Modelo HELIOS

El Modelo HELIOS (Hybrid Evaluation of Lifecycle and Impact of Outstanding Science) en español: Evaluación híbrida del ciclo de vida y el impacto de una tecnología, es un marco integral diseñado para evaluar la madurez de tecnologías emergentes integrando múltiples indicadores clave. El modelo combina datos de inversión en I+D, publicaciones científicas, patentes, niveles de adopción y marcos regulatorios para posicionar cada tecnología en su fase de ciclo de vida.

HELIOS ^[1]​ proporciona un índice compuesto que refleja simultáneamente el estado del desarrollo científico (impacto de la investigación) y el avance tecnológico (difusión e inversión) de una tecnología. Este enfoque híbrido se inspira en marcos consolidados como el Nivel de preparación tecnológica (TRL) de la NASA y las categorías de adopción de Rogers, que vinculan la evolución tecnológica con la aceptación del usuario. ^[2]​

En HELIOS, cada variable indica un aspecto complementario de madurez: por ejemplo, un crecimiento sostenido en inversión y publicaciones suele preceder a fases de expansión tecnológica, mientras que un entorno regulatorio elaborado apunta a una tecnología más consolidada.

Para cuantificar el nivel de madurez, definimos variables normalizadas  (inversión, publicaciones, patentes, adopción, regulación) en el rango [0,1]. Cada variable se obtiene midiendo el dato empírico y aplicando una normalización adecuada (por ejemplo, dividiendo por un valor máximo histórico o meta). Entonces el índice HELIOS se computa como una media ponderada de estas variables.

El índice HELIOS por tanto se calcula como un promedio ponderado estas cinco variables normalizadas ( I, P, Pt, A, R ) escaladas al rango [0,1]:

${\displaystyle {\text{HELIOS}}=w_{I}I+w_{P}P+w_{Pt}Pt+w_{A}A+w_{R}R}$

Donde los pesos suman 1. Una distribución de pesos típica podría ser:

• Inversión ( w _I ): 0,25
• Publicaciones ( w _P ): 0,25
• Patentes ( w _Pt ): 0,20
• Adopción ( w _A ): 0,25
• Regulación ( w _R ): 0,05

El valor HELIOS resultante varía de 0 (tecnología en etapa muy temprana) a 1 (alta madurez).

HELIOS es un valor entre 0 (tecnología en fase muy incipiente) y 1 (madurez elevada). Este índice compuesto permite comparar tecnologías y evaluar su posición en el ciclo de vida: valores intermedios sugieren una fase de crecimiento, mientras valores cercanos a 1 indican cercanía a la saturación del mercado.

Cada variable clave se mide utilizando criterios y escalas estandarizados:

Se mide el monto anual invertido (público + privado) en la tecnología (en USD). Se normaliza dividiendo por el mayor nivel registrado o meta sectorial (por ejemplo, un billón USD). Un rango típico de puntaje puede ser: 0 (casi 0 inversión), 0.2 (inversión baja), 0.5 (inversión moderada), 1.0 (inversión muy alta).

• 0: Inversión mínima
• 0.2: Baja inversión
• 0.5: Inversión moderada
• 1.0: Inversión muy alta

Número de artículos académicos en la disciplina relacionada por año. Se normaliza tomando el valor observado vs. un máximo histórico. Por ejemplo, se puede establecer 0–1 según: 0–10 art (0–0.2), 11–50 (0.2–0.5), 51–200 (0.5–0.8), >200 (0.8–1.0). Un crecimiento exponencial de la bibliografía suele indicar fase de desarrollo rápido:

• 0–10 artículos: 0–0,2
• 11–50 artículos: 0,2–0,5
• 51–200 artículos: 0,5–0,8
• >200 artículos: 0,8–1,0

Número de familias de patentes publicadas anualmente en ese campo. Se normaliza similar a publicaciones. Criterios: 0–50 patentes (0–0.3), 51–200 (0.3–0.6), 201–500 (0.6–0.9), >500 (0.9–1.0). Por ejemplo, recientes análisis muestran miles de nuevas patentes de computación cuántica por año[4], lo que situaría a esa tecnología en puntajes altos para este indicador

Normalización similar a la de las publicaciones: ^[3]​

• 0–50 patentes: 0–0,3
• 51–200 patentes: 0,3–0,6
• 201–500 patentes: 0,6–0,9
• >500 patentes: 0,9–1,0

Grado de implementación o uso de la tecnología (por ejemplo, porcentaje de mercado o número de usuarios/pilotos). Se puede estimar como la penetración en el mercado objetivo. Un posible criterio: <1 % (score ~0), 1–10 % (0.1–0.3), 10–50 % (0.3–0.7), >50 % (0.7–1.0). La adopción real suele seguir una curva en S (difusión de innovaciones), por lo que valores bajos implican fase inicial.

• <1%: ~0
• 1–10%: 0,1–0,3
• 10–50%: 0,3–0,7
• >50%: 0,7–1,0

Nivel de madurez del marco legal/estándares. Se asigna en base cualitativa al porcentaje de aspectos regulados (0 = sin regulación; 0.5 = regulaciones parciales; 1.0 = regulación completa y armonizada). Por ejemplo, la presencia de guías o leyes específicas (como controles de exportación) puede valer 0.5–0.8, mientras la ausencia de regulación específica sería 0.0–0.2.

• 0: Sin regulación
• 0.5: Regulaciones parciales
• 1.0: Regulación completa y armonizada

El estado actual de las cinco variables puede representarse gráficamente mediante un gráfico de radar, donde cada dimensión (inversión, publicaciones, patentes, adopción, regulación) se mide de 0 a 1. La superficie resultante refleja el perfil de madurez tecnológica. Además, la función sigmoidea típica (curva S) ilustra la trayectoria general de madurez: su pendiente máxima indica el punto de inflexión (fase de rápido crecimiento) y el nivel de saturación final marca la madurez completa.

Para ilustrar HELIOS, consideremos la computación cuántica con datos recientes:

• Inversión (I = 0,8) : El sector ha atraído miles de millones de dólares y McKinsey & Company estima que el mercado cuántico global podría alcanzar los 100.000 millones de dólares en diez años. ^[4]​
• Publicaciones (P ≈ 0,9) : El campo ha crecido exponencialmente con el aumento de la producción bibliográfica.
• Patentes (Pt ≈ 0,8) : Los informes muestran miles de nuevas familias anualmente (por ejemplo, 3795 en 2023 frente a 1899 en 2020). ^[5]​
• Adopción (A = 0,3) : La adopción comercial sigue siendo modesta, principalmente prototipos y servicios en la nube.
• Regulación (R ≈ 0,4) : Marco regulatorio emergente, incluidos los controles de exportación de EE. UU. implementados en 2024. ^[6]​

Usando los pesos sugeridos:

${\displaystyle {\text{HELIOS}}=0.25(0.8)+0.25(0.9)+0.20(0.8)+0.25(0.3)+0.05(0.4)\approx 0.65}$

Un valor de ~0,65 indica una etapa temprana de crecimiento, en consonancia con una rápida expansión de patentes e inversión, pero con una adopción limitada. Esto sugiere que la computación cuántica aún está lejos de la saturación, y la pendiente creciente de la curva S indica que el punto de inflexión de la adopción masiva podría estar acercándose.

Los valores de HELIOS cercanos a 0,5-0,7 corresponden a tecnologías en fase de desarrollo o adopción temprana, mientras que los índices cercanos a 1 indican madurez o estancamiento. El modelo permite:

• Análisis comparativo entre diferentes tecnologías
• Evaluación de la trayectoria tecnológica y el posicionamiento del ciclo de vida
• Toma de decisiones estratégicas para la inversión y la política de I+D
• Previsión y planificación tecnológica

El modelo original HELIOS era una herramienta de evaluación lineal, basada en normalización y pesos fijos, para analizar el ciclo de vida e impacto de desarrollos científicos y tecnológicos.

La versión mejorada amplía su alcance mediante normalización no lineal (p. ej., funciones sigmoide), modelos de crecimiento tipo curva-S para previsión (inversión, publicaciones, patentes, adopción, regulación) y ponderaciones dinámicas según fases del ciclo de vida. También aplica agregación no lineal (p. ej., Integral de Choquet, operadores Ordered weighted averaging OWA) para capturar sinergias y redundancias, e integra métodos de cuantificación de la incertidumbre como simulaciones de Monte Carlo (simulaciones de Monte Carlo).

Estas mejoras transforman a HELIOS en un marco probabilístico de previsión, capaz de identificar puntos de inflexión y ofrecer perspectivas detalladas para planificación estratégica, inversión en I + D y formulación de políticas en tecnologías emergentes.^[7]​

• Nivel de preparación tecnológica
• Difusión de innovaciones
• Gestión tecnológica
• Evaluación económica
• Pronóstico tecnológico
• Función sigmoide
• Modelo de usuario perezoso

• Niveles de preparación tecnológica de la NASA
• Índice Mundial de Innovación - OMPI
• DOI oficial para los modelos Helios 1.0 y 2.0
• Modelo predictivo elaborado para anticipar la evolución de una tecnológica
• HELIOS, Concepto y Propósito
• Modelo HELIOS, Evaluación híbrida del ciclo de vida y el impacto