumidores optan por materiales más
ligeros y más resistentes, existe una preocupación por la contaminación que motiva
a buscar alternativas de reciclaje, ahorro y almacenamiento de energía, la miniaintegrada a productos comunes y los avances en la industria aeroespacial permiten
El desarrollo de las nuevas fuentes de energía es impulsado por dos grandes
desarrollos de energía no fósil se encuentran en el campo eólico, solar, celdas de
cipalmente en energía solar, eólica y maremotriz, que debe ser aprovechada por
196
La industria de videojuegos y comunicación que va desde las consolas de juego hasta simuladores virtuales tendrá aplicaciones más serias en el campo de la
existen oportunidades en la educación virtual, medicina, entretenimiento, dispositiFinalmente, se exploraron las tecnologías inalámbricas, que se adecuan a las
nuevas formas de trabajo e interacción remota, tanto en actividades sociales como
para el manejo de inventarios y rastreo logístico y nuevos protocolos como Zigbee
mejorarán la comunicación entre dispositivos caseros y dispositivos como consolas
Esperamos que la información mostrada en este libro se convierta en un referen-
transformaciones y sobre todo se invita a aprovechar las oportunidades detectadas,
Bibliografía
Megatendencias 2010
La caja de herramientas de la prospectiva estratégica
En Diccionario de la lengua española
.
Microtrends: the small forces behind tomorrow’s big
changes.
The 5 trends that will shape the next 50 years
The new medical technologies and the organizations of medical science
and treatment.
MEDLINE
Connecting immunology research to public health: Cuban biotechnology. Nat
Patient advocacy in newborn screening: continuities and discontinuities. Am
Singer PA.
Chinese health biotech and the billion-patient market.
Improving market access.
Genes and equality.
198
BIBLIOGRAFÍA
The German MedTech industry in 2007.
How can developing countries harness
biotechnology to improve health?
Implementation of genetics to personalize medicine.
“A Revolution in R&D:How Genomics and Genetics are
Transforming the Biopharmaceutical Industry”
“Our Inheritance our Future – Realising the Potential
of Genetics in the NHS”
“Healthcare 2010 – The Forecast – The Challenge”
“Mapping Transformations in the Health Technology”:
“The Future of Pharmaceuticals”
“The Seventh
Technology Foresight –Future Technology in Japan toward the Year 2030 – Survey
Results”
“Biosociety and Human
Being”
“The Economic Impacts of Biotechnology– an Introduction”
BIBLIOGRAFÍA
199
Human genome project: A federator program of genomic
medicine.
NP-associated studies and what they can teach us.
Genomic medicine in prenatal diagnosis.
MicroRNomics: a newly emerging approach for disease biology.
Mitochondrion and its related disorders: making a comeback.
“Predicting disease using genomes”
“Genomes for medicine”
“The Proteomics Bottleneck: strategies for preliminary
validation of potential biomarkers and drug targets”
Springer Handbook of Nanotechnology,
“Fixing the drugs pipeline”
“Duplexes of 21-nucleotide RNAs mediate RNA interference in cultured mammalian
cells
“Tiny nanowire could be next big diagnostic tool for doctors”
“Moving towards individualized medicine with
pharmacgenomics”
200
BIBLIOGRAFÍA
chromosome”
“The Great Drugs Lottery”.
technology”
“Gene Therapy on Trial”
“Transplanting Iceland’s Genes into
Medicine”.
“Spotting cancer sooner”.
“Genetic, cellular and immune approaches to disease therapy:
past and future”
“Health and Medical
Care”
“With your genes take one of these, three times a day”.
“RNA to the rescue?”.
“Just add a chromosome”.
“Carbon nanotubes show drug delivery promise”.
“Will genomics revolutionise pharmaceutical R&D?”, Trends in
“The RNAi revolution”
“Pharmacogenetics – ethical issues”
BIBLIOGRAFÍA
201
“Drug delivery in biotechnology: present and future”, Current
“Fueling the Fires of RNA Interference”
“Reverse Vaccinology and Genomics”,
“Therapeutic Interference”
“Quantum Dots Get Wet”.
“Small RNAs make big splash”.
“The Ups and Downs of Nanobiotech”.
“Surviving the blockbuster syndrome”
“Targeted gene therapy: frontiers in the development of ‘smart
drugs”
“Immunotherapy: past, present and future”, Nature
“Why targeted drugs to battle cancer fall short of
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“Bioshield too little for drug industry”.
“Systems Biology, Proteomics, and the Future of
Healthcare: Towards Predictive, Preventative, and Personalized Medicine”, Journal of
“Gene Therapy –New Challenges Ahead”, Science,
Tissue engineering and regenerative
medicine: role of toxicologic pathologists for an emerging medical technology.
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engineering, regenerative medicine, and stem cell therapeutics.
Small-Molecule Fluorophores To Detect Cell-State Switching in the
Context of High-Throughput Screening.
Stem Cells Bioprocessing: An Important Milestone To Move
Regenerative Medicine Research Into the Clinical Arena.
Lonza cell therapy.
Prospects for stem cell-based therapy.
Stem cell biotech: seeking a piece of the action.
Mesenchymal stem cells: A promising
candidate in regenerative medicine.
“Lost in Translation”
“The Bionic Man: Restoring Mobility”
“Human studies show feasibility of brainmachine interfaces”.
“Once again, with feeling”.
“Press ‘print’ for body parts”.
“Report on Human Embryonic Stem Cell Research”
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Expanding Opportunties”
“Third Generation Biomedical Materials”, Science,
“Select Committee on Stem Cells Research Report”
“Human tissue-engineered products
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“A marrow victory for stem cells”,
“Britain’s stem-cell store opens”.
“From lab bench to market: critical issues in tissue engineering”,
“Human tissue-engineered products –
today’s markets and future prospects – research activity and future developments of
human tissue engineering in Europe and the US”:
“Tissue Engineering and Reparative Medicine”, Annals of the New
“The New Brain – How the
modern age is rewiring your mind”
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