El futuro del diseño pasa sin duda por la inteligencia artificial, y por ello entrevistamos a Manuel Ibáñez, coordinador del Máster de Formación Permanente en Inteligencia Artificial y Fabricación Aditiva para el Desarrollo de Producto. En un caluroso día de verano, nos reunimos con Ibáñez, quien nos orienta sobre cómo estas tecnologías están transformando el desarrollo de productos. A través de su experiencia y conocimientos, Ibáñez nos permite visualizar un panorama donde la IA y la fabricación aditiva no solo optimizan procesos y personalizan productos, sino que también impulsan la sostenibilidad y la innovación en la industria.
¿Cómo describirías el impacto de la inteligencia artificial en el desarrollo de productos en los últimos años?
El impacto de la inteligencia artificial (IA) en el desarrollo de productos en los últimos años ha ido intensificando su papel incrementalmente, y hoy en día podemos afirmar que esta siendo profundo y transformador.
En primer lugar, la IA ha optimizado significativamente los procesos de diseño y fabricación. Gracias a herramientas avanzadas, las empresas pueden analizar grandes volúmenes de datos para identificar ineficiencias y proponer mejoras, resultando en una producción más ágil y económica. Además, la personalización de productos ha alcanzado nuevos niveles. Con la capacidad de entender mejor las preferencias y comportamientos de los clientes a través del análisis de datos, las empresas pueden ofrecer productos que se ajustan más precisamente a las necesidades individuales, algo que era mucho más difícil de lograr en el pasado.
La rapidez con la que se pueden desarrollar prototipos y realizar simulaciones también ha mejorado drásticamente. Los algoritmos de aprendizaje automático permiten predecir cómo se comportará un producto bajo diversas condiciones, lo que reduce la necesidad de pruebas físicas extensas y acelera el proceso de desarrollo. La calidad de los productos ha sido otro beneficiario directo de la IA. Los sistemas avanzados de control de calidad pueden detectar y corregir defectos en etapas tempranas de la producción, mejorando así el producto final y reduciendo los costos asociados con productos defectuosos. La IA ha contribuido al desarrollo de productos más sostenibles. La optimización del uso de materiales y la reducción de residuos son ahora posibles a través de algoritmos avanzados, además de promover diseños más eficientes en términos energéticos. También ha permitido avances significativos en el mantenimiento predictivo. Esto significa que se pueden anticipar fallos antes de que ocurran y programar el mantenimiento en momentos óptimos, minimizando el tiempo de inactividad y mejorando la eficiencia operativa.
Pero la parte más interesante es que la IA también ha abierto nuevas puertas a la innovación y la creatividad. Los modelos generativos (modelos de difusión y modelos de control) pueden explorar un vasto espacio de soluciones posibles y proponer ideas y diseños que los humanos podrían no haber considerado, fomentando así la innovación en el diseño de productos. También viceversa, los humanos pueden potenciar sus propias ideas y diseños para optimizar tiempos, complementar el desarrollo de productos, o simplemente comunicarlos de una manera diferente y muy ágil.
Como se puede deducir, hablamos de una tecnología que ya ha revolucionado el desarrollo de productos, mejorando la eficiencia, personalización, calidad e innovación, y permitiendo a las empresas adaptarse rápidamente a las demandas del mercado y a los desafíos tecnológicos. Este impacto multidimensional subraya la importancia de la IA en el ámbito de la ingeniería de diseño y su papel crucial en el futuro del desarrollo de productos.
¿Qué ventajas ofrece la fabricación aditiva en comparación con los métodos tradicionales de producción?
La fabricación aditiva, manufactura aditiva o como todos la conocemos: impresión 3D. Ofrece bastantes ventajas significativas en comparación con los métodos tradicionales de producción.
Una de las ventajas más destacadas de la fabricación aditiva es la capacidad para producir geometrías complejas que serían difíciles o imposibles de crear con métodos tradicionales. La impresión 3D permite la construcción de estructuras intrincadas y detalladas sin la necesidad de múltiples etapas de ensamblaje, y sin contemplar aspectos típicos en la industria del moldeado por inyección, lo que simplifica el proceso de producción y reduce el tiempo requerido.
Otra ventaja crucial es la flexibilidad en el diseño. La fabricación aditiva permite a los ingenieros y diseñadores iterar rápidamente y realizar cambios en los diseños sin incurrir en costos significativos o largos tiempos de espera. Esto fomenta la innovación y permite una rápida adaptación a nuevas ideas y requisitos del mercado.
La personalización masiva es otra área donde la fabricación aditiva sobresale. A diferencia de los métodos tradicionales, que requieren moldes y herramientas específicas para cada variación del producto, la impresión 3D permite la producción de piezas únicas o personalizadas sin costos adicionales significativos. Esto es especialmente valioso en sectores como la medicina, donde se pueden fabricar prótesis y dispositivos médicos personalizados para cada paciente.
En términos de eficiencia y reducción de desperdicios, la fabricación aditiva es superior a muchos métodos tradicionales. La impresión 3D utiliza solo la cantidad de material necesario para construir una pieza, lo que reduce significativamente el desperdicio de materiales y contribuye a una producción más sostenible. Además, permite el uso eficiente de materiales costosos, como los metales preciosos o las aleaciones especiales.
La capacidad de producción bajo demanda es otra ventaja significativa. Con la fabricación aditiva, las empresas pueden producir piezas y productos según sea necesario, reduciendo así la necesidad de mantener grandes inventarios. Esto no solo disminuye los costos de almacenamiento, sino que también permite una respuesta más rápida a las demandas del mercado y una mejor gestión del flujo de caja. Este hecho puede acelerar el tiempo de comercialización de nuevos productos. Al reducir los tiempos de desarrollo y permitir la producción rápida de prototipos y piezas finales, las empresas pueden lanzar productos al mercado más rápidamente, obteniendo así una ventaja competitiva.
Se trata de una manera de fabricar que tiene el potencial de transformar las cadenas de suministro. Al permitir la producción local y descentralizada, se reduce la dependencia de complejas redes de proveedores y la necesidad de transporte de larga distancia, lo que puede disminuir los costos logísticos y reducir el impacto ambiental asociado con el transporte.
¿Podrías darnos ejemplos de cómo la IA ha mejorado procesos específicos dentro de la fabricación aditiva?
Por supuesto, existen numerosos ejemplos de la integración de estas dos tecnologías revolucionarias. Actualmente los tipos de relaciones son diversas y las contribuciones de la IA a la manufactura aditiva se da de diferentes maneras. Algunos ejemplos de empresas líderes que ya integran estas dos tecnologías abarcan diferentes sectores, por ejemplo, General Electric ha implementado sistemas de IA en la fabricación aditiva de componentes para turbinas de avión. Utilizan algoritmos de aprendizaje automático para optimizar los parámetros de impresión, como la velocidad y la potencia del láser, lo que ha resultado en piezas más fuertes y ligeras. Siemens en colaboración con Microsoft incorpora la IA para mantenimiento predictivo identificando por ejemplo patrones de desgaste en sus máquinas. Esto ha reducido significativamente los tiempos de inactividad y los costos de mantenimiento, mejorando la eficiencia operativa. Hay otros enfoques, por ejemplo, Airbus utiliza herramientas de diseño generativo basadas en IA para crear componentes estructurales para aviones.
Estas herramientas permiten a los ingenieros establecer parámetros específicos y dejar que los algoritmos generen múltiples diseños optimizados. Un ejemplo notable es el soporte para la partición de la cabina, que se rediseñó utilizando IA para reducir su peso en un 45%, lo que contribuye a una mayor eficiencia de combustible. BMW emplea la IA en la fabricación aditiva para la personalización de piezas de automóviles y la producción rápida de prototipos. Por ejemplo, la empresa utiliza IA para analizar los datos de los clientes y personalizar piezas según las preferencias individuales. Además, la IA ayuda a optimizar el diseño y la fabricación de prototipos, reduciendo el tiempo de desarrollo de nuevos modelos. Y por finalizar con otro ejemplo muy conocido, Adidas ha incorporado la fabricación aditiva con IA para producir su línea de calzado Futurecraft 4D. Utilizan algoritmos de IA para diseñar y optimizar las suelas de las zapatillas, personalizándolas según las necesidades específicas de cada usuario, como el tipo de pisada y el uso previsto. Esta tecnología permite ofrecer productos personalizados a escala masiva.
Otro caso que me parece más que ilustrativo, es el fabricante de Impresoras 3D, Creality que en sus nuevos modelos rápidos, K1C y K1C Max, integra la tecnología LIDAR y la IA para analizar mediante una cámara tanto la calibración como la primera capa de la pieza, de manera que la máquinas es capaz de determinar mediante escaneo LIDAR si la primera capa (esencial) se ha imprimido correctamente y así poder continuar con la impresión. Existen muchísimos más ejemplos.
¿Qué distingue al Máster de Formación Permanente en Inteligencia Artificial y Fabricación Aditiva para el Desarrollo de Producto del CEU de otros programas similares?
Lo primero que me gustaría poner de relevancia es que, aunque existen Másteres en IA, estos son todavía muy escasos y con un carácter generalista, entendiendo la IA y su desarrollo e implementación como un fin en sí mismo. En el caso de la fabricación aditiva si que existe algo más de oferta, pero ocurre exactamente lo mismo, se detallan y se amplían conocimientos sobre procesos y sus limitaciones, pero no se profundiza en cómo aprovecharlos.
Nuestra diferencia más notable, es el enfoque. Queríamos dar un paso más allá poniendo todas estas herramientas y tecnologías a trabajar para integrarse al servicio de las metodologías de diseño existentes e incluso evolucionándolas, para que formen parte del día a día del diseñador, y que generen valor tanto para los alumnos como para las futuras empresas que podrán disfrutar de gente formada en la vanguardia tecnológica y que conoce el potencial del codesarrollo entre humano e IA.
Aspiramos a que nuestros alumnos estén preparados no simplemente para conocer estas tecnologías, si no para liderar el cambio profundo que van a tener en el diseño, desarrollo y fabricación de productos.
Cuando creamos este Máster de Formación Permanente en Inteligencia Artificial y Fabricación Aditiva para el Desarrollo de Producto de la UCHCEU el eje vertebrador siempre fue es el desarrollo y fabricación de productos, no el conocimiento individual o aislado de las tecnologías. Tal es así que disponemos de asignaturas que van a tratar, por ejemplo, como generar nuevos modelos de negocio alrededor de la IA y el 3DPrinting, ahondando todavía más en el enfoque profesional de la titulación, y permitiendo a los alumnos incluso emprender a partir de la fusión de estas tecnologías de desarrollo.
¿Qué tipo de proyectos prácticos y talleres pueden esperar los estudiantes durante el máster?
El enfoque práctico es algo que caracteriza tanto a este nuevo título, como a la Escuela Superior de Enseñanzas Técnicas. Todas las asignaturas tienen una gran carga de aplicación en forma de desarrollo de proyectos reales, en algunos casos de la mano de algunas empresas colaboradoras y en otras ocasiones de la mano de nuestro equipo docente. Van a poder desarrollar desde su red neuronal a base de programación, entrenar una IA para que aplique un styling determinado, y van a poder conceptualizar, desarrollar y comunicar productos de diferentes tipologías mediante la aplicación de numerosas herramientas basadas en IA generativa, que van a procesar imágenes, video, audio e incluso modelos 3D. Algunos de los proyectos más destacados se vinculan a la asignatura de Desarrollo de Productos Asistidos por IA, donde en colaboración con la empresa SP-Berner los alumnos van a poder desarrollar productos de gran volumen de producción. Luego en la parte de fabricación aditiva, los alumnos van a poder participar directamente de prácticas y talleres de caracterización de materiales impresos en 3D en AIMPLAS e incluso de la producción con las últimas tecnologías de manufactura aditiva en sinterizado metálico en AIDIMME entre muchos otros proyectos que iremos publicando.
¿Qué habilidades técnicas y competencias se desarrollan a lo largo del programa y cómo se alinean con las necesidades del mercado laboral?
A lo largo del programa del Máster en Inteligencia Artificial y Fabricación Aditiva para el Desarrollo de Producto, se desarrollan una serie de habilidades técnicas y competencias que son fundamentales para enfrentar los desafíos del mercado laboral contemporáneo. Los estudiantes adquieren conocimientos avanzados en inteligencia artificial aplicada, lo que les permite conceptualizar y desarrollar productos innovadores utilizando las tecnologías más modernas. Además, se capacitan en programación, resolviendo problemas específicos de modelos de IA y control de flujos, lo cual es esencial en el diseño y optimización de productos.
El dominio de herramientas para el modelado tridimensional asistido por IA es otro pilar del programa, preparando a los estudiantes para crear y optimizar modelos 3D de alta precisión. La competencia en multimedia y diseño, desarrollando y editando imágenes y soportes de comunicación mediante IA, es crucial para la comunicación efectiva de conceptos complejos. La comprensión profunda de las técnicas de manufactura aditiva, incluyendo la selección de materiales y procesos de post-procesamiento, garantiza que los graduados puedan aplicar estos conocimientos en la producción avanzada de componentes y productos.
La integración de principios de ingeniería asistida por ordenador (CAE) en el currículo permite a los estudiantes optimizar el diseño y la producción de productos, utilizando software avanzado para simulación y modelado predictivo. Este conjunto de habilidades técnicas se complementa con competencias en innovación y creatividad, comunicación efectiva, análisis y solución de problemas, gestión de proyectos y desarrollo de estrategias de negocio viables.
La alineación de estas competencias con las necesidades del mercado laboral es evidente. La relevancia y demanda de profesionales capacitados en tecnologías avanzadas aseguran que los graduados estén preparados para adaptarse a un entorno laboral en constante evolución. La capacidad de liderar proyectos de innovación y gestionar equipos multidisciplinarios es esencial para el éxito en sectores donde la innovación tecnológica es un motor clave. Además, la preparación en investigación y desarrollo contribuye significativamente al avance del conocimiento en el campo de la inteligencia artificial y la manufactura aditiva, permitiendo a los graduados participar activamente en proyectos de I+D.
En un mercado laboral que valora cada vez más la interdisciplinariedad, la formación recibida en este máster posiciona a los graduados para desempeñar roles que requieren una combinación de habilidades técnicas y de gestión. La orientación hacia la sostenibilidad y la eficiencia en el uso de materiales y procesos productivos también asegura que los egresados estén capacitados para contribuir a los objetivos de desarrollo sostenible de sus organizaciones. En resumen, las habilidades y competencias desarrolladas en este programa no solo garantizan la empleabilidad de los profesionales, sino que también los preparan para ser líderes en la transformación digital y tecnológica de la industria.
¿Cómo se integra la inteligencia artificial en el currículo del máster?
Aunque igual ya ha quedado claro en las otras preguntas: Esta integración se realiza a través de varios enfoques y metodologías que abarcan tanto la teoría como la práctica, garantizando que los estudiantes adquieran un conocimiento profundo y aplicable de la IA en el contexto del desarrollo de productos. Concretamente pertenecen al primer cuatrimestre del Máster, basado en la parte más conceptual del desarrollo de productos.
En primer lugar, el currículo incluye asignaturas específicas que abordan los fundamentos y aplicaciones de la inteligencia artificial. Estas materias proporcionan una base sólida en conceptos teóricos, algoritmos y técnicas de IA, que son esenciales para comprender cómo estas tecnologías pueden ser utilizadas en el diseño y fabricación de productos. Por ejemplo, la asignatura “Fundamentos de la Inteligencia Artificial” introduce a los estudiantes a los principios básicos de la IA, mientras que “Conceptualización de Productos Asistida por IA” y “Desarrollo de Productos Asistido por IA” se enfocan en la aplicación práctica de estas tecnologías en la creación de productos innovadores.
Además, se utilizan herramientas y software avanzados que incorporan algoritmos de IA para diversas etapas del proceso de desarrollo de productos. Los estudiantes aprenden a utilizar estos recursos para tareas como el modelado predictivo, la simulación, la optimización de diseños y la personalización de productos. Estas competencias se desarrollan en asignaturas como “Modelado 3D asistido por IA” y “Multimedia Asistido por IA”, donde se enseña a generar y editar modelos tridimensionales y contenidos multimedia utilizando inteligencia artificial.
¿Qué oportunidades de colaboración con empresas y centros de investigación existen para los estudiantes del máster?
Los alumnos van a tener la oportunidad de desarrollar productos reales para diferentes empresas, que a su vez van a poder detectar talento y familiarizarse con el potencial de estas tecnologías, pero además van a poder realizar prácticas en estas empresas y centros de investigación e incluso ser tutorizados en sus Trabajos Final de Máster.
¿Cuál es tu visión sobre el futuro de la inteligencia artificial en el desarrollo de productos?
El análisis sobre el futuro de la IA generativa en el campo del diseño industrial creo que se debe abordar desde dos perspectivas: la evolución tecnológica y la percepción humana. Históricamente, las bases de la IA se establecieron hace décadas, con el perceptrón multicapa en 1965 y las redes neuronales convolucionales en los años 80. Sin embargo, la capacidad de procesar grandes volúmenes de datos de manera rápida y efectiva ha sido posible gracias al avance de las GPU, inicialmente impulsado por la minería de criptomonedas, y al análisis masivo de datos. Este desarrollo ha permitido una verdadera y rápida transferencia tecnológica del ámbito científico al industrial, que hasta hace poco no era posible debido a limitaciones computacionales.
Actualmente, las herramientas de IA generativa están ampliamente disponibles y son utilizadas por empresas que han reconocido que la clave no está en la novedad de la IA, sino en su capacidad para generar contenido multimedia de manera ágil y eficiente. Estas empresas no cobran por el resultado final, sino por el procesamiento requerido para generarlo, destacando la importancia de alimentar la IA con datos de alta calidad.
En el contexto del diseño industrial, la IA está revolucionando la creación de imágenes, modelos 3D y multimedia, facilitando el trabajo de los diseñadores y posicionándolos estratégicamente en una nueva revolución industrial. La IA permite generar contenido visual de alta calidad en segundos, una tarea que anteriormente podía tomar horas. Esto pone en valor el papel del diseñador industrial, ya que las herramientas mejoran, pero el profesional sigue siendo esencial para aportar creatividad, criterio y valor en la creación de productos.
El debate sobre si la IA “quitará trabajos” es recurrente, pero la historia muestra que las innovaciones tecnológicas no eliminan trabajos, sino que transforman las habilidades necesarias, pero requieren de voluntad. Los faroleros que entendieron que su trabajo era “iluminar” y no solo encender faroles se adaptaron y prosperaron. De igual manera, los torneros que vieron su propósito en “formalizar ideas” en lugar de solo operar máquinas encontraron nuevas oportunidades con la llegada de los CNC. En el diseño industrial, aquellos que entiendan que su trabajo es “generar valor con la creación de productos” y no solo dibujar o ser muy creativos u ocurrentes, podrán adaptarse y seguir siendo relevantes en su campo.
La preocupación por el impacto de la IA en el empleo es, en gran medida, resultado de la falta de comprensión y del miedo al cambio. La tecnología es una extensión de la creatividad humana y no debe verse como algo separado o amenazante. Al igual que Photoshop en su momento, las herramientas de IA son herramientas poderosas que los profesionales pueden utilizar para mejorar su trabajo y ser más eficientes. La clave está en adaptarse y aprovechar las oportunidades que ofrecen estas tecnologías.
Desde mi perspectiva, el futuro del diseño industrial y la IA generativa estará marcado por una integración aún más profunda de la tecnología en los procesos creativos. La formación continua será esencial para que los diseñadores puedan mantenerse a la vanguardia. A medida que las herramientas de IA se vuelvan más sofisticadas, los diseñadores deberán adquirir nuevas competencias que les permitan no solo utilizar estas herramientas de manera efectiva, sino también entender sus fundamentos y limitaciones. Aquellos profesionales que inviertan en su formación y se mantengan actualizados serán los que lideren la próxima generación de innovaciones, aprovechando al máximo las capacidades de la IA para transformar ideas en productos tangibles de manera rápida y eficiente. En este entorno dinámico, la capacidad de aprender y adaptarse será la clave para el éxito en el campo del diseño industrial.
¿Cuál es tu visión sobre el futuro de la fabricación aditiva en el desarrollo de productos?
Creo que la fabricación aditiva, impresión 3D, está destinada a revolucionar el desarrollo de productos en los próximos años. Esta tecnología tiene el potencial de transformar la forma en que diseñamos y producimos objetos, ofreciendo una personalización masiva que antes era impensable. Imagino un futuro donde cada producto, desde muebles hasta dispositivos médicos, puede ser personalizado al instante para satisfacer las necesidades y preferencias específicas de cada individuo. Este nivel de personalización no solo mejorará la satisfacción del cliente, sino que también permitirá a las empresas reducir costos y desperdicios, al eliminar la necesidad de grandes inventarios.
Considero que la sostenibilidad será uno de los mayores beneficios de la fabricación aditiva. A diferencia de los métodos tradicionales que generan grandes cantidades de residuos, la impresión 3D utiliza únicamente el material necesario para crear un objeto. Esta eficiencia material no solo es económica, sino también ecológica, y se alinea perfectamente con los objetivos globales de reducción de la huella ambiental. Los materiales reciclables y biocompatibles jugarán un papel crucial en este nuevo paradigma, impulsando una producción más verde y responsable.
Creo firmemente que la rapidez y agilidad del prototipado rápido impulsado por la impresión 3D acelerarán significativamente el ciclo de innovación. La posibilidad de iterar diseños casi instantáneamente permitirá a los diseñadores y fabricantes experimentar y perfeccionar sus productos en tiempo récord. Esto fomentará una cultura de creatividad y adaptación constante, esencial para responder a las demandas cambiantes del mercado y mantenerse competitivo. La descentralización de la producción es otra área donde veo un enorme potencial. En lugar de depender de complejas y frágiles cadenas de suministro globales, las empresas podrán establecer micro-fábricas locales, reduciendo los tiempos de entrega y los costos de transporte. Esta flexibilidad no solo aumentará la eficiencia, sino que también permitirá una mayor personalización y adaptación a las necesidades locales. Creo que, en tiempos de crisis globales, como pandemias o desastres naturales, esta resiliencia será inestimable. Otro aspecto relevante es la evolución de los materiales compatibles con la impresión 3D. Abrirá nuevas fronteras en la fabricación de productos avanzados. Desde aleaciones metálicas con propiedades específicas hasta nuevos compuestos biocompatibles para aplicaciones médicas, las posibilidades serán casi ilimitadas. Creo que estos avances materiales permitirán la creación de productos más ligeros, fuertes y funcionales, impulsando la innovación en sectores clave como la automoción, la aeronáutica y la medicina.
Finalmente, creo que la democratización de la tecnología de impresión 3D empoderará a individuos y pequeñas empresas para participar en la economía manufacturera. Con herramientas accesibles y asequibles, veremos una explosión de emprendimientos y productos innovadores que enriquecerán el mercado y fomentarán una mayor diversidad de ideas y soluciones. La clave para aprovechar estas oportunidades será una formación continua y adaptable. Los diseñadores y fabricantes del futuro necesitarán dominar no solo las habilidades técnicas de la impresión 3D, sino también desarrollar una mentalidad flexible y creativa que les permita adaptarse rápidamente a los cambios tecnológicos y de mercado.
¿Cómo se prepara a los estudiantes para anticipar y adaptarse a las tendencias futuras en estos campos?
Se aborda desde diferentes perspectivas. En primer lugar, El contenido del programa se revisa y actualiza constantemente para incluir las últimas tendencias y avances tecnológicos en los campos de la inteligencia artificial y la manufactura aditiva. Esto asegura que los estudiantes estén al tanto de los desarrollos más recientes y relevantes.
Además, Los estudiantes tienen acceso a herramientas y software de última generación, permitiéndoles familiarizarse con las tecnologías que están definiendo el futuro de la ingeniería y el diseño de productos. Aprender a usar estas herramientas es crucial para adaptarse rápidamente a las nuevas tendencias tecnológicas, y en este título estas herramientas se revisan prácticamente a diario.
Otro aspecto relevante es que los alumnos tienen la oportunidad de realizar prácticas en empresas y centros de investigación permiten a los estudiantes obtener una visión práctica y actualizada de las demandas del mercado laboral y las innovaciones tecnológicas, facilitando una rápida adaptación a las tendencias futuras. Muchas de estas tecnologías ni siquiera han dado el salto al mundo empresarial, y los alumnos van a poder conocerlas y utilizarlas.
El enfoque de este título se basa en la compresión profunda de estas herramientas, no solo en la utilización de las actualmente disponibles, lo cual va a permitir a los estudiantes comprender y aplicar cualquier nueva tecnología emergente tanto en IA como en fabricación aditiva.
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