Universidades innovan con laboratorios académicos para los retos tecnológicos del futuro

Actualmente el mundo se encuentra en una revolución tecnológica sin precedentes en la historia de la humanidad.

Inteligencia Artificial (IA) generativa, semiconductores, redes 5G, computación cuántica, realidad virtual, aumentada, mixta y robótica son solo algunos de los conductores que guían a la industria tecnológica mundial.

Costa Rica no es ajena a este fenómeno y un factor crítico para insertarse en la industria 4.0 es el talento humano calificado.

Pero para ello, se requiere una infraestructura en la que se capacite el futuro personal que se desenvolverá en el mercado que requiere más cantidad y destrezas acordes con las nuevas necesidades.

Es ahí donde universidades tanto públicas como privadas se han involucrado de lleno con la capacitación para hacerle frente a retos de capacitación que requiere el ecosistema actual en el que el país busca crear hubs tecnológicos.

Y es que invertir en equipamiento de vanguardia para los laboratorios de las distintas carreras ofrece numerosos beneficios significativos ya que no solo mejora la calidad de la educación al establecer un sitio de investigación avanzada donde los estudiantes y profesores llevan la teoría a la práctica.

Esto facilita la comprensión de conceptos científicos y técnicos a través de experiencias reales, también contribuye al desarrollo de competencias y habilidades en los estudiantes, generando que los graduados estén preparados para el mercado laboral.

Todos estos esfuerzos se complementarían con el Centro de Excelencia que se instalará en el país, un centro regional que enfocará en ciberseguridad, IA, 5 y 6G, Internet de las Cosas (IoT) y semiconductores.

El proyecto lo había dado a conocer el presidente de Estados Unidos, Joe Biden, durante la cumbre de líderes de la Alianza para la Prosperidad Económica en las Américas en noviembre del 2023.

Se trata de un centro regional ubicado en territorio nacional que educará a personas de todo el continente americano en los sectores de tecnología digital del futuro y trabajará con la industria y el sector académico para crear una fuente de talento y oportunidades de empleo en estas áreas.

Investigación en hardware y software

Estos son algunos de los centros de educación superior que ofrecen espacios donde los alumnos aprenden de manera práctica sobre innovación tecnológica, tema crítico que toma particular relevancia en medio del momento en que se vive en el país cuando se está dando la transición hacia las redes de quinta generación y también se busca que se convierta en un hub de semiconductores, así como un referente regional en innovación tecnológica.

En el caso de la Universidad de Costa Rica (UCR) es la sede de varios laboratorios tecnológicos.

Por ejemplo, en el área de infraestructura, el Laboratorio de Fabricación Digital trabaja en el apoyo a los procesos creativos a través del desarrollo e implementación de técnicas de modelado y fabricación digital, diseño tridimensional y otras herramientas tecnológicas asociadas.

Además, es un espacio para generar servicios de apoyo al desarrollo de proyectos de diseño arquitectónico y afines mediante el uso de tecnologías como la impresión a gran formato, corte láser e impresión 2D y 3D.

Como parte su crecimiento y ampliación de servicios hacia la sociedad, se proyecta un laboratorio que ofrece servicios de capacitación e información sobre los procesos digitales a la comunidad interna y externa de la universidad, y apoyo directo a cursos que la Escuela de Arquitectura ofrece.

Mientras, el Laboratorio de Arquitectura Tropical busca contribuir a la disminución del gasto energético en edificaciones y hacer frente al cambio climático mediante mecanismos, instrumentos e instalaciones.

Por su parte el Arcos-Lab tiene como objetivo principal la investigación y el desarrollo de robots y sistemas cognitivos que ayuden a las personas en tareas de la vida diaria, así como procesos industriales y comerciales.

Debido a la naturaleza de los ambientes compartidos con humanos, los sistemas desarrollados en el Arcos-Lab requieren, no solo de las áreas básicas de la robótica (Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Mecánica y Ciencias de la Computación), sino que también incorpora conocimientos y técnicas de Neurociencia, Psicología, Sociología, Ergonomía, Antropología, y muchas otras, en la llamada Robótica Cognitiva. Pueden participar estudiantes de bachillerato, licenciatura, maestría y doctorado.

Se fundó en el año 2012 por el profesor Dr. Federico Ruiz Ugalde con el objetivo de construir sistemas artificiales inteligentes que asistan a las personas en tareas de la vida diaria.

El laboratorio está dividido en 4 secciones: desarrollo de prototipos, robots autónomos, sistemas cognitivos y robótica didáctica y fue uno de los primeros puntos en que se probó una red experimental 5G.

Uno de los proyectos que se encuentra desarrollando es la construcción de un robot humanoide de cuerpo completo con capacidades de manipulación avanzadas.

Labcibe

En el campo de la seguridad informática, por ejemplo, el Laboratorio I+D+i en Ciberseguridad (LabCIBE) de la Universidad Nacional (UNA) tiene como misión impulsar la investigación, desarrollo e innovación (I+D+i), mediante recurso humano especializado y tecnología científica en la Sede Regional Chorotega, para la comunidad universitaria y el ecosistema de innovación nacional, en aspectos relacionados con ciberseguridad, la atención a incidentes, la preservación de la privacidad y construcción de herramientas de software.

Se ubica físicamente en el campus Nicoya, Guanacaste y como objetivo tiene el ser reconocido por el resultado de sus actividades de investigación científica, las colaboraciones y vinculaciones con los agentes del ecosistema de innovación (academia, gobierno y sector socio productivo) a nivel nacional e internacional.

El proyecto utiliza tecnologías de código fuente abierto así como software comercial para cumplir con los objetivos, con el fin de desarrollar herramientas propias con profesionales es este campo que serán acompañados por estudiantes avanzados de la carrera de Ingeniería de Sistemas de Información.

Para lograrlo, definió una fase temprana relacionada con el condicionamiento físico del laboratorio, la adquisición de tecnología de operación (servidores, de telecomunicaciones y herramientas de software, entre otros) y la atracción de talento humano para conformar el grupo de trabajo (perfil profesional y horas estudiante).

LabCIBE tiene como visión convertirse en un hábitat de innovación de ciberseguridad referente a nivel nacional e internacional que ofrezca soluciones integrales de protección de datos e información a las distintas organizaciones.

Red 5G y espacio multidisciplinario

Las universidades privadas también tienen iniciativas para desarrollo de proyectos académicos en el campo de la investigación aplicada.

Por ejemplo, en la Universidad Latina los estudiantes de las carreras de Electrónica y Electromecánica tienen espacios prácticos donde trabajan con circuitos eléctricos, hacen toma de mediciones, en equipos calibrados que pueden manipular de forma individual tanto en la parte digital como analógica.

Las computadoras con que experimentan tienen el mismo software que utiliza la industria.

Además, en la sede de Heredia cuenta con test bed (o banco de pruebas) con conectividad a redes experimentales 5G provista por Liberty para tecnologías emergentes como robótica, Inteligencia Artificial, machine learning, telecomunicaciones, diseño de software, aplicaciones, así como labores de investigación.

También cuenta con un espacio multidisciplinario, llamado multifuncional de Ingenierías donde convergen estudiantes de varias carreras para que realicen labores en áreas como metrología, Ingeniería Industrial, que tiene con banda mecatrónica y brazo robótico, así como un área metalmecánica, máquinas de fresado para la parte de materiales, instalaciones eléctricas, área de energías limpias, mecánica de fluidos y procesos neumáticos e hidráulicos.

Estos laboratorios en el campus herediano cuentan con impresoras 3D, microscopios, equipos térmicos, sector de telecomunicaciones, instalaciones eléctricas, en los que se pueden hacer simulaciones y practicar con los principios básicos que se encontrarían en una empresa y lineamientos que deban seguir en la industria.

La transmisión de datos que generan estas simulaciones requiere de gran ancho de banda y es ahí donde se requieren conexiones como las de las redes 5G.

Makerspace

En la Universidad Cenfotec se ubica el Makerspace, donde se trabaja en extensión con colegios y capacitación en fabricación digital.

Y en el Lab Maker se realizan proyectos de investigación y desarrollo como uno con la Contraloría General de la República para cámaras IoT y otros.

En el Centro de Estudios de Quantum Computing se trabaja en desarrollar lenguaje para programación de computadoras cuánticas y en el Laboratorio de Investigación y Desarrollo Tecnológico (Lidet) se labora en contenidos de formación técnica en robótica industrial, investigación de aplicaciones en Inteligencia Artificial y robótica.

Brazos robóticos

En el caso de la Universidad Latinoamericana de Ciencia y Tecnología (Ulacit) tiene dos brazos robóticos que serán utilizados durante las clases por los estudiantes de Ingeniería Biomédica y Circuitos y Sistemas Electrónicos.

Los brazos robóticos llegan a complementar los materiales tipo lego o aquellos de nivel educativo que se encuentran en las aulas. Con estos dispositivos se busca acercar a los estudiantes a un entorno más parecido al que encontrarán en el mundo laboral, donde es frecuente encontrar en quirófanos, laboratorios o fábricas, y se requiere un grado de exactitud de milímetros o incluso nanómetros, eliminando así el riesgo de errores humanos.

Estos instrumentos fueron desarrollados por la empresa costarricense AASA Robotics, son de nivel industrial, es decir, similares a los que se utilizan en empresas de todo el mundo. Cuentan con tres ejes y seis grados de libertad, lo que les permite simular los movimientos de un brazo o una pierna de una persona.

Edificio de la Innovación

En la Fidélitas las carreras de Ingeniería Industrial e Ingeniería en Cadena de Suministros cuentan con un laboratorio de informática que dispone de diversos softwares, modeladores y simuladores especializados para estas disciplinas.

Además, el Laboratorio de Robótica Industrial está equipado con brazos robóticos, bandas transportadoras, módulos de manufactura y simuladores 3D, donde los estudiantes pueden diseñar, analizar y recrear procesos de manufactura y logísticos. Se cuenta con equipo para el desarrollo de prototipos electromecánicos dotado de impresoras 3D, cortadora láser, fresadora, simuladores y herramientas de tecnologías inmersivas para que, tanto docentes como estudiantes de cualquier carrera, puedan desarrollar proyectos de innovación y emprendimiento.

En el caso de Ingeniería Civil, los estudiantes cuentan con laboratorios especializados en materiales, suelos, fluidos e hidráulica, pavimentos y saneamiento ambiental. Esto les permite diseñar y probar materiales estructurales, evaluar características físicas y mecánicas mediante ensayos empíricos y fundamentales, así como analizar las propiedades de suelos y rellenos. Además, pueden experimentar con fluidos y estudiar propiedades como velocidad, presión y viscosidad.

También investigan las propiedades de los materiales utilizados en carreteras, realizando evaluaciones fisicoquímicas a diferentes escalas, estudios ambientales y de calidad del agua, diseñando sistemas de tratamiento y manejo de fluidos.

Ingeniería Eléctrica por su parte, dispone de laboratorios seguros de máquinas eléctricas donde se puede aprender las conexiones trifásicas y monofásicas de motores AC y CD en motores, bombas, transformadores y generadores. El laboratorio de Electrónica y Electricidad tiene el equipo de medición de voltajes y corrientes, donde pueden crear sus ideas y crear prototipos placas de pruebas como Arduino, protoboards, diversos elementos electrónicos como diodos, transistores, amplificadores operacionales, sensores, utilizando equipo de mediciones como osciloscopios, generadores de fuentes.

Por su parte el laboratorio de Telecomunicaciones tiene equipo como el de modulación, transmisión y multiplexación de señales, utilizando analizador de espectro y módulos de fibra óptica.

Finalmente el laboratorio de Mecatrónica cuenta con equipo neumático, hidráulico y brazo robótico donde pueden desarrollar investigaciones y prototipos enfocados en automatización industrial, lo cual amplía el conocimiento general de los estudiantes y les proporciona una visión real en el ámbito laboral en una Industria 5.0.

Asimismo, otros laboratorios como el de física y química exploran sobre cinemática, termodinámica, electromagnetismo y electricidad, realizan experimentos para comprender propiedades físicas y químicas de la materia, aplicando conceptos teóricos en la vida cotidiana.

Supercomputadoras y simulaciones

El pasado 24 de setiembre se oficializó el inicio de operaciones de Universae, con énfasis en carreras tecnológicas, particularmente en las áreas de Ciberseguridad, Ingeniería en Informática, desarrollo de aplicaciones multiplataforma para Inteligencia Artificial y Big Data.

En las instalaciones cuentan con el Centro de Investigación y Ciberseguridad Internacional Costa Rica Rica (CI-CI) conformado por el Cibersecurity Lab Formación, Observatorio de Estrategia y de Inteligencia y Área Psicojurídica y Criminológica.

Este centro tiene cobertura internacional y, además, está presente en España (Madrid), México (Ciudad de México) y Colombia (Bogotá), donde se ubican otros.

Cuenta con expertos internacionales en el área de la ciberseguridad de distintas nacionalidades que conforman el equipo investigador y docente de dicho centro.

El lugar nació como una necesidad de las empresas, instituciones y particulares para proteger su la información. El laboratorio está especializado en análisis forenses, recuperación de archivos, búsqueda de intrusiones, criptoanálisis y securización.

En cuanto a lo que se puede aprender en el Cibersecurity Lab está el análisis y aseguramiento de dispositivos y que la información esté protegida, para detectar si está infectado y eliminar los posibles efectos de las acciones intrusivas y proteger para futuras intrusiones.

También se enseña sobre recuperación de información en dispositivos móviles y computadoras, ya que es muy frecuente la pérdida de información por fallos actualizaciones mal realizadas.

Además, se capacita en análisis forenses de computadoras y dispositivos móviles donde se aprende a analizar la actividad realizada por aparatos informáticos, así como a identificar y constatar indicios de prácticas perjudiciales para el sistema, realizando un informe final con las evidencias y hallazgos recuperados.