Domótica y robótica

¿Qué es la domótica?

La domótica es el conjunto de tecnologías que permiten automatizar y controlar los dispositivos de una vivienda. La palabra viene del latín domus, que significa "casa": literalmente, la casa que se gobierna sola.

Una casa con domótica puede encender las luces cuando alguien entra a una habitación, bajar las persianas cuando el sol pega de lleno, avisar al celular si se abre una puerta o regar el jardín según la humedad del suelo. Todo eso sin que nadie lo haga a mano, o desde el teléfono si se prefiere tener el control.

Qué cambió para que se popularizara

La idea de la "casa del futuro" existe desde los años setenta, pero durante décadas fue carísima y solo estuvo en edificios de lujo, con instalaciones cableadas y sistemas cerrados de cada fabricante.

El cambio no fue que se inventara algo nuevo, sino la combinación de tres cosas que ya existían por separado:

• El Wi-Fi en todas las casas, que eliminó la necesidad de tender cables.
• El teléfono inteligente, que puso un control remoto en el bolsillo de cualquiera.
• Los dispositivos baratos con chips de bajo consumo, que bajaron los precios de golpe.

Por eso hoy cualquiera puede empezar con una lámpara inteligente de bajo costo y ampliar desde ahí, sin obra ni instalación.

Qué se puede automatizar

Prácticamente cualquier cosa de una casa que se pueda medir o accionar eléctricamente se puede automatizar. Estos son los ámbitos donde más se usa:

Más allá de la comodidad, el objetivo que más se persigue es el ahorro de energía: apagar lo que no se usa y no climatizar una casa vacía. El segundo es la seguridad, porque un aviso inmediato al celular vale más que descubrir el problema al volver.

Cómo funciona

Aunque los dispositivos sean de marcas distintas, casi todos los sistemas de domótica se arman con las mismas cuatro piezas. Entender este esquema sirve para cualquier fabricante.

Las cuatro piezas

1. Los sensores: miden. No hacen nada por sí mismos, solo informan un valor: si hay movimiento, cuánta luz hay, a qué temperatura está el ambiente, si una puerta está abierta, cuánta humedad tiene el suelo.
2. Los actuadores: hacen. Reciben una orden y la ejecutan: encender una lámpara, mover el motor de una persiana, abrir una válvula de riego, trabar una cerradura.
3. El controlador, o hub: decide. Es el cerebro del sistema. Recibe los datos de los sensores, aplica las reglas y da las órdenes a los actuadores. Es el equipo que hace de puente entre todos los dispositivos y la red de la casa.
4. La interfaz: comunica. Es la forma en que la persona se entiende con el sistema: la aplicación del celular, un panel en la pared o el asistente de voz.

Las reglas y las escenas

Lo que convierte una casa conectada en una casa automática son las reglas. Una regla tiene siempre la misma forma: una condición y una acción ("si pasa esto, hacé aquello").

• Si el sensor detecta movimiento y es de noche → encender la luz del pasillo al 20 %.
• Si la temperatura baja de 18 grados y hay alguien en casa → encender la calefacción.
• Si nadie está en casa y se abre una ventana → avisar al celular.

Una escena es un conjunto de acciones que se disparan juntas con una sola orden: la escena "buenas noches" puede apagar todas las luces, bajar las persianas, poner la alarma y bajar la calefacción de una vez.

Protocolos de domótica

Los dispositivos de una casa no pueden usar todos el mismo sistema de comunicación, porque tienen necesidades distintas: una cámara manda mucho video y tiene corriente de sobra, mientras que un sensor de puerta manda dos datos por día y funciona con una pila durante un año. Por eso conviven varios protocolos.

Qué es una red en malla

Zigbee y Z-Wave resuelven el alcance de una forma muy elegante: cada dispositivo conectado a la corriente también repite la señal de los demás. Así, un sensor del fondo de la casa no necesita llegar al hub: le alcanza con llegar a la lámpara del pasillo, que a su vez pasa el mensaje al siguiente y así hasta el controlador.

Eso hace que la red se vuelva más fuerte a medida que se agregan dispositivos, al contrario de lo que pasa con el Wi-Fi, donde cuantos más equipos hay, peor funciona. La contrapartida es que los dispositivos a pila no repiten, para no gastarla.

Asistentes de voz

Los asistentes de voz —Alexa, el Asistente de Google, Siri— son la interfaz más cómoda que apareció para la domótica: permiten dar órdenes sin sacar el teléfono ni levantarse del sofá.

Cómo procesan lo que decís

1. El dispositivo escucha todo el tiempo, pero solo guarda lo que sigue a la palabra de activación ("Alexa", "Ok Google", "Oye Siri"). Esa palabra se reconoce en el propio equipo, sin mandar nada afuera.
2. Cuando la detecta, graba lo que dijiste y lo manda por Internet a los servidores de la empresa.
3. Allí se convierte el audio en texto y se interpreta la intención: "encender la luz del living" es una orden para un dispositivo concreto.
4. La orden vuelve y el asistente se la pasa al controlador, que la ejecuta sobre el actuador correspondiente.
5. El asistente responde en voz alta para confirmar.

Robótica del hogar

La domótica automatiza lo que ya estaba en la casa; la robótica del hogar va un paso más allá y pone máquinas que se mueven solas y toman decisiones sobre el espacio.

Los robots que ya son comunes

• Aspiradoras robot. Son el ejemplo más difundido. Se mueven solas, aspiran, y las más avanzadas vuelven solas a su base a cargarse.
• Cortacésped robot. Trabajan dentro de un límite definido —un cable enterrado o un mapa virtual— y cortan solos.
• Limpiacristales. Se adhieren al vidrio por succión y lo recorren por sí mismos.
• Robots de cocina. Amasan, mezclan y cocinan siguiendo recetas cargadas en el equipo.

Cómo se orientan

Un robot que limpia tiene que resolver algo bastante complejo: saber dónde está y por dónde ya pasó dentro de una casa que no conoce. Lo hace combinando tres cosas:

1. Sensores que miden distancias y detectan obstáculos, como el láser que gira y mide el tiempo que tarda en volver la luz reflejada.
2. Un mapa del ambiente que el robot va construyendo solo, a medida que recorre.
3. Un programa de navegación que decide por dónde ir, según el mapa y lo que va detectando.

Esa combinación de sensores, decisiones y movimiento es exactamente el problema que se estudia en robótica. La aspiradera de tu casa es un robot móvil autónomo, igual que un robot de competencia, con las mismas piezas fundamentales en su interior.

Robótica educativa

La robótica educativa usa el mismo conjunto de conceptos, pero con fines de aprendizaje: se construyen y programan dispositivos para entender cómo funcionan por dentro las cosas que después se usan todos los días.

Los componentes son los mismos que se vieron en la unidad anterior: un microcontrolador que decide, sensores que miden y actuadores que ejecutan. La diferencia con un robot comercial es que acá el programa lo escribís vos.

• Un sensor de temperatura y un relé son un termostato, igual al de la domótica.
• Un sensor de movimiento y una lámpara son la automatización de luz que se vio más arriba.
• Un sensor de distancia y dos motores son la base de un robot que esquiva obstáculos.

Ese puente es el punto importante de esta unidad: la domótica que se instala en una casa y el robot que se arma en un taller están hechos de las mismas piezas y responden a la misma lógica. Cambia el tamaño y el precio, no el principio.

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Ventajas y riesgos

Como toda tecnología conectada, la domótica resuelve problemas y crea otros. Conviene conocer los dos lados.

Ventajas

• Comodidad. Menos tareas repetitivas y una sola orden para varias acciones.
• Ahorro de energía. No climatizar ni iluminar lo que no se usa.
• Seguridad. Avisos inmediatos y la posibilidad de ver la casa a distancia.
• Accesibilidad. Para personas mayores o con dificultades de movilidad, poder controlar todo desde el celular o por voz cambia por completo su autonomía.
• Información. Los sensores generan datos que permiten entender y mejorar los hábitos de consumo.

Riesgos

• Seguridad informática. Es el riesgo más serio. Muchos dispositivos baratos traen contraseñas débiles y casi nunca se actualizan. Cada uno es una puerta de entrada a la red de la casa, y una red de dispositivos comprometidos puede usarse para atacar a otros.
• Dependencia de la nube. Si la empresa que fabrica el dispositivo cierra el servicio o deja de dar soporte, el equipo puede quedar inservible aunque funcione perfectamente.
• Privacidad. Los sensores registran cuándo hay alguien, a qué hora se levanta y qué hace. Son datos muy personales, y quedan en servidores de terceros.
• Fragmentación. Cada marca quiere su propia aplicación, y hacer convivir productos de tres fabricantes distintos suele ser complicado.
• Complejidad de mantenimiento. Cuando algo falla, hace falta saber si el problema es el dispositivo, el protocolo, el hub o la red.

Resumen