Realidad virtual y entornos de infraestructura
Por: Dra. Silvia Raquel García Benítez, Investigadora IIUNAM

Con la absoluta prevalencia de los teléfonos inteligentes y la notoriedad de la inteligencia artificial (IA) -las aplicaciones inteligentes surgen prácticamente todos los días, sobre todos los temas- las investigaciones y desarrollos en búsqueda de tecnologías de sensores, unidades de procesamiento gráfico más rentables (de alto rendimiento) y dispositivos de comunicación (visualización) asequibles -de realidades “creadas” por computadora han ido creciendo como la interfaz que habilita el uso y explotación estratégicas de los progresos inteligentes. Son estos desarrollos los que han permitido a los tecnólogos e ingenieros de infraestructura crear entornos virtuales -controlados- que permiten a los usuarios interactuar con estímulos generados digitalmente.

La Realidad Virtual (VR), la Realidad Aumentada (AR), los Gemelos Digitales (GD), el Metaverso (M) se presentan como alternativas presentes -y en el futuro, sin duda, en formas y escalas que apenas podemos imaginar- para la formación eficiente de recursos humanos, no exclusivamente en el ámbito del desarrollo en campo de la infraestructura sino en las aulas, en el gabinete, en la presentación de proyectos ante industriales o administradores privados y de gobierno …, para el control de procesos y de personal, la administración de los estados de creación, la toma de decisión en multi-equipos, la distribución de los ingresos, hasta la elaboración de estrategias para enfrentar estados de emergencia, desastres por fenómenos naturales, menoscabos económicos repentinos, etc.

La recreación virtual cuyo objetivo es transportar al usuario a entornos totalmente digitalizados e interactivos, ha permitido la simulación de procesos y situaciones reales, una forma adecuada de reducir los tiempos de formación, prevenir errores o incluso mejorar la calidad de los productos y acciones. En el campo de las ingenierías de infraestructura y la gestión de desastres naturales que inciden sobre ésta, el público, los científicos, los ingenieros, los tecnólogos, los tomadores de decisiones y todos los profesionales involucrados pueden beneficiarse de las aplicaciones de realidad virtual y aumentada para simular escenarios diversos y complejos, constituyendo un espacio de trabajo realista y seguro para la repetición de mediciones precisas y mejora del conocimiento [7,8]. Es además fundamental comprender que, en el marco de la interpretación, análisis y conclusiones desarrolladas sobre alternativas de modelado inteligente, no pueden activarse soluciones innovadoras y profundamente disruptivas si la forma en la que observamos los resultados y comunicamos los hallazgos no tiene el mismo nivel de precisión ni escala de inmersión.

En esta investigación, se presenta la aplicación de la VR, la AR y el M para recrear digitalmente el entorno de la vida real en escenarios diversos: i) desarrollo de obra nueva, ii) instalaciones industriales, iii) entrenamiento para el manejo de desastres, y iv) control de estados (estructuras). En la preparación, proyecto, discusión de alternativas, precampañas de exploración, incluso antes de que ocurran los desastres tratando los impactos de los fenómenos naturales, los escenarios simulados permiten al usuario interactuar con edificios, casas, cimientos, calles y tuberías enterradas, por un lado, y con estratos de suelo, basamento rocoso, movimientos del suelo, fisuras, hundimiento, deslizamiento, colapsos y grietas, por otro. Además, las simulaciones habilitan la observación de las respuestas objeto a objeto cuando una fuerza o fenómeno natural impactan los entornos habitados por el hombre. Engañando al sistema de percepción humana haciéndole creer que es parte de “la ciudad virtual”, se garantiza un enfoque completo de las entradas, salidas, variables, efectos…sin que esto signifique las tradicionales simplificaciones o las multi-particiones por categorías, ciencias, criterios o ingenierías.

Mediante la combinación perfecta entre un entorno real y objetos virtuales generados por computadora, la mezcla resultante complementa el entorno natural (los fenómenos, la infraestructura y las respuestas del suelo) en lugar de reemplazarlo con concepciones sintéticas, abreviadas. En el caso de la RA los objetos virtuales incrustados en la realidad muestran información sobre características de estructuras y propiedades de suelos que los usuarios no pueden detectar directamente con sus propios sentidos. Esta información transmitida por los objetos virtuales ayuda al usuario a realizar mejor las tareas de desarrollo de infraestructura. Los conceptos de VR/AR/M activados son simulación, interacción, artificialidad, inmersión, telepresencia, inmersión de cuerpo completo y comunicación en red. La información de entrada y los comportamientos de salida se recopilan a partir de los archivos (algunos son bigdata) de monitoreo, bitácora, cuestionarios, memorias, etc… y, por otro lado, de las informaciones en mapas públicos (como la zonificación geotécnica, sísmica, riesgos, entre otros) y la propia experiencia de quien construye y estudia. Esto es la base de los desarrollos inteligentes y, al mismo tiempo, es la parametrización que construye (limita y da forma) a los medios “reales” generados por computadoras. La vertiente de modelado inteligente requiere de las herramientas de visualización y éstas pierden sentido sin un uso profundo y altamente funcional (eficiente) de todas sus capacidades. Los registros de las características de grandes asentamientos humanos en los que se han presentado derrumbes totales y parciales de edificios, daños a tuberías enterradas, vías de comunicación, instalaciones de servicios, son sólo un ejemplo del tipo de multi-escenarios que se pueden observar, estudiar, analizar y controlar a partir de la IA y la RV/RA/M. La evaluación que hace la ciudadanía y el gobierno de las acciones de preparación y respuesta al crecimiento de las comunidades siempre marcan las líneas de mejora pero los análisis convencionales normalmente no se ajustan a la escala del reto: generar los avances necesarios en cada etapa de la gestión de entornos habitados debe obligadamente buscar herramientas alternativas.

¿Es posible reformular la Ingeniería involucrada en el desarrollo de infraestructura?

En esta charla se intenta examinar el término de Stephenson (Snow Crash, 1992) bajo la mirada de un ingeniero civil o un profesional involucrado con el desarrollo de infraestructura. El espacio digital que contiene mundos virtuales 3D interactuando en la Internet oferta un amplio catálogo de experiencias de usuario profundamente atractivas para el quien planea, proyecta, diseña y construye obra civil, hábitat humano. Más allá del revuelo que ha causado Zuckerberg con promesas de terrenos en el Metaverse que sirven para sostener una vida “virtual” magnífica, en esta presentación se muestran las aristas que tocan directamente a la ingeniería civil y la arquitectura y la importancia de considerarlas prácticamente de inmediato ya que son aspectos de profesiones peligrosamente rezagados en el mundo “real”, un mundo absolutamente digital.

La construcción de gemelos digitales (representación virtual de un producto o proceso de producción de modo que los ingenieros puedan examinar su diseño, probar potenciales cambios y detectar errores antes de llevarlo a la vida real), las tecnologías de captura y virtualización, las vertientes obligatorias de nuevos modelos de análisis y cálculo (inteligencia artificial), son expuestas de forma abierta para la examinación y discusión profunda entre el gremio: ¿Qué significa integrar a nuestras Ingenierías al ámbito virtual?, ¿Es posible automatizar la creación? ¿Nuestra interacción actual en imágenes 2D debe ser remplazada definitivamente?, ¿La ingeniería expuesta, virtual e inmersiva, es realmente más productiva, más rápida, más transparente, más eficiente? El concepto de Metaverso, con todas las herramientas y habilidades implicadas en su desarrollo y explotación, tiene el potencial de revolucionar casi todas las industrias, la nuestra no es ni será la excepción.