De la hiperconexión a la IA: ¿cómo podemos afrontar el impacto medioambiental de la nueva era de Internet?

 

En 2030 las redes y las infraestructuras de datos utilizarán un 14 % de toda la energía eléctrica consumida en el mundo (foto: Alina Grubnyak / unsplash.com)

29/03/2023
Juan F. Samaniego

El entrenamiento de una inteligencia artificial puede generar más de 200 toneladas de dióxido de carbono, cifra equivalente a la vida útil de cinco coches


Los investigadores apuestan por el aprovechamiento de infraestructuras para reducir los residuos tecnológicos o la explotación minera asociada a su desarrollo


Las redes inalámbricas podrían servir no solo para transmitir datos, sino también para localizar objetos o extraer información del entorno

Los sistemas de comunicación inalámbrica y las tecnologías digitales han transformado de tal forma nuestra sociedad que hoy ya nos parece casi imposible vivir sin wifi o sin smartphone. Esta digitalización acelerada de nuestro mundo ha traído muchos avances, pero también ha ido acompañada por un aumento del consumo energético y el impacto ambiental. ¿Y si dar a las redes usos distintos a los meramente comunicativos pudiese contribuir a la sostenibilidad real del mundo digital?

El proyecto Evolución y usos alternativos de la conectividad como respuesta a la digitalización sostenible de la sociedad (RF-VOLUTION), financiado por el Plan estatal de I+D del Ministerio de Ciencia e Innovación y liderado por el catedrático Xavier Vilajosana, investigador del Internet Interdisciplinary Institute (IN3) de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC), trata precisamente de responder a las consecuencias ambientales de la digitalización y la obsolescencia tecnológica a través de soluciones que permitan sacar el máximo partido de las redes inalámbricas.

 

El impacto de la revolución digital

Los datos han acompañado al ser humano desde que se idearon los primeros sistemas de contabilidad de alimentos en la antigua Mesopotamia (e incluso antes, con mucha probabilidad). Durante siglos fueron un aspecto más de las sociedades, un valor de alcance limitado a algunos sectores. Pero entonces llegó la digitalización y los transformó en su verdadera razón de ser. Nuestras sociedades conectadas generan hoy inmensos volúmenes de datos: Cisco estima que, durante 2023, internet moverá 805 zettabytes (una unidad equivalente a un billón de gigabytes).

El interés por sacar partido de esa cantidad ingente de datos, que no dejará de aumentar en los próximos años, ha disparado la necesidad de tener más capacidad de computación y de comunicación. Esto, al mismo tiempo, requiere cada vez más energía y recursos, hasta el punto de afectar de forma negativa a los equilibrios climáticos y ambientales del planeta. Se estima que en 2030 las redes y las infraestructuras de datos utilizarán un 14 % de toda la energía eléctrica consumida en el mundo, lo que, a su vez, tendrá mayor o menor impacto climático dependiendo de cómo se genere dicha energía.

A esto hay que sumarle, en los últimos años, el despegue del desarrollo de la inteligencia artificial (IA) y, en particular, del aprendizaje automático, una tecnología que necesita la computación de inmensos volúmenes de datos para desarrollarse y funcionar. Solo el proceso de entrenamiento de algunos modelos de IA puede generar 284 toneladas de dióxido de carbono (el principal gas de efecto invernadero). Es la misma cantidad que emiten cinco coches a lo largo de toda su vida.

 

Aprovechamiento de la comunicación inalámbrica

Frente a este contexto, el proyecto RF-VOLUTION propone un cambio radical en el desarrollo de los sistemas ciberfísicos y de telecomunicaciones. "RF-VOLUTION pretende explorar la posibilidad de dotar a los sistemas de comunicación inalámbrica de más de una función. Es decir, más allá de transportar información de los dispositivos que forman la red, queremos explorar la posibilidad de usar las ondas electromagnéticas como elemento sensor y convertir las redes no solo en sistemas de transporte de información, sino también en elementos que obtengan información del entorno", explica Xavier Vilajosana, investigador líder del grupo Wireless Networks (WINE).

 

De sensores ambientales a geolocalización

El proyecto RF-VOLUTION parte de la hipótesis de que es posible desarrollar componentes tecnológicos y redes de comunicación que sean sostenibles por diseño si se explotan los usos alternativos de las redes inalámbricas, que se han convertido en infraestructuras ubicuas en los últimos años. "Sería ideal sacar el máximo partido de esas infraestructuras. Así, el hecho de dotarlas de más funciones puede considerarse una mejora de su eficiencia", señala el investigador del IN3 de la UOC, quien también está adscrito a los Estudios de Informática, Multimedia y Telecomunicación.

"Por ejemplo, en términos energéticos, si la misma energía que se usa para transmitir un dato nos permite también medir un parámetro físico del entorno, estamos dando un valor doble a esa energía", continúa. "Otros aspectos del proyecto se relacionan con la obsolescencia de la tecnología; es decir, si podemos actualizar una infraestructura para que nos dé un servicio más sin tener que sustituirla, también estamos revalorizándola e incluso alargando su vida útil", añade.

El camino para lograrlo es todavía abierto. Las redes podrían usarse para prestar servicios de posicionamiento, a fin de determinar la posición de un objeto en la red en relación con la potencia o la dirección de la señal transmitida, o como sensores de diferentes parámetros físicos, para registrar cómo la humedad o la temperatura del medio influyen en la señal electromagnética y para abrir la puerta al diseño de sensores inalámbricos con una electrónica más sencilla, más integrados y de menor consumo energético.

Con esos usos finales en mente, el proyecto RF-VOLUTION se ha marcado cuatro grandes objetivos:

  • Desarrollar nuevos enfoques de detección pasiva basados en las características de los sistemas de radiofrecuencia y en los diferentes tipos de antenas.
  • Desarrollar y evaluar enfoques que permitan la convergencia de los sistemas de radiofrecuencia para la comunicación y para la localización.
  • Explotar métodos de optimización y los avances en IA para mejorar la eficiencia energética de las redes.
  • Generar impacto científico, social e industrial.

"Ya hemos desarrollado distintos sensores basados en tecnología de identificación por radiofrecuencia (RFID), con un potencial relevante para la industria, puesto que es una tecnología barata y muy usada. También trabajamos en sistemas de posicionamiento con tecnologías como Bluetooth y Wi-Fi. Creemos que es necesario aprovechar las tecnologías que tenemos, porque cada cambio o nueva generación tecnológica tiene también contraprestaciones, como los desechos electrónicos o la explotación minera de los materiales necesarios para fabricarlas", concluye Xavier Vilajosana.

 

Este proyecto contribuye a los objetivos de desarrollo sostenible (ODS) 8, trabajo decente y crecimiento económico; 9, industria, innovación e infraestructura, y 13, acción por el clima.

Contacto para prensa
Rubén Permuy
rpermuy@uoc.edu
+34 659 05 42 39

 

UOC R&I

La investigación e innovación (I+i) de la UOC contribuye a solucionar los retos a los que se enfrentan las sociedades globales del siglo XXI mediante el estudio de la interacción de la tecnología y las ciencias humanas y sociales, con un foco específico en la sociedad red, el aprendizaje en línea y la salud digital.

Los más de 500 investigadores e investigadoras y más de 50 grupos de investigación se articulan en torno a los siete estudios de la UOC, un programa de investigación en aprendizaje en línea (e-learning research) y dos centros de investigación: el Internet Interdisciplinary Institute (IN3) y el eHealth Center (eHC).

La universidad impulsa, también, la innovación en el aprendizaje digital a través del eLearning Innovation Center (eLinC), y la transferencia de conocimiento y el emprendimiento de la comunidad UOC con la plataforma Hubbik.

Los objetivos de la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas y el conocimiento abierto son ejes estratégicos de la docencia, la investigación y la innovación de la UOC. Más información: research.uoc.edu.

Expertos UOC

Xavier Vilajosana

Xavier Vilajosana

Catedrático e investigador líder del grupo WINE

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