En ocasiones, parece que las necesidades de los usuarios y el avance de la tecnología están a un paso de distancia. Otras veces es lo contrario. Pero de esa misma dinámica surgen innovaciones que ponen a prueba las fronteras de lo ahora posible.

Los gemelos digitales forman parte de este ciclo y ya se aplican en diversas industrias productivas, pero ahora con la promesa de revolucionar la forma en que entendemos y cuidamos nuestra salud. Desde su aplicación en el deporte hasta su eventual potencial para salvar vidas, estas herramientas están abriendo nuevas puertas en el ámbito de la medicina y la recuperación. Pero, ¿qué es exactamente un gemelo digital y cómo puede aplicarse en un órgano tan fundamental como el corazón?

El concepto se refiere a una réplica virtual en tiempo real de cualquier objeto, sea una ciudad o incluso un campo de cultivo. Estas herramientas se utilizan en refinerías, en el sector minero y automotriz, entre otros, pero también han encontrado aplicaciones prácticas para la prevención de problemas de salud.

Originalmente concebidos para la industria manufacturera, para simular y optimizar la producción, los gemelos digitales también pueden prevenir diversos malestares. Bill Quinn, futurista de Tata Consultancy Services (TCS) y que se presentó en el Summit País Digital, lleva el concepto aún más lejos.

“Puede ser una persona, órganos del cuerpo humano; un lugar, como una ciudad o un campo de cultivo; o una cosa, como un auto o una pieza de maquinaria”, afirma el ejecutivo, sentado en el lobby del Hotel W.

Quinn creó un modelo de gemelo digital personal para prepararse para las maratones de Nueva York y Londres. En este proceso, se ha utilizado tecnología avanzada como imágenes 3D para personalizar zapatos y otros wearables, lo que optimiza el rendimiento y previene lesiones, un detalle clave para los atletas.

En paralelo, Tata tiene su proyecto “Atleta del futuro”, centrado en investigar cómo la IA puede ayudar a predecir el estado del corazón mediante la recopilación de datos de salud y entrenamientos, en combinación con big data. En el caso de un corazón digital, explica, se trata de una réplica virtual en tiempo real del órgano de una persona que proporciona datos precisos sobre su funcionamiento, eficiencia y respuesta a diversas condiciones.

“La proliferación de los sensores ha sido clave, ya que nos permite capturar grandes cantidades de datos en tiempo real”, asegura Quinn, y añade que “se han vuelto cada vez más comunes; los tenemos en nuestros autos, en las puertas de las casas, o incluso en nuestros cuerpos a través de relojes inteligentes que nos proporcionan información constante”. La tecnología no solo es capaz de monitorizar parámetros vitales, como la frecuencia cardíaca y el flujo sanguíneo, sino también de simular cómo respondería el órgano bajo diferentes condiciones, como el ejercicio intenso o el estrés. Por eso, “permite tanto a los médicos como a los pacientes tomar decisiones más informadas sobre su salud”, agrega.

Gracias a la convergencia de distintas tecnologías se ha logrado avanzar en el desarrollo de los gemelos digitales. La IA ha sido fundamental para crear modelos que puedan aprender y mejorar a medida que se enriquecen sus bases de datos. El auge de los sensores, como destacó Quinn, también ha facilitado la recopilación de datos en tiempo real, aumentando la precisión y eficacia de estas herramientas.

TCS ha combinado estas tecnologías con biología sintética, que utiliza la biología e ingeniería para rediseñar sistemas biológicos. Al aplicar IA, realidad virtual, y otras tecnologías emergentes, pueden crear un gemelo digital del corazón que no solo proporciona información cardiovascular específica, sino que también puede personalizar planes de entrenamiento y atención médica, especialmente pensando en atletas de alto rendimiento.

Un ejemplo de esto es el gemelo digital del corazón de Des Linden, una atleta y campeona del maratón de Boston. Este modelo no solo la ayuda a optimizar su entrenamiento, sino también a minimizar el desgaste corporal a medida que envejece, un detalle esencial para prolongar su carrera deportiva.

Más allá de la salud, Quinn también menciona un modelo de gemelo digital creado para el Jaguar I-TYPE 6. En alianza con la empresa de automóviles, utilizaron esta herramienta y la tecnología cloud para ganar el Campeonato Mundial de Equipos de Fórmula E de ABB FIA 2024. Gracias a la nube, los ingenieros del equipo accedieron a los datos sobre el tiempo en la pista, permitiéndoles mejorar la estrategia y ganar la carrera.

Un gemelo digital de un órgano físico se crea utilizando escáneres como resonancias magnéticas. Luego, el modelo reúne datos precisos sobre el funcionamiento del corazón en tiempo real. La frecuencia cardíaca, el flujo sanguíneo y los niveles de oxígeno forman parte de la información recopilada.

Con estos datos, un atleta y su equipo pueden comprender mejor cómo responde el corazón y simular distintos escenarios de entrenamiento para prepararse mejor para futuras competiciones. Eso sí, con respecto a esto mismo, Quinn dice que uno de sus primeros errores al comenzar a generar su propio modelo, fue hacerse de diversos dispositivos inteligentes y recibir una oleada de datos, sin tener cómo juntarlos. “Definitivamente, no lo recomiendo”, dice entre risas.

Especialmente los profesionales de la salud, plantea el especialista, deben tener en cuenta posibles sesgos y limitaciones en la precisión de los datos durante la interpretación de la información recopilada.

En cuanto a la ética, es importante considerar cómo se utilizan estos datos para evitar la discriminación o estigmatización basadas en la salud de las personas. Quinn plantea otra preocupación relevante: si las compañías de seguros accedieran a estos datos, podrían ajustar las primas en función de las condiciones de salud detectadas, lo que abriría un nuevo debate sobre la privacidad y el uso de la información personal.

“Además, a medida que recopilemos más datos sobre corazones mediante gemelos digitales y se extienda la capacidad predictiva de la IA, mejorará también la eficiencia y eficacia a la hora de predecir o identificar rápidamente problemas cardiovasculares”, señala Quinn. En su caso, la resonancia magnética se realizó en Estados Unidos y el desarrollo del corazón digital está a cargo de un equipo de profesionales en Estados Unidos e India.

“Aún está en desarrollo, en fase de recopilación de datos... A pesar de eso, ya he entrenado con una réplica virtual generada a partir de datos obtenidos de dispositivos externos, y eso me ha dado diversos beneficios”, comenta. Primero, la monitorización en tiempo real le permitió un análisis continuo de parámetros cardiovasculares, como la frecuencia cardíaca y los niveles de oxígeno, dándole acceso a información instantánea durante el entrenamiento y la competición.

Esos datos le han servido para planificar entrenamientos, tiempos de recuperación y crear una estrategia de carrera. Otro de los beneficios, menciona, son las simulaciones.

Personas con problemas congénitos, adultos mayores, entre otros, son parte de la población que se beneficiaría de estas herramientas. “La versatilidad de esta innovación amplía su aplicabilidad a un gran espectro de personas que buscan un monitoreo cardíaco personalizado”, dice Quinn, quien luego destaca dos puntos en los que esta tecnología ayuda a prevenir enfermedades.

Primero, podrían detectarse rápidamente anomalías en el corazón o afecciones cardíacas incipientes, ya que “muchas cardiopatías no se detectan hasta que se convierten en un problema grave”. “Si estos problemas se detectaran antes, podrían introducirse cambios en la dieta, el ejercicio, etc., evitando grandes complicaciones en el futuro”, señala.

Además, un corazón digital podría realizar millones de simulaciones del corazón de una persona, prediciendo problemas futuros en función de su dieta, ejercicio o consumo de tabaco. “El uso de estos modelos podría ayudar a los médicos a tener conversaciones más basadas en datos con los pacientes, animándolos a cambiar sus malos hábitos hoy y evitar catástrofes en el futuro”, afirma.

En el futuro, con el avance de las ciudades inteligentes, los gemelos digitales del área de la salud incluso podrían conectarse a estas. Sin duda, dice Quinn, “es una posibilidad a medida que se democratice el acceso a esta tecnología”. Antes de alcanzar ese objetivo, el recurso debe masificarse y ser accesible para todos los ciudadanos, independientemente de su situación geográfica o socioeconómica.

Quinn ejemplifica con un gemelo digital de corazón en una ciudad inteligente en caso de un infarto. “Si el gemelo digital de una persona detectara el inicio de un infarto en su casa u oficina, los servicios de emergencia podrían acudir inmediatamente al lugar donde se encuentra, ahorrando unos minutos cruciales”, señala. O, si la persona viajara en un vehículo autónomo, este podría desviarse inmediatamente a una sala de urgencias, y los semáforos podrían alterarse para estar siempre en verde como parte de un plan de emergencia.

En el ámbito de las smart cities, los gemelos digitales tienen múltiples usos adicionales, permitiendo simular escenarios para mejorar la planificación urbana, el transporte y otros servicios. “Incluso, pueden ser utilizados para prevenir y planificar la respuesta a desastres naturales”, concluye.