Nota del editor: Este artículo forma parte de un informe especial sobre Las 10  principales tecnologías emergentes de 2016 producido por el Foro Económico Mundial. La lista, compilada por el Meta-Consejo de Tecnologías Emergentes del Foro, destaca los avances tecnológicos que sus miembros, incluyendo la Editora Jefa de Scientific American Mariette DiChristina, creen tienen el poder de mejorar vidas, transformar las industrias y salvaguardar el planeta. También proporciona una oportunidad para debatir cualesquiera que sean los riesgos y preocupaciones humanos, sociales, económicos o ambientales que las tecnologías pueden plantear antes de la adopción generalizada. 

El Internet de las cosas (IoT, por sus siglas en inglés), construido a partir de micro-sensores y microprocesadores de bajo costo combinados con fuentes de energía pequeñas y antenas inalámbricas, está expandiendo rápidamente el universo en línea de computadoras y aparatos móviles a piezas comunes del mundo físico: termostatos, automóviles, seguros de puertas, incluso rastreadores de mascotas. Se anuncian casi a diario nuevos dispositivos IoT, y los analistas esperan que en el 2020 hasta 30.000 millones de ellos estén en línea.

La explosión de elementos conectados, especialmente aquellos monitorizados y controlados por sistemas de inteligencia artificial, puede dotar a las cosas ordinarias con capacidades increíbles –una casa que abre la puerta de entrada cuando reconoce a su dueño llegando a casa del trabajo, por ejemplo, o un monitor cardíaco implantado que llama al médico si el órgano muestra signos de fallo–. Pero el verdadero Big Bang en el universo en línea puede estar por venir.

Los científicos han comenzado a reducir los sensores de tamaños de milímetros o micras a la escala de nanómetros, lo suficientemente pequeños como para circular dentro de cuerpos vivos y ser mezclados directamente en materiales de construcción. Este es un primer paso crucial hacia un Internet de las cosas Nano (IoNT, por sus siglas en inglés) que podría llevar la medicina, la eficiencia energética y muchos otros sectores a una dimensión totalmente nueva.

Algunos de los nano-sensores más avanzados hasta la fecha se han elaborado usando herramientas de la biología sintética para modificar organismos unicelulares, como las bacterias. El objetivo aquí es fabricar biocomputadoras sencillas que utilicen ADN y proteínas para reconocer objetivos químicos específicos, almacenar unos pocos bits de información, y luego informar de su estado cambiando de color o emitiendo alguna otra señal fácilmente detectable. Synlogic, una nueva empresa en Cambridge, está trabajando para comercializar cepas de bacterias probióticas computacionalmente habilitadas para el tratamiento de trastornos metabólicos raros. Más allá de la medicina, tales nano-sensores celulares podrían encontrar muchos usos en la agricultura y la industria farmacéutica.

Muchos nano-sensores también se han fabricado a partir de materiales no biológicos, como los nanotubos de carbono, que pueden tanto detectar como señalar, actuando como nano-antenas inalámbricas. Como son tan pequeños, los nano-sensores pueden recopilar información de millones de puntos diferentes. Los dispositivos externos pueden entonces integrar los datos para generar mapas increíblemente detallados que muestran los más mínimos cambios de luz, vibraciones, corrientes eléctricas, campos magnéticos, concentraciones químicas y otras condiciones ambientales.

La transición de nano-sensores inteligentes a la IoNT parece inevitable, pero se deberán superar grandes desafíos. Un obstáculo técnico es integrar todos los componentes necesarios en un nano-artefacto autoalimentado para detectar un cambio y transmitir una señal a la web. Otros obstáculos incluyen temas espinosos de privacidad y seguridad. Cualquier nano-dispositivo introducido en el cuerpo, deliberada o accidentalmente, podría ser tóxico o provocar reacciones inmunes. La tecnología también podría permitir vigilancia no deseada. Las aplicaciones iniciales podrían ser capaces de evitar los problemas más acuciantes mediante la incorporación de nano-sensores en organismos más simples y menos riesgosos, como plantas y microorganismos no infecciosos utilizados en procesos industriales.

Cuando llegue, el IoNT podría proporcionar imágenes de nuestras ciudades, hogares, fábricas, e incluso de nuestros cuerpos, mucho más detalladas, de bajo costo, y actualizadas. Hoy en día, semáforos, elementos portátiles o cámaras de vigilancia están siendo conectados a Internet. Lo siguiente: miles de millones de nano-sensores cosecharán enormes cantidades de información a tiempo real y la transmitirán a la nube.