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.

Descripción general

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.

Formulación matemática

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]:

{\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).

Criterios de puntuación y normalización

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:

Inversión (I+D)

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

Publicaciones científicas

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

Patentes

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

Adopción

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

Regulación

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

Representación visual

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.

Variables y puntuación

Variable	Métrico	Normalización	Peso típico
Inversión (I)	Gasto anual en I & D (USD)	I/I _máx.	0,25
Publicaciones (P)	Artículos por año	P/P _máx.	0,25
Patentes (Pt)	Familias de patentes por año	Pt/Pt _máx	0,20
Adopción (A)	% penetración de mercado	escala escalonada	0,25
Reglamento (R)	Calidad de los estándares legales	escala escalonada	0.05

Ejemplo práctico: computación cuántica

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:

{\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.

Aplicaciones e interpretación

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

Modelo mejorado HELIOS 2.0

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]

Véase también

Referencias

↑ Horizontes Disruptivos: Las 10 tecnologías que redefinirán la próxima década. E.Garbayo. 2025. ISBN 9798294856489.
↑ «User needs over time: the market and technology maturity model (MTMM)». Journal of Innovation and Entrepreneurship. 2023.
↑ «Assessing the life cycle of technologies». European Patent Office. 2023.
↑ «The Rise of Quantum Computing». McKinsey & Company. 2025.
↑ «Certainty in the trajectory of patents for quantum computing». Appleyard Lees. 2024.
↑ «Department of Commerce Releases Export Controls on Quantum Technologies». National Quantum Initiative. 2024.
↑ Garbayo, E. (2025). «HELIOS – Hybrid Evaluation of Lifecycle and Impact of Outstanding Science». arXiv:2508.21329.

Enlaces externos

[1] Horizontes Disruptivos: Las 10 tecnologías que redefinirán la próxima década. E.Garbayo. 2025. ISBN 9798294856489.

[2] «User needs over time: the market and technology maturity model (MTMM)». Journal of Innovation and Entrepreneurship. 2023.

[3] «Assessing the life cycle of technologies». European Patent Office. 2023.

[4] «The Rise of Quantum Computing». McKinsey & Company. 2025.

[5] «Certainty in the trajectory of patents for quantum computing». Appleyard Lees. 2024.

[6] «Department of Commerce Releases Export Controls on Quantum Technologies». National Quantum Initiative. 2024.

[7] Garbayo, E. (2025). «HELIOS – Hybrid Evaluation of Lifecycle and Impact of Outstanding Science». arXiv:2508.21329.

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