" Cuarta Revolución Industrial ", " 4IR " o " Industria 4.0 " [1] es una palabra de moda y un neologismo que describe el rápido avance tecnológico en el siglo XXI. El término fue popularizado en 2016 por Klaus Schwab , fundador y presidente ejecutivo del Foro Económico Mundial , [2] [3] [4] [5] [6] quien dice que los cambios muestran un cambio significativo en el capitalismo industrial . [7]
Una parte de esta fase de cambio industrial es la unión de tecnologías como la inteligencia artificial , la edición de genes y la robótica avanzada que desdibuja las líneas entre los mundos físico, digital y biológico. [7] [8]
A lo largo de todo esto, se están produciendo cambios fundamentales en la forma en que opera la red global de producción y suministro a través de la automatización continua de las prácticas industriales y de fabricación tradicionales, utilizando tecnología inteligente moderna, comunicación de máquina a máquina (M2M) a gran escala e Internet de las cosas. (IoT). Esta integración da como resultado una mayor automatización, una mejora de la comunicación y el autocontrol, y el uso de máquinas inteligentes que pueden analizar y diagnosticar problemas sin necesidad de intervención humana. [9]
También representa un cambio social, político y económico desde la era digital de finales de los años 1990 y principios de los años 2000 a una era de conectividad integrada que se distingue por la ubicuidad de la tecnología en la sociedad (es decir, un metaverso ) que cambia las formas en que los humanos experimentan y conocen la realidad. mundo que los rodea. [10] Postula que hemos creado y estamos entrando en una realidad social aumentada en comparación con los sentidos naturales y la capacidad industrial de los humanos únicamente. [7]
La frase Cuarta Revolución Industrial fue introducida por primera vez por un equipo de científicos que desarrollaban una estrategia de alta tecnología para el gobierno alemán. [11] Klaus Schwab , presidente ejecutivo del Foro Económico Mundial (FEM), presentó la frase a una audiencia más amplia en un artículo de 2015 publicado por Foreign Affairs . [12] "Dominar la Cuarta Revolución Industrial" fue el tema de 2016 de la Reunión Anual del Foro Económico Mundial , en Davos-Klosters, Suiza. [13]
El 10 de octubre de 2016, el Foro anunció la apertura de su Centro para la Cuarta Revolución Industrial en San Francisco. [14] Este también fue el tema y el título del libro de Schwab de 2016. [15] Schwab incluye en esta cuarta era tecnologías que combinan hardware, software y biología ( sistemas ciberfísicos ), [16] y enfatiza los avances en comunicación y conectividad. Schwab espera que esta era esté marcada por avances en tecnologías emergentes en campos como la robótica , la inteligencia artificial , la nanotecnología , la computación cuántica , la biotecnología , el internet de las cosas , el internet industrial de las cosas , el consenso descentralizado, las tecnologías inalámbricas de quinta generación , la impresión 3D y vehículos totalmente autónomos . [17]
En la propuesta The Great Reset del WEF, se incluye la Cuarta Revolución Industrial como una inteligencia estratégica en la solución para reconstruir la economía de manera sostenible tras la pandemia de COVID-19 . [18]
La Primera Revolución Industrial estuvo marcada por una transición de los métodos de producción manuales a las máquinas mediante el uso de la energía del vapor y del agua. La implementación de nuevas tecnologías tomó mucho tiempo, por lo que el período al que se refiere fue entre 1760 y 1820, o 1840 en Europa y Estados Unidos. Sus efectos tuvieron consecuencias en la fabricación textil, que fue la primera en adoptar tales cambios, así como en la industria del hierro, la agricultura y la minería, aunque también tuvo efectos sociales con una clase media cada vez más fuerte. [19]
La Segunda Revolución Industrial, también conocida como Revolución Tecnológica, es el período comprendido entre 1871 y 1914 que resultó de la instalación de extensas redes ferroviarias y telegráficas, que permitieron una transferencia más rápida de personas e ideas, así como de electricidad. La creciente electrificación permitió que las fábricas desarrollaran líneas de producción modernas . Fue un período de gran crecimiento económico, con un aumento de la productividad, que también provocó un aumento del desempleo ya que muchos trabajadores de las fábricas fueron reemplazados por máquinas. [20]
La Tercera Revolución Industrial, también conocida como Revolución de la Electrónica Digital, se produjo a finales del siglo XX, tras el fin de las dos guerras mundiales, como resultado de una desaceleración de la industrialización y el avance tecnológico en comparación con períodos anteriores. La producción de la computadora Z1 , que utilizaba números binarios de punto flotante y lógica booleana , una década después, fue el comienzo de desarrollos digitales más avanzados.
En 2011 se publicó un libro titulado La tercera revolución industrial , de Jeremy Rifkin , que se centró en la intersección de la tecnología de las comunicaciones digitales y la energía renovable. Vice Media lo convirtió en un documental de 2017 .
En esencia, la Cuarta Revolución Industrial es la tendencia hacia la automatización y el intercambio de datos en tecnologías y procesos de fabricación que incluyen sistemas ciberfísicos (CPS) , IoT, Internet industrial de las cosas, [21] computación en la nube , [22] [23] [ 24] [25] computación cognitiva e inteligencia artificial. [25] [26]
Las máquinas no pueden reemplazar la experiencia profunda, pero tienden a ser más eficientes que los humanos al realizar funciones repetitivas, y la combinación de aprendizaje automático y potencia computacional permite a las máquinas llevar a cabo tareas muy complicadas. [27]
La Cuarta Revolución Industrial se ha definido como desarrollos tecnológicos en sistemas ciberfísicos como la conectividad de alta capacidad; nuevos modos de interacción hombre-máquina como interfaces táctiles y sistemas de realidad virtual; y mejoras en la transferencia de instrucciones digitales al mundo físico, incluida la robótica y la impresión 3D (fabricación aditiva); el Internet de las Cosas (IoT); "grandes datos" y computación en la nube; sistemas basados en inteligencia artificial; mejoras y adopción de sistemas de energía renovable autónomos/fuera de la red: solares, eólicos, undimotrices, hidroeléctricos y baterías eléctricas ( sistemas de almacenamiento de energía renovable (ESS) de iones de litio y vehículos eléctricos).
La Cuarta Revolución Industrial marca el comienzo de la era de la imaginación . [28]
La Industria 4.0 aumenta la eficiencia operativa. Se presentan cuatro temas que resumen una Industria 4.0: [22]
Los defensores de la Cuarta Revolución Industrial sugieren que se trata de una revolución distinta y no simplemente de una prolongación de la Tercera Revolución Industrial. [12] Esto se debe a las siguientes características:
Los críticos del concepto descartan la Industria 4.0 como una estrategia de marketing. Sugieren que, aunque se pueden identificar cambios revolucionarios en distintos sectores, hasta el momento no hay ningún cambio sistémico. Además, el ritmo de reconocimiento de la Industria 4.0 y la transición de políticas varía según los países; La definición de Industria 4.0 no está armonizada. Una de las figuras más conocidas es Jeremy Rifkin , quien "está de acuerdo en que la digitalización es el sello y la tecnología definitoria en lo que se conoce como la Tercera Revolución Industrial". [30] Sin embargo, sostiene que "la evolución de la digitalización apenas ha comenzado a seguir su curso y que su nueva configuración en forma de Internet de las cosas representa la siguiente etapa de su desarrollo". [30]
La aplicación de la Cuarta Revolución Industrial opera a través de: [31]
Principalmente estas tecnologías se pueden resumir en cuatro grandes componentes, que definen el término "Industria 4.0" o "fábrica inteligente": [31]
La Industria 4.0 conecta una amplia gama de nuevas tecnologías para crear valor. Utilizando sistemas ciberfísicos que monitorean procesos físicos, se puede diseñar una copia virtual del mundo físico. Las características de los sistemas ciberfísicos incluyen la capacidad de tomar decisiones descentralizadas de forma independiente, alcanzando un alto grado de autonomía. [31]
El valor creado en la Industria 4.0 puede basarse en la identificación electrónica, en la que la fabricación inteligente requiere la incorporación de tecnologías determinadas en el proceso de fabricación para clasificarse así en el camino de desarrollo de la Industria 4.0 y no en la digitalización . [32]
Smart Factory es la visión de un entorno de producción en el que las instalaciones de producción y los sistemas logísticos se organizan sin intervención humana.
La Smart Factory ya no es una visión. Si bien los diferentes modelos de fábrica representan lo factible, muchas empresas ya explican con ejemplos prácticos cómo funciona la Smart Factory.
La base técnica sobre la que se asienta la Smart Factory –la fábrica inteligente– son los sistemas ciberfísicos que se comunican entre sí mediante el Internet de las Cosas y los Servicios. Una parte importante de este proceso es el intercambio de datos entre el producto y la línea de producción. Esto permite una conexión mucho más eficiente de la cadena de suministro y una mejor organización dentro de cualquier entorno de producción.
La Cuarta Revolución Industrial fomenta lo que se ha denominado una "fábrica inteligente". Dentro de las fábricas inteligentes con estructura modular, los sistemas ciberfísicos monitorean los procesos físicos, crean una copia virtual del mundo físico y toman decisiones descentralizadas. [33] A través del Internet de las cosas, los sistemas ciberfísicos se comunican y cooperan entre sí y con los humanos en tiempo sincrónico, tanto internamente como a través de los servicios organizacionales ofrecidos y utilizados por los participantes de la cadena de valor . [22] [34]
La Industria 4.0 también puede proporcionar mantenimiento predictivo, gracias al uso de la tecnología y los sensores IoT. El mantenimiento predictivo, que puede identificar problemas de mantenimiento en tiempo real, permite a los propietarios de máquinas realizar un mantenimiento rentable y determinarlo con anticipación antes de que la maquinaria falle o se dañe. Por ejemplo, una empresa de Los Ángeles podría comprender si un equipo en Singapur funciona a una velocidad o temperatura anormales. Luego podrían decidir si es necesario repararlo o no. [35]
Se dice que la Cuarta Revolución Industrial depende en gran medida de la tecnología de impresión 3D . Algunas ventajas de la impresión 3D para la industria son que puede imprimir muchas estructuras geométricas, además de simplificar el proceso de diseño del producto. También es relativamente respetuoso con el medio ambiente. En la producción de bajo volumen, también puede reducir los plazos de entrega y los costos totales de producción. Además, puede aumentar la flexibilidad, reducir los costos de almacenamiento y ayudar a la empresa a adoptar una estrategia comercial de personalización masiva. Además, la impresión 3D puede resultar muy útil para imprimir piezas de repuesto e instalarlas localmente, reduciendo así la dependencia de los proveedores y reduciendo el plazo de entrega. [36]
El factor determinante es el ritmo del cambio. La correlación de la velocidad del desarrollo tecnológico y, como resultado, las transformaciones socioeconómicas y de infraestructura con la vida humana permite afirmar un salto cualitativo en la velocidad del desarrollo, que marca una transición a una nueva era temporal. [37]
Los sensores y la instrumentación impulsan las fuerzas centrales de la innovación, no sólo para la Industria 4.0 sino también para otras megatendencias "inteligentes", como la producción inteligente, la movilidad inteligente, los hogares inteligentes, las ciudades inteligentes y las fábricas inteligentes. [38]
Los sensores inteligentes son dispositivos que generan datos y permiten una mayor funcionalidad, desde el autocontrol y la autoconfiguración hasta el control del estado de procesos complejos. Con la capacidad de comunicación inalámbrica, reducen en gran medida el esfuerzo de instalación y ayudan a realizar una densa gama de sensores. [39]
La importancia de los sensores, la ciencia de medición y la evaluación inteligente para la Industria 4.0 ha sido reconocida y reconocida por varios expertos y ya ha dado lugar a la afirmación "Industria 4.0: nada funciona sin sistemas de sensores". [40]
Sin embargo, existen algunos problemas, como el error de sincronización horaria, la pérdida de datos y el manejo de grandes cantidades de datos recopilados, que limitan la implementación de sistemas completos. Además, los límites adicionales a estas funcionalidades representan la potencia de la batería. Un ejemplo de la integración de sensores inteligentes en los dispositivos electrónicos, es el caso de los relojes inteligentes, donde los sensores reciben los datos del movimiento del usuario, procesan los datos y como resultado, le brindan al usuario información sobre cuántos pasos han caminado en un día y también convierte los datos en calorías quemadas.
Los sensores inteligentes en estos dos campos aún se encuentran en etapa de prueba. [41] Estos innovadores sensores conectados recogen, interpretan y comunican la información disponible en las parcelas (superficie foliar, índice de vegetación , clorofila, higrometría, temperatura, potencial hídrico, radiación). A partir de estos datos científicos, el objetivo es permitir un seguimiento en tiempo real a través de un smartphone con una serie de consejos que optimicen la gestión de la parcela en términos de resultados, tiempos y costes. En la granja, estos sensores se pueden utilizar para detectar etapas del cultivo y recomendar insumos y tratamientos en el momento adecuado. Así como controlar el nivel de riego. [42]
La industria alimentaria exige cada vez más seguridad y transparencia y se requiere documentación completa. Esta nueva tecnología se utiliza como sistema de seguimiento, así como para la recopilación de datos humanos y de productos. [43]
La economía del conocimiento es un sistema económico en el que la producción y los servicios se basan en gran medida en actividades intensivas en conocimiento que contribuyen a un ritmo acelerado de avance técnico y científico, así como a una rápida obsolescencia. [44] [45] La Industria 4.0 ayuda a las transiciones hacia la economía del conocimiento al aumentar la dependencia de las capacidades intelectuales en lugar de los insumos físicos o los recursos naturales.
Desafíos en la implementación de la Industria 4.0: [46] [47]
Muchos países han establecido mecanismos institucionales para fomentar la adopción de tecnologías de la Industria 4.0. Por ejemplo,
Australia tiene una Agencia de Transformación Digital (fundada en 2015) y el Grupo de Trabajo sobre Industria 4.0 del Primer Ministro (fundada en 2016), que promueve la colaboración con grupos industriales en Alemania y Estados Unidos. [53]
El término "Industrie 4.0", abreviado a I4.0 o simplemente I4, surgió en 2011 a partir de un proyecto de la estrategia de alta tecnología del gobierno alemán y se relaciona específicamente con esa política de proyectos, más que con una noción más amplia de una Cuarta Revolución Industrial. de 4IR, [7] que promueve la informatización de la fabricación. [54] El término "Industria 4.0" se presentó públicamente ese mismo año en la Feria de Hannover . [55] El renombrado profesor alemán Wolfgang Wahlster es a veces llamado el inventor del término " Industria 4.0 ". [56] En octubre de 2012, el Grupo de Trabajo sobre Industria 4.0 presentó un conjunto de recomendaciones de implementación de Industria 4.0 al gobierno federal alemán. Los miembros y socios del grupo de trabajo son reconocidos como los padres fundadores y la fuerza impulsora de la Industria 4.0. El 8 de abril de 2013 en la Feria de Hannover se presentó el informe final del Grupo de Trabajo Industria 4.0. Este grupo de trabajo estuvo encabezado por Siegfried Dais, de Robert Bosch GmbH , y Henning Kagermann, de la Academia Alemana de Ciencias e Ingeniería . [57]
A medida que las empresas han aplicado los principios de la Industria 4.0, en ocasiones se les ha cambiado el nombre. Por ejemplo, el fabricante de piezas aeroespaciales Meggitt PLC ha denominado su propio proyecto de investigación sobre Industria 4.0 M4. [58]
El debate sobre cómo afectará al mercado laboral el cambio hacia la Industria 4.0, especialmente la digitalización , se debate en Alemania bajo el tema Trabajo 4.0 . [59]
El gobierno federal de Alemania, a través de sus ministerios BMBF y BMWi, es líder en el desarrollo de la política I4.0. Mediante la publicación de objetivos y metas establecidos que las empresas deben alcanzar, el gobierno federal alemán intenta marcar la dirección de la transformación digital. Sin embargo, existe una brecha entre la colaboración de las empresas alemanas y el conocimiento de estas políticas establecidas. [60] El mayor desafío al que se enfrentan actualmente las pymes en Alemania con respecto a la transformación digital de sus procesos de fabricación es garantizar que exista un panorama concreto de TI y aplicaciones para respaldar futuros esfuerzos de transformación digital. [60]
Las características de la estrategia Industria 4.0 del gobierno alemán implican una fuerte personalización de los productos en condiciones de producción (en masa) altamente flexible. [61] La tecnología de automatización necesaria se mejora mediante la introducción de métodos de autooptimización, autoconfiguración, [62] autodiagnóstico, cognición y apoyo inteligente a los trabajadores en su trabajo cada vez más complejo. [63] El proyecto más grande en Industria 4.0 en julio de 2013 es el clúster de vanguardia del Ministerio Federal Alemán de Educación e Investigación (BMBF) "Sistemas Técnicos Inteligentes Ostwestfalen-Lippe (su OWL)". Otro proyecto importante es el proyecto RES-COM del BMBF, [64] así como el grupo de excelencia "Tecnología de producción integrada para países con salarios altos". [65] En 2015, la Comisión Europea inició el proyecto de investigación internacional CREMA (fabricación elástica rápida basada en la nube) de Horizonte 2020 como una importante iniciativa para fomentar el tema de la Industria 4.0. [66]
En Estonia, la transformación digital denominada Cuarta Revolución Industrial por Klaus Schwab y el Foro Económico Mundial en 2015 comenzó con la restauración de la independencia en 1991. Aunque llegó tarde a la revolución de la información debido a 50 años de ocupación soviética , Estonia saltó al primer puesto. era digital, saltándose casi por completo las conexiones analógicas. Las primeras decisiones tomadas por el Primer Ministro Mart Laar sobre el curso del desarrollo económico del país llevaron al establecimiento de lo que hoy se conoce como e-Estonia , una de las naciones más avanzadas digitalmente del mundo .
De acuerdo con los objetivos establecidos en la Agenda Digital 2030 de Estonia, [67] los próximos pasos en la transformación digital del país serán pasar a servicios proactivos y basados en eventos, tanto en el entorno privado como empresarial, así como desarrollar una economía verde, impulsada por la IA y Gobierno digital centrado en el ser humano.
Otro ejemplo es Making Indonesia 4.0, centrado en mejorar el rendimiento industrial. [53]
India, con su economía en expansión y su extenso sector manufacturero, ha abrazado plenamente la revolución digital, lo que ha llevado a una nueva era de excelencia manufacturera. El programa indio para la Industria 4.0 se centra en aprovechar la tecnología para producir productos globalmente competitivos a precios rentables y al mismo tiempo adoptar los últimos avances tecnológicos de la Industria 4.0. [68]
La Sociedad 5.0 visualiza una sociedad que prioriza el bienestar de sus ciudadanos, logrando un equilibrio armonioso entre el progreso económico y el abordaje efectivo de los desafíos sociales a través de un sistema estrechamente interconectado tanto del ámbito digital como del mundo físico. Este concepto se introdujo en 2019 en el V Plan Básico de Ciencia y Tecnología del gobierno japonés como modelo para un futuro marco social. [69]
Sudáfrica nombró una Comisión Presidencial sobre la Cuarta Revolución Industrial en 2019, compuesta por unas 30 partes interesadas con experiencia en el mundo académico, la industria y el gobierno. [70] [71] Sudáfrica también ha establecido un Comité Interministerial sobre Industria 4.0.
La República de Corea ha tenido un Comité Presidencial sobre la Cuarta Revolución Industrial desde 2017. La estrategia I-Corea de la República de Corea (2017) se centra en nuevos motores de crecimiento que incluyen inteligencia artificial, drones y automóviles autónomos, en línea con la innovación del gobierno. política económica impulsada. [70]
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Uganda adoptó su propia Estrategia Nacional 4IR en octubre de 2020 con énfasis en la gobernanza electrónica, la gestión urbana (ciudades inteligentes), la atención médica, la educación, la agricultura y la economía digital; Para apoyar a las empresas locales, el gobierno estaba contemplando la posibilidad de introducir un proyecto de ley de nuevas empresas locales en 2020 que requeriría que todos los contables agotaran el mercado local antes de adquirir soluciones digitales en el extranjero. [70]
En un documento de políticas publicado en 2019, el Departamento de Negocios, Energía y Estrategia Industrial del Reino Unido , titulado "Regulación para la Cuarta Revolución Industrial", describió la necesidad de evolucionar los modelos regulatorios actuales para seguir siendo competitivos en entornos tecnológicos y sociales en evolución. [8]
El Departamento de Seguridad Nacional publicó en 2019 un artículo titulado 'El Internet industrial de las cosas (IIOT): oportunidades, riesgos, mitigación'. Las piezas básicas de la infraestructura crítica están cada vez más digitalizadas para lograr una mayor conectividad y optimización. Por lo tanto, su implementación, crecimiento y mantenimiento deben planificarse y salvaguardarse cuidadosamente. El documento analiza no sólo las aplicaciones de IIOT sino también los riesgos asociados. Ha sugerido algunas áreas clave donde es posible mitigar el riesgo. Para aumentar la coordinación entre el sector público, privado, las fuerzas del orden, el mundo académico y otras partes interesadas, el DHS formó el Centro Nacional de Integración de Comunicaciones y Ciberseguridad (NCCIC). [72]
La industria aeroespacial se ha caracterizado en ocasiones por tener "un volumen demasiado bajo para una automatización extensa"; sin embargo, varias empresas aeroespaciales han investigado los principios de la Industria 4.0 y se han desarrollado tecnologías para mejorar la productividad cuando el costo inicial de la automatización no puede justificarse. Un ejemplo de ello es el proyecto M4 del fabricante de piezas aeroespaciales Meggitt PLC . [58]
El uso cada vez mayor del Internet de las cosas industrial se denomina Industria 4.0 en Bosch y, en general, en Alemania. Las aplicaciones incluyen máquinas que pueden predecir fallas y desencadenar procesos de mantenimiento de forma autónoma o coordinación autoorganizada que reacciona ante cambios inesperados en la producción. [73] En 2017, Bosch lanzó Connectory, una incubadora de innovación con sede en Chicago , Illinois , que se especializa en IoT, incluida la Industria 4.0.
La Industria 4.0 inspiró la Innovación 4.0, un movimiento hacia la digitalización para el mundo académico y la investigación y el desarrollo . [74] En 2017, la Fábrica de Innovación de Materiales (MIF) de £ 81 millones en la Universidad de Liverpool se inauguró como un centro de ciencia de materiales asistida por computadora, [75] donde la formulación robótica, [76] la captura de datos y el modelado se están integrando en las prácticas de desarrollo. . [74]
Con el desarrollo constante de la automatización de las tareas cotidianas, algunos vieron el beneficio en exactamente lo contrario de la automatización, donde los productos hechos a sí mismos se valoran más que aquellos que involucran automatización. [77] Esta valoración se denomina efecto IKEA , término acuñado por Michael I. Norton de Harvard Business School , Daniel Mochon de Yale y Dan Ariely de Duke . Otro problema que se espera que se acelere con el crecimiento de IR4 es la prevalencia de trastornos mentales. [78] El mundo ya ha experimentado problemas similares en las industrias de alta tecnología. [79]
La Industria 5.0 se ha propuesto como una estrategia para crear un cambio de paradigma para un panorama industrial en el que el foco principal ya no debería ser aumentar la eficiencia sino promover el bienestar de la sociedad y la sostenibilidad de la economía y la producción industrial. [80] [81]
La era de la IA, también conocida como la revolución de la IA, es la transición en curso de la economía y la sociedad humanas hacia una economía posterior a la escasez y una sociedad posterior al trabajo habilitada por la inteligencia artificial (IA), que comenzó a principios de la década de 2020 .
Los sistemas de IA que se desarrollan cada vez más rápido están encontrando su camino en cada vez más sectores económicos y áreas de la vida y se espera que eventualmente asuman la mayoría de los trabajos humanos . Como resultado, la producción industrial también está siendo impulsada cada vez más por la IA.
{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)Las tecnologías digitales... no son nuevas, pero en una ruptura con la tercera revolución industrial, se están volviendo más sofisticadas e integradas y, como resultado, están transformando las sociedades y la economía global.
Las posibilidades de miles de millones de personas conectadas mediante dispositivos móviles, con potencia de procesamiento, capacidad de almacenamiento y acceso al conocimiento sin precedentes, son ilimitadas.
Y estas posibilidades se verán multiplicadas por los avances tecnológicos emergentes en campos como la inteligencia artificial, la robótica, el Internet de las cosas, los vehículos autónomos, la impresión 3D, la nanotecnología, la biotecnología, la ciencia de los materiales, el almacenamiento de energía y la computación cuántica.
Este artículo incorpora texto de un trabajo de contenido gratuito . . Texto tomado del Informe científico de la UNESCO: la carrera contra el tiempo para un desarrollo más inteligente., Schneegans, S., T. Straza y J. Lewis (eds), UNESCO.