{"id":176451,"date":"2025-05-07T11:14:05","date_gmt":"2025-05-07T17:14:05","guid":{"rendered":"https:\/\/tecscience.tec.mx\/es\/?p=176451"},"modified":"2025-06-03T22:52:09","modified_gmt":"2025-06-04T04:52:09","slug":"laboratorio-virtual-en-manufactura-avanzada","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/tecscience.tec.mx\/es\/transformacion-industrial\/laboratorio-virtual-en-manufactura-avanzada\/","title":{"rendered":"Del MIT al Tec: el laboratorio inmersivo que entrena a ingenieros con IA y simulaciones industriales"},"content":{"rendered":"\n

En una planta industrial, un estudiante de ingenier\u00eda dise\u00f1a, modifica y valida una m\u00e1quina extrusora de fibra \u2014capaz de dar forma a materiales al forzarlos a pasar por una boquilla o molde\u2014 con la intenci\u00f3n de presentar su propuesta directamente a la direcci\u00f3n general de la empresa.<\/p>\n\n\n\n

Podr\u00eda ser un escenario de la vida real, pero esta f\u00e1brica existe en un espacio virtual<\/a> y su CEO es un avatar experto en negocios que fue creado con Inteligencia Artificial<\/a><\/strong>. A trav\u00e9s de esta simulaci\u00f3n, en un ambiente digital, el alumno aprende de manera t\u00e9cnica sobre manufactura avanzada y creaci\u00f3n de productos, y adquiere habilidades blandas, como comunicaci\u00f3n efectiva y toma de decisiones estrat\u00e9gicas.<\/p>\n\n\n\n

En eso consiste el VR FrED Laboratory Powered by Large Language Models<\/a><\/strong><\/em>, un proyecto sobre un entorno de aprendizaje inmersivo<\/strong> desarrollado por investigadores del Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachusetts <\/a>(MIT, por sus siglas en ingl\u00e9s) y del Tec de Monterrey que aprovecha tecnolog\u00edas avanzadas como realidad virtual e IA<\/strong>, as\u00ed como de estrategias de gamificaci\u00f3n<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Pedro Ponce<\/strong><\/a>, investigador del Institute of Advanced Materials for Sustainable Manufacturing<\/a> (IAMSM) del Tec, platica que este laboratorio virtual es un proyecto que combina investigaci\u00f3n, educaci\u00f3n y aplicaci\u00f3n industrial<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

El espacio tiene un enfoque de personalizaci\u00f3n en el aprendizaje<\/strong> porque, a partir de un cuestionario inicial, los contenidos se ajustan a las necesidades y caracter\u00edsticas de los estudiantes. <\/p>\n\n\n\n

Adem\u00e1s, la plataforma no da una calificaci\u00f3n como tal, sino que cuenta con un sistema de logros y recompensas<\/strong> \u2014similar al de apps<\/em> como Duolingo\u2014 para generar motivaci\u00f3n y dependiendo el nivel del aprendizaje que haya adquirido. Estas distinciones se pueden compartir como logros en redes sociales.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEste laboratorio se adapta a tu personalidad y tus caracter\u00edsticas<\/strong>\u201d, dice Ponce, \u201clo que pretendemos \u2014en cuestiones del aprendizaje\u2014 es que el estudiante se sienta en un espacio libre de conocimiento, que no lo est\u00e9 vigilando un gr\u00e1fico de su progreso todo el tiempo\u201d.<\/p>\n\n\n\n

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Pedro Ponce, investigador del Institute of Advanced Materials for Sustainable Manufacturing, lidera este proyecto en el Tec. (Foto: Cortes\u00eda Tec de Monterrey)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

El laboratorio virtual de manufactura avanzada<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

El espacio virtual funciona como una simulaci\u00f3n de una planta industrial<\/strong>: con estaciones de trabajo y l\u00edneas de producci\u00f3n con brazos rob\u00f3ticos, que los estudiantes pueden recorrer para interactuar con la maquinaria y ajustar variables que impactan en el funcionamiento de la f\u00e1brica y de la cadena de suministro. Es decir, simulan el proceso, recopilan datos operativos y los usan para optimizar la l\u00ednea de producci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

La experiencia contempla las diferentes fases del desarrollo de un producto<\/strong>: desde que nace como una idea, la simulaci\u00f3n t\u00e9cnica, su evaluaci\u00f3n econ\u00f3mica y su validaci\u00f3n, tomando en cuenta aspectos como el suministro de materia prima, gesti\u00f3n de residuos o de log\u00edstica. En su aprendizaje, los alumnos usan algoritmos que tienen que ver con mejoras en las f\u00e1bricas, por ejemplo, para optimizaci\u00f3n de procesos de manufactura o para evaluar las condiciones de la maquinaria, como tiempo de vida \u00fatil y rendimiento.<\/p>\n\n\n\n

En este proyecto, se implement\u00f3 la versi\u00f3n digital de FrED<\/a> (Fiber Extrusion Device), un dispositivo educativo y mecatr\u00f3nico que fue desarrollado por el MIT como un programa que combina teor\u00eda y pr\u00e1ctica para el aprendizaje en an\u00e1lisis de datos, sistemas de control y fabricaci\u00f3n inteligente. Es el producto base para experimentar, desensamblar y modificar virtualmente sus componentes, redise\u00f1ar y validar propuestas t\u00e9cnicas<\/strong> y comerciales.<\/p>\n\n\n\n

\u201cFrED es el elemento principal del laboratorio, un extrusor did\u00e1ctico que se explica a s\u00ed mismo: te muestra sus partes, c\u00f3mo funciona, c\u00f3mo est\u00e1 programado y por qu\u00e9 se eligieron ciertos componentes\u201d, agrega. <\/p>\n\n\n\n

Este dispositivo fue seleccionado por los investigadores porque representa el trabajo en manufactura avanzada que hacen el MIT y el Tec, pero el laboratorio se puede modificar para simular el desarrollo de cualquier tipo de producto<\/strong> y las habilidades que desarrollan los estudiantes son \u00fatiles para otros sistemas, equipos y procesos industriales.<\/p>\n\n\n\n

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El proyecto simula las diferentes etapas de una l\u00ednea de producci\u00f3n en una f\u00e1brica. (Cortes\u00eda: FrED Laboratory)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Presentar un proyecto frente<\/strong> avatares de IA<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

La planta tambi\u00e9n se dise\u00f1\u00f3 con salas donde los usuarios pueden interactuar con avatares expertos<\/strong> con diferentes tipos de perfiles que van desde asesores t\u00e9cnicos, ingenieros y hasta un CEO virtual. <\/p>\n\n\n\n

Esa es una caracter\u00edstica que distingue a este laboratorio virtual de otros, afirma Ponce, el uso de modelos de lenguaje grandes <\/strong>(LLM) para que los usuarios reciban retroalimentaci\u00f3n en tiempo real sobre sus propuestas de manera natural, coherente y especializada, como si lo hicieran ante profesionales en el mundo real<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Los avatares son entrenados, con informaci\u00f3n especializada, en diversas \u00e1reas de la cadena de suministro, como ingenier\u00eda de control, mec\u00e1nica, sistemas digitales y perfiles empresariales. Estos simulan el comportamiento de estos expertos y funcionan como mentores para el estudiante durante todo el proceso del aprendizaje, brindando consejos y gu\u00edas, pero sin resolverlo todo, para que sea \u00e9l mismo quien construya sus propias soluciones. <\/p>\n\n\n\n

La interacci\u00f3n con estos expertos virtuales se puede realizar a trav\u00e9s de texto y por voz<\/strong>, dependiendo de las capacidades del dispositivo que utiliza el usuario para interactuar con la plataforma \u2014ya sea un visor de realidad virtual, tablet o celular\u2014 y, tambi\u00e9n, de la configuraci\u00f3n del laboratorio.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEmpiezas a entender c\u00f3mo funciona un dispositivo y luego vas con el experto de cada \u00e1rea, hasta que llegas a una propuesta que ya tiene sentido t\u00e9cnicamente\u201d, comenta, \u201cluego tienes al CEO, que es experto en el \u00e1rea t\u00e9cnico-comercial y de lanzamiento de producto; all\u00ed es como presentar tu proyecto ante un \u2018Shark Tank\u2019<\/strong>, hay que hacer el pitch de tu propuesta y convencerlo para que apruebe su viabilidad\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Adem\u00e1s, los avatares se pueden personalizar con base en diferentes culturas y contextos regionales<\/strong>, por ejemplo, un CEO con perfil asi\u00e1tico, norteamericano o sudamericano, para que los usuarios experimenten diferentes maneras de negociar con ellos. El n\u00famero de mentores digitales y sus perfiles se pueden ajustar a las necesidades del curso o simulaci\u00f3n, como asesores en legislaci\u00f3n y normativas, emprendimiento, sustentabilidad y econom\u00eda circular<\/a>, entre otros.<\/p>\n\n\n\n

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Para este proyecto se dise\u00f1aron al menos tres avatares expertos con perfiles t\u00e9cnicos (control, mec\u00e1nica y sistemas digitales) y un CEO, que pueden interactuar por texto o por voz, para dar retroalimentaci\u00f3n en tiempo real. (Foto: Cortes\u00eda FrED Laboratory)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Colaboraci\u00f3n internacional entre el Tec y MIT<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Ponce platica que la idea de crear el laboratorio virtual surgi\u00f3 mientras realizaba una estancia de investigaci\u00f3n en el \u00e1rea de manufactura avanzada del MIT. Esa instituci\u00f3n aport\u00f3 ideas, validaci\u00f3n y desarrollo tecnol\u00f3gico para llevar a cabo el proyecto, adem\u00e1s, hubo apertura para que se pudiera adaptar y modificar libremente en el Tec<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

En el desarrollo cient\u00edfico y tecnol\u00f3gico de este proyecto participan investigadores de ambas instituciones como Brian Anthony y Russel Bradley del MIT y el equipo FrED; Joan Guerrero, Isabel M\u00e9ndez y Omar Mata, del Institute of Advanced Materials and Sustainable Manufacturing y la Escuela de Ingenier\u00eda y Ciencias<\/a> del Tec.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEsto solo se logra con la colaboraci\u00f3n entre pares acad\u00e9micos de otras universidades. Se acelera el intercambio de ideas y se ven distintas formas de atacar un problema\u201d, considera Ponce. Este proyecto de investigaci\u00f3n tambi\u00e9n se lleva a cabo con el apoyo de Adriana Vargas quien lidera la alianza de cooperaci\u00f3n entre ambas instituciones<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Actualmente, el laboratorio virtual ya cuenta con una versi\u00f3n funcional<\/strong> que fue probada por algunos estudiantes \u2014con una buena recepci\u00f3n\u2014 y se encuentra en la fase de validaci\u00f3n de elementos como la interacci\u00f3n con avatares, personalizaci\u00f3n y simulaci\u00f3n de la f\u00e1brica, entre otros. El equipo planea realizar una prueba piloto del proyecto en un aula completa<\/strong> y comparar su impacto entre estudiantes que lo usen y los que no.<\/p>\n\n\n\n

Uno de los objetivos es que la plataforma pueda utilizarse desde cualquier dispositivo, que est\u00e9 disponible en todo momento y que su uso no sea exclusivo para la ingenier\u00eda, sino que se pueda adaptar a cualquier \u00e1rea del conocimiento, ya sea en el \u00e1mbito acad\u00e9mico o en el profesional.<\/p>\n\n\n\n

En su evoluci\u00f3n, tambi\u00e9n se prev\u00e9 su traslado hacia ambientes industriales a trav\u00e9s del concepto de gemelos digitales<\/strong>. Es decir, que se puedan validar procesos o productos en una r\u00e9plica virtual de una f\u00e1brica, antes de implementarlos en el mundo real<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

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El sistema permite a los estudiantes interactuar con una versi\u00f3n virtual de una maquina extrusora de fibra que pueden redise\u00f1ar para obtener conocimientos t\u00e9cnicos. (Foto: Cortes\u00eda FrEd Laboratory)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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El entorno digital inmersivo fue dise\u00f1ado a partir de tecnolog\u00edas de realidad virtual e inteligencia artificial, as\u00ed como de estrategias de gamificaci\u00f3n.<\/p>\n","protected":false},"author":47,"featured_media":176455,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_eb_attr":"","footnotes":""},"categories":[973],"tags":[110,244],"class_list":["post-176451","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-transformacion-industrial","tag-institute-of-advanced-materials-for-sustainable-manufacturing","tag-inteligencia-artificial"],"acf":[],"yoast_head":"\nInvestigadores del Tec y MIT crean laboratorio virtual de simulaci\u00f3n | TecScience<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Investigadores del MIT y del Tec de Monterrey desarrollaron este espacio de realidad virtual e IA donde estudiantes pueden desarrollar conocimientos t\u00e9cnicos 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