De la hiperconnexió a la IA: com podem afrontar l'impacte mediambiental de la nova era d'internet?

Els sistemes de comunicació sense fil i les tecnologies digitals han transformat tant la societat que avui ja ens sembla gairebé impossible viure sense wifi o sense smartphone. Aquesta digitalització accelerada del món ha donat lloc a molts avenços, però també ha anat acompanyada d'un augment del consum energètic i de l'impacte ambiental. I si el fet de donar a les xarxes usos diferents dels merament comunicatius pogués contribuir a la sostenibilitat real del món digital?

El projecte Evolución y usos alternativos de la conectividad como respuesta a la digitalización sostenible de la sociedad (RF-VOLUTION), finançat pel Pla estatal d'R+D del Ministeri de Ciència i Innovació i liderat pel catedràtic Xavier Vilajosana, investigador de l'Internet Interdisciplinary Institute (IN3) de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC), intenta respondre precisament a les conseqüències ambientals de la digitalització i l'obsolescència tecnològica amb solucions que permetin treure el màxim profit de les xarxes sense fil.

L'impacte de la revolució digital

Les dades han acompanyat l'ésser humà des que es van idear els primers sistemes de comptabilitat d'aliments a l'antiga Mesopotàmia (i, molt probablement, fins i tot abans). Durant segles van ser un aspecte més de les societats, un valor d'abast limitat a alguns sectors. Però llavors va arribar la digitalització i les va dotar de la seva veritable raó de ser. Actualment, les societats connectades generen volums immensos de dades: Cisco estima que, el 2023, internet mourà 805 zettabytes (una unitat equivalent a un bilió de gigabytes).

L'interès per treure profit d'aquesta quantitat ingent de dades, que no deixarà d'augmentar els pròxims anys, ha disparat la necessitat de tenir més capacitat de computació i de comunicació. Això, alhora, exigeix cada cop més energia i més recursos, fins al punt que afecta negativament els equilibris climàtics i ambientals del planeta. S'estima que el 2030 les xarxes i les infraestructures de dades faran servir un 14 % de tota l'energia elèctrica consumida arreu del món, cosa que, al seu torn, tindrà més o menys impacte climàtic en funció de com es generi aquesta energia.

A tot això cal sumar-hi, els últims anys, l'impuls del desenvolupament de la intel·ligència artificial (IA) i, en particular, de l'aprenentatge automàtic, una tecnologia que necessita la computació de volums immensos de dades per poder-se desenvolupar i funcionar. Només el procés d'entrenament d'alguns models d'IA pot generar 284 tones de diòxid de carboni (el principal gas amb efecte d'hivernacle). És la mateixa quantitat que emeten cinc cotxes al llarg de la seva vida.

Aprofitament de la comunicació sense fil

En aquest context, el projecte RF-VOLUTION proposa un canvi radical en el desenvolupament dels sistemes ciberfísics i de telecomunicació. "RF-VOLUTION vol explorar la possibilitat de dotar els sistemes de comunicació sense fil de més d'una funció. És a dir, més enllà de transportar informació dels dispositius que formen la xarxa, volem explorar la possibilitat d'emprar les ones electromagnètiques com a element sensor i convertir les xarxes no solament en sistemes de transport d'informació, sinó també en elements que obtinguin informació de l'entorn", explica Xavier Vilajosana, investigador líder del grup Wireless Networks (WINE).

De sensors ambientals a geolocalització

El projecte RF-VOLUTION parteix de la hipòtesi que és possible desenvolupar components tecnològics i xarxes de comunicació que siguin sostenibles per disseny si s'exploten els usos alternatius de les xarxes sense fil, que els últims anys s'han convertit en infraestructures ubiqües. "Seria ideal treure el màxim profit d'aquestes infraestructures. D'aquesta manera, el fet de dotar-les de més funcions es pot considerar una millora de la seva eficiència", assenyala l'investigador de l'IN3 de la UOC, que també està adscrit als Estudis d'Informàtica, Multimèdia i Telecomunicació.

"Per exemple, en termes energètics, si la mateixa energia que es fa servir per transmetre una dada també ens permet mesurar un paràmetre físic de l'entorn, donem un valor doble a aquesta energia", continua. "Hi ha altres aspectes del projecte que es relacionen amb l'obsolescència de la tecnologia; és a dir, si podem actualitzar una infraestructura perquè ens doni un altre servei sense haver-la de substituir, també la revalorem i fins i tot n'allarguem la vida útil", afegeix.

El camí per aconseguir-ho encara és obert. Les xarxes es podrien utilitzar per oferir serveis de posicionament, a fi de determinar la posició d'un objecte a la xarxa en relació amb la potència o la direcció del senyal transmès, o com a sensors de diversos paràmetres físics, per registrar com influeixen la humitat o la temperatura del mitjà en el senyal electromagnètic i per obrir la porta al disseny de sensors sense fil amb una electrònica més senzilla, més integrats i amb menys consum energètic.

Pensant en aquests usos finals, el projecte RF-VOLUTION ha establert quatre grans objectius:

• Desenvolupar nous enfocaments de detecció passiva basats en les característiques dels sistemes de radiofreqüència i en els diferents tipus d'antenes.
• Desenvolupar i avaluar enfocaments que permetin la convergència dels sistemes de radiofreqüència per a la comunicació i per a la localització.
• Explotar mètodes d'optimització i els avenços en IA per millorar l'eficiència energètica de les xarxes.
• Generar impacte científic, social i industrial.

"Ja hem desenvolupat diversos sensors basats en tecnologia d'identificació per radiofreqüència (RFID), amb un potencial rellevant per a la indústria, atès que és una tecnologia barata i molt emprada. També treballem en sistemes de posicionament amb tecnologies com Bluetooth i Wi-Fi. Considerem que cal aprofitar les tecnologies que tenim, perquè cada canvi o nova generació tecnològica també té contraprestacions, com ara els residus electrònics o l'explotació minera dels materials que es fan servir per fabricar-les", conclou Xavier Vilajosana.

Aquest projecte contribueix als objectius de desenvolupament sostenible (ODS) 8, treball decent i creixement econòmic; 9, indústria, innovació i infraestructura, i 13, acció pel clima.

Contacte per a premsa
Rubén Permuy
rpermuy@uoc.edu
+34 659 05 42 39

UOC R&I

La recerca i innovació (R+I) de la UOC contribueix a solucionar els reptes a què s'enfronten les societats globals del segle XXI mitjançant l'estudi de la interacció de la tecnologia i les ciències humanes i socials, amb un focus específic en la societat xarxa, l'aprenentatge en línia i la salut digital.

Els més de 500 investigadors i investigadores i més de 50 grups de recerca s'articulen entorn dels set estudis de la UOC, un programa de recerca en aprenentatge en línia (e-learning research) i dos centres de recerca: l'Internet Interdisciplinary Institute (IN3) i l'eHealth Center (eHC).

A més, la Universitat impulsa la innovació en l'aprenentatge digital mitjançant l'eLearning Innovation Center (eLinC), i la transferència de coneixement i l'emprenedoria de la comunitat UOC amb la plataforma Hubbik.

Els objectius de l'Agenda 2030 per al Desenvolupament Sostenible de les Nacions Unides i el coneixement obert són eixos estratègics de la docència, la recerca i la innovació de la UOC. Més informació: research.uoc.edu.