La revolución silenciosa que promete transformar la automatización industrial

El mundo de la automatización industrial es único, con su propia complejidad y sistemas críticos que mantienen las cadenas de suministro en marcha. La seguridad, la precisión y la velocidad se consideran los elementos básicos de la automatización industrial. En este entorno distintivo, un lenguaje de programación moderno está dejando su propia huella silenciosamente.

¿Qué es Rust?

Según señala el portal automation.com, Rust es un lenguaje de programación diseñado con una capacidad única para combinar un alto rendimiento con una seguridad excepcional. Introducido en 2010 por Mozilla, Rust fue diseñado para abordar los desafíos que enfrenta la programación de bajo nivel, como la gestión de memoria y la concurrencia, sin comprometer la velocidad, a diferencia de los lenguajes de programación tradicionales como C y C++.

Durante la última década, con nuevas tecnologías avanzadas, la automatización industrial ha experimentado un progreso significativo. Ya no se trata solo de hacer que las cosas funcionen en la fabricación a través de la automatización, sino de hacerlo más rápido y de manera más inteligente y más segura.

Si bien los lenguajes de programación tradicionales como C y C++ han sido confiables hasta ahora, tienen su propio conjunto de desafíos, como fugas de memoria, carreras de datos y vulnerabilidades de seguridad. Rust está diseñado para abordar estos problemas desde la raíz con su diseño único.

Rust pronto se convertirá en el lenguaje principal para el desarrollo de nuevas aplicaciones industriales y de automatización. Tal y como indica el estudio de investigación "Memory-safety challenge regarded solved? An in-depth study with all Rust CVE", entre el 60 y el 70% de las vulnerabilidades de seguridad en sistemas integrados y dispositivos electrónicos son causadas por problemas de memoria. Rust aborda directamente estos problemas, ofreciendo una mejora significativa en el desarrollo de software seguro.

Seguridad sin sacrificar la velocidad

La característica más destacada de Rust es su fuerte enfoque en la seguridad de la memoria sin un recolector de basura. Para los sistemas industriales, donde un solo fallo puede detener una línea de producción completa, esto es un cambio radical.

Las comprobaciones en tiempo de compilación de Rust evitan errores comunes incluso antes de que se ejecute el código, lo que garantiza que el software no solo sea rápido, sino también confiable. Este nivel de seguridad, combinado con el alto rendimiento en comparación con C++, hace que Rust sea ideal para sistemas de automatización que no pueden permitirse fallar.

Simultaneidad que simplemente funciona

En la automatización industrial, a menudo es necesario ejecutar varios procesos simultáneamente. Por ejemplo, un controlador PLC maneja datos de múltiples sensores que monitorean las condiciones en un segundo determinado y reacciona en consecuencia haciendo que los robots realicen una acción en cuestión de milisegundos.

El enfoque de Rust hacia la simultaneidad, donde las carreras de datos simplemente no están permitidas, significa que estos procesos pueden ejecutarse sin problemas en paralelo sin el temor de un comportamiento impredecible que se observa con otros lenguajes. Esto hace que Rust sea la opción perfecta para entornos de automatización complejos y en tiempo real donde cada milisegundo cuenta.

La ciberseguridad como una preocupación de primera clase

La seguridad es una de las mayores preocupaciones en el mundo actual y es fundamental en la automatización industrial. Con la IoT y las fábricas inteligentes, los dispositivos están más interconectados que nunca y, lamentablemente, eso también los hace más expuestos a posibles ciberataques.

Las funciones de seguridad de memoria de Rust ayudan más allá de prevenir fallas al mitigar vulnerabilidades de seguridad comunes como desbordamientos de búfer, que han sido la causa principal de muchos ciberataques.

Al aplicar una estricta seguridad de la memoria, Rust reduce el riesgo de vulnerabilidades de seguridad introducidas por errores humanos. Rust también elimina muchos errores de bajo nivel, lo que reduce la superficie de ataque en los sistemas de automatización, de modo que sea mucho más difícil para los atacantes explotar los puntos débiles.

Escalabilidad para sistemas distribuidos

Estamos viendo un aumento de aplicaciones en sistemas distribuidos. Las aplicaciones se distribuyen por toda la planta industrial y se comunican y trabajan juntas en una mente estructurada en colmena. La capacidad de escalar estos sistemas distribuidos de manera efectiva, es más importante que nunca.

Rust encaja perfectamente en este panorama, ya que ofrece el tipo de rendimiento necesario. La programación asincrónica de Rust con sintaxis async/await facilita la gestión de muchas tareas a la vez sin ralentizar ni bloquear el sistema.

Aplicaciones reales de Rust en la automatización industrial

Aunque Rust aún no es el lenguaje de programación predeterminado para la automatización industrial, poco a poco está ganando mucha atención. Varias empresas ya están aprovechando Rust para resolver problemas críticos y complejos en la automatización industrial.

Sistemas integrados: la columna vertebral de la automatización

Una de las áreas en las que Rust está demostrando ser eficaz es en los sistemas integrados. Se trata de pequeñas computadoras integradas en dispositivos como sensores, controladores y brazos robóticos que suelen funcionar con recursos muy bajos.

Durante décadas, estos sistemas se escribieron en C o C++ debido a su velocidad y al acceso de bajo nivel al hardware, pero Rust está ganando terreno en esta carrera. Con Rust, ya no se trata de elegir entre velocidad y confiabilidad, los dispositivos pueden tener ambas.

Internet de las cosas (IoT): Conexión de fábricas inteligentes

Otra área en la que Rust puede ser eficaz es en las redes de IoT, que han aumentado rápidamente con las fábricas inteligentes. Las fábricas inteligentes utilizan dispositivos conectados para realizar cada acción en un entorno industrial. Las fábricas grandes pueden tener cientos o incluso miles de dispositivos conectados, todos ellos comunicándose y compartiendo datos.

Para realizar operaciones a este nivel, las industrias necesitan sistemas que sean escalables y seguros. La capacidad de Rust para manejar múltiples tareas simultáneamente, gracias a su modelo de concurrencia avanzado, lo convierte en una opción natural para estos entornos.

Rockwell y Rust

Rockwell Automation, líder mundial en automatización industrial y transformación digital, ha estado explorando Rust para varios proyectos relacionados con IoT. Al adoptar Rust, Rockwell no solo logró un rendimiento significativamente mejorado, sino que también mitigó muchos riesgos de seguridad, como vulnerabilidades de seguridad de memoria y desbordamientos de búfer. Esto reduce el riesgo de ser explotado por ciberataques dirigidos a dispositivos IoT.

Rust en Robótica: precisión y seguridad

La robótica es otra área de la automatización industrial en la que Rust está empezando a dejar su huella. En un entorno industrial, los robots manejan la mayoría de las tareas potencialmente peligrosas. Garantizar que sus acciones sean fiables y predecibles es esencial.

Tradicionalmente, el software de robótica ha dependido en gran medida de C++ por sus beneficios de rendimiento, pero C++ tiene desventajas con los procesos simultáneos. El uso de Rust en robótica puede garantizar la seguridad y precisión necesarias para los sistemas robóticos en un entorno industrial. Puede reducir el riesgo de errores que podrían provocar disfunciones costosas o incluso peligrosas.

Robonomics, una plataforma descentralizada de código abierto para aplicaciones de IoT y robótica compleja, ha desarrollado middleware basado en Rust para ROS 2 (Robot Operating System 2), mejorando la seguridad y la eficiencia de las operaciones robóticas.

El futuro es Rust: subirse a bordo o quedarse atrás

A medida que las tecnologías evolucionan, las industrias continúan progresando. La presión para adoptar tecnologías de vanguardia que generen innovación y seguridad es mayor que nunca.

En este sentido, Rust es una tecnología poco común que puede marcar la diferencia al ofrecer a las industrias las herramientas que necesitan para mantenerse al día con las tendencias actuales y liderar el cambio. Las empresas que han adoptado Rust ya han mejorado sus sistemas y se han preparado para el éxito a largo plazo en un mundo que cambia rápidamente. Las empresas que se adelantan a la curva tendrán una ventaja competitiva en los próximos años.

Después de décadas, un lenguaje de programación está haciendo ruido en la automatización industrial. Sin embargo, Rust no es solo otro lenguaje de programación. Es un cambio radical en la forma en que abordamos la construcción de sistemas industriales confiables, eficientes y seguros. En el complejo mundo de la automatización industrial, Rust proporciona el equilibrio ideal de rendimiento, seguridad y capacidades modernas.

Para cualquier empresa que se tome en serio mantenerse a la vanguardia de la automatización industrial, Rust no es solo una opción a considerar, sino que se trata del camino a seguir.