Construyendo la Internet de las Cosas

Introducción del Editores Invitados • Vincenzo Piuri and Roberto Minerva • Julio 2015

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Translations by Osvaldo Perez and Tiejun Huang


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Radical Next-Gen Computing

La definición de la Internet de las Cosas, (IoT) es elusiva porque se refiere a muchas disciplinas, tecnologías y dominios de aplicaciones. Esencialmente, la IoT avizora sistemas de sensores interconectados y objetos inteligentes que trabajan juntos para hacer al ambiente inteligente, usable y programable.

La IoT involucra sensores, circuitos, sistemas embebidos, comunicaciones, interfaces inteligentes, gestión de energía, gestión de datos, fusión de datos, gestión de conocimiento, sistemas en tiempo real, procesamiento distribuido, diseño de sistemas y técnicas sofisticadas de software que se relacionan con los grandes datos. La IoT también incluye desde la Internet industrial, la cual podría cambiar profundamente como los productos son producidos, hasta la salud-electrónica, que ofrece nuevas formas para el cuidado de humanos y el tratamiento de dolencias.

Los sistemas de IoT cubren un amplio espectro de arquitecturas, abarcando desde las pequeñas estructuras, con pocos sensores y el interfuncionamiento en áreas limitadas que proporcionan servicios y aplicaciones a un pequeño conjunto de personas, a los sistemas omnipresentes que involucran a millones de sensores, el procesamiento distribuido de la información y el establecimiento de actuadores para la infraestructura de una ciudad inteligente.

Las fronteras administrativas de los sistemas IoT determinaran diferencias remarcables: Un sistema monitor hogareño será controlado y gestionado en forma diferente que un sistema logístico que debe integrar funciones y servicios ofrecidos en varios dominios administrativos diferentes. Los sistemas IoT difieren también desde la perspectiva de negocios: Los dispositivos de sensado del bienestar humano difieren dramáticamente de los sistemas de monitoreo de seguridad empresarial Los sistemas y soluciones de la IoT enfrentan a una creciente cantidad de sensores, dispositivos, dominios administrativos, protocolos e interfaces.

En esta Edición

Ofrecer una visión integral de la nube de IoT es difícil porque podría involucrar prácticamente todo. En el artículo “Habilitando la Internet de las Cosas”, Roy Want, Bill Schilit y Scott Jenson proporcionan recursos y objetos representativos del mundo real clave y uniforme que interactúan con ellos a través de las tecnologías derivadas de la Web. Muestran como la nube de la IoT le permite a los dispositivos móviles monitorear y controlar prácticamente todo.

Irene Bojanova, George Hurlburt y Jeffrey Voas, llevan esto al siguiente nivel con el artículo “Imaginando la Ingeniera de una Internet de Todo”. Nos llevan a un futuro cercano donde todos los objetos estarán conectados y serán programables por medio de un conjunto de aplicaciones. Para alcanzar este siguiente nivel requeriremos la capacidad de mitigar las diferencias tecnológicas e integrar las funciones y los datos. La IoT también requerirá la capacidad de mover datos y de integrarlos para un procesamiento coordinado. En el video “Sobre la IPv6 y su importancia para la IoT”, Antonio Skarnet, TPC Chairman del IEEE World Forum de la conferencia de IoT, presenta como la IPv6 podría ser el instrumento para direccionar y enrutar la información entre los objetos de IoT. Tal comunicación con IP ayudara a potenciar la integración deseada y en enrutamiento de la información entre los objetos de IoT en un ambiente extendido para las soluciones de IoT.

Las tendencias actuales sobre la agregación de recursos y funcionalidades de computación en los data centers podrían ser el fundamento para implementar soluciones de IoT de gran escala. En el artículo “Infraestructura Elástica para el Soporte de Nubes de Computación para Gran Escala en Sistemas Cyber-físicos” por Douglas Schmidt, Jules White y Christopher Gill, discuten posibles soluciones para la IoT que aprovechan la elasticidad y flexibilidad de la nube para cubrir requerimientos específicos, tales como la potencia de procesamiento agregada en áreas geográficas diferentes y la gestión de una demanda dinámica de recursos.

Las tendencias y estudios actuales relacionados con la virtualización de la nube soportan la búsqueda por la integración y la abstraccion. Sanjav Madria, Vimal Kumar y Rashmi Dalvi, implementan sensores virtuales como el núcleo de una arquitectura nube de sensores en “Nube de Sensores: Una Nube de Sensores Virtuales”. Estos sensores virtuales podrían potenciar y ayudar a crear ambientes multiusuarios por sobre los recursos limitados por sensores físicos inalámbricos y ayudar a soportar múltiples aplicaciones. Los sensores virtuales podrían ser reutilizados en contextos diferentes con propiedades diferentes para acomodar las necesidades de aplicaciones heterogéneas.

Una cantidad masiva de dispositivos caracterizan a los sistemas extendidos de IoT, incluyendo a los potenciales dispositivos inalámbricos inestables operando en áreas sin una cobertura completa. El tratamiento de estas y otras cuestiones requerirán de requeriremos para una gestión flexible y plataformas operativas. Los mecanismos tradicionales no serán capaces de manejar la cantidad prevista de sensores y dispositivos, su gran cantidad requerirá la configuración autónoma y la actualización de sistemas implementados con plataformas de middleware flexibles. En el artículo “Distribuidos y Gestionados: Desafíos y Oportunidades de Investigación de la Siguiente Generación de Sistemas Cyber-físicos”, Gabor Karsai y sus colaboradores presentan estos y otros desafíos que la distribución de recursos ofrecen y su propósito como arquitecturas de middleware para poder integrarlos.

La IoT está también fuertemente relacionada con las capacidades de medición en el mundo físico. Muchas mediciones serán necesarias para controlar los fenómenos en la ciudad inteligente. Esto se puede referir tanto a los objetos físicos como humanos utilizando los dispositivos y sensores. Dado que los sistemas de IoT recolectaran grandes cantidades de datos y el análisis de tales datos puede conducir a la identificación de patrones de comportamiento o incluso de personas específicas, la IoT presenta desafíos a la privacidad y la seguridad. En el artículo “La Privacidad de los Grandes Datos en la Era de la Internet de las Cosas” Charith Perera y sus colaboradores ubican el uso de las técnicas de grandes datos derivadas de los sistemas de IoT en una perspectiva centrada en el usuario en tanto que presentan los desafíos actuales.

Video: The Disappearing of IoT
Antonio Manzalini on the transformation of telecommunications infrastructure.

 

En el video “La desaparición de la IoT” Antonio Manzalini, chairman de la iniciativa IEEE SDN, discute como la “softwarización” transformara a las infraestructuras de telecomunicaciones en un “continuo” de recursos lógicos, extendidos desde los terminales de los usuarios finales, a través de la red hasta los data centers. No solo las fronteras entre la red y la nube desaparecerá, sino también los terminales, maquinas inteligente, cosas inteligentes, robots, etc, se transformaran en nodos capaces de almacenar datos localmente e incluso ejecutar funcionalidades de la red y servir como componentes. Eventualmente este “continuo” absolverá la Internet de las Cosas, y se transformará en algo tan embebido con la realidad que desaparecerá.

Las plataformas de software y middleware jugaran roles claves en la facilitación de la promesa de la IoT. Las APIs de Software y los ambientes de desarrollo también probaran ser indispensables para enfrentar los desafíos de la integración. La Industria de las TICs se está moviendo rápidamente a este dominio con gran cantidad de proyectos que desarrollan plataformas potenciales, (por ejemplo ver los intentos de la Comunidad Europea para agrupar los esfuerzos de IoT http://www.internet-of-things-research.eu , En forma adicional las empresas de Web, tales como Google (con Brillo)  los vendedores de Hardware, tales como ARM e Intel, ,los vendedores de telecomunicaciones, tales como Huawei y los fabricantes de dispositivos, como Samsung están demostrando que comprenden la importancia del middleware.

De todas formas, aún están pendientes cuestiones principales, tales como la heterogeneidad de los dispositivos, los protocolos, las redes, diferentes APIs y las interfaces de control, las funcionalidades de gestión, el ciclo de vida de las “cosas” y diferentes paradigmas de comunicación y mecanismos confiables para la adquisición de datos. Además de los desafíos de las plataformas de middleware, otros desafíos incluyen mecanismos potencialmente invasivos de la interacción con el usuario, la integración con el ecosistema de las aplicaciones y las amenazas de seguridad. Finalmente la dimensión de negocios de la IoT se debe encarar en términos de un nuevo modelo de negocios, un ecosistema extendido e integrado y volver a revisar la cadena de valores.  

Citation

V. Piuri and R. Minerva, “Building the Internet of Things,” Computing Now, vol. 8, no. 7, July 2015, IEEE Computer Society [online]; http://www.computer.org/web/computingnow/archive/building-the-internet-of-things-july-2015.

Guest Editors

Vincenzo Piuri es profesor de ingeniería de computación en el Politécnico de Milano. Sus intereses de investigación incluyen los sistemas inteligentes, el aprendizaje de máquinas, las aplicaciones industriales, el análisis y reconocimiento de patrones, los sistemas de medición inteligentes, la teoría de aplicaciones industriales, las redes neuronales, el procesamiento de señales e imágenes, la biometría y las arquitecturas de procesamiento digital de señales. Piuri ha recibido su Doctorado en ingeniería electrónica por el Politécnico de Milano. Es un miembro Fellow del IEEE y Científico Distinguido por el ACM y un miembro senior de la International Neural Network Society. Es el Vicepresidente por 2015 del IEEE Technical Activities y Editor en Jefe dl IEEE Systems Journal. Se lo puede contactar en vincenzo.piuri@unimi.it.

Roberto Minerva trabaja como Coordinador de Investigación de grupo en los Laboratorios TILab de Telecom Italia, generando escenarios avanzados derivados de la aplicación de la tecnología emergente de la información y las telecomunicaciones con modelos innovadores de negocios; especialmente en las áreas de Internet de las Cosas, (IoT) computación distribuida, redes programables, datos personales, redes auto organizadas, redes definidas por software, y funciones de red virtualizadas. Minerva ha recibido su doctorado en ciencias de la computación por Telecom Sud Paris. Es el chair de la Iniciativa del IEEE en IoT. Se lo puede contactar en robert.minerva@telecomitalia.it.

 


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