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IOT, la palanca necesaria

Juan Carlos López

Catedrático de la Universidad de Castilla-La Mancha y director de la revista BIT.

Habilitando las tecnologías habilitadoras

IOT, la palanca necesaria

Las tecnologías habilitadoras digitales (THD) suponen el soporte tecnológico para afrontar el cambio que está sufriendo nuestra sociedad y que la crisis sanitaria ha impulsado, resultando esenciales para abordar los numerosos retos a los que nos enfrentamos. La transformación digital, que es como hemos llamado a ese cambio, ya no tecnológico, sino social, se apoya necesariamente en un mundo conectado, una sociedad en red, para lo que las redes de telecomunicaciones resultan el pilar clave. Pero solo la tecnología Internet de las Cosas (IoT por sus siglas en inglés, Internet of Things) es capaz de aprovechar esas redes para habilitar el resto de las tecnologías que están ahora impulsando esa transformación digital de nuestra sociedad.

 

Las redes de telecomunicación han mostrado su capacidad para mover información desde cualquier lugar a otro y en cualquier momento. Constituyen en sí una de las infraestructuras más complejas de cuantas la humanidad ha construido, habiendo sido esenciales, por su capacidad y fiabilidad, para mantener la actividad de nuestra sociedad durante una crisis como la que hemos sufrido.

Pero la posibilidad de interactuar con el entorno para ofrecer y recoger información se ha realizado tradicionalmente con sistemas más o menos complejos (computadores, en general) que han ido, poco a poco, en sus distintas versiones y variantes, permeando la sociedad y haciéndose ubicuos y omnipresentes ya en cualquier industria, oficina, hogar… Esta ubicuidad ha alcanzado su máxima expresión con la tecnología IoT. Ahora, cualquier sistema realmente simple puede conectarse a la red, y ofrecernos cualquier tipo de información e incluso interaccionar con otros sistemas semejantes. Objetos, cosas cotidianas, ya son parte de esta red.

La propia capacidad creciente de las redes de telecomunicación, la evolución de un gran número de tecnologías, desde la electrónica, hasta el procesado de señal, y claro está, el paraguas que ha ofrecido Internet han hecho posible que el “todo conectado” sea una realidad actualmente, y que IoT no sea más que una representación física de ese paradigma.

Por otra parte, la posibilidad de monitorizar absolutamente cualquier variable (desde temperatura o humedad, hasta el número de personas en un lugar, o el funcionamiento correcto de una máquina), y, por tanto, la capacidad de desarrollar numerosas aplicaciones y servicios de gran valor añadido para la sociedad en todos los campos está marcando nuevos hitos en el desarrollo de esta tecnología. Y es eso precisamente, el deseo de aumentar el potencial de IoT, lo que ha puesto de manifiesto sus ámbitos de mejora.

Interoperabilidad

Es evidente que la conectividad es esencial en IoT, y la posibilidad de conectar cosas desde cualquier lugar pasa fundamentalmente por conexiones inalámbricas. La elección de un determinado protocolo (LPWAN, Bluetooth, WiFi o 5G) tiene su impacto, aunque siempre dependerá de la aplicación o caso de uso y del modelo de negocio detrás de esa aplicación. Aún así, el poder interactuar de forma homogénea facilitaría no sólo el despliegue sino la usabilidad y el desarrollo de aplicaciones mucho más complejas.

La utilización de middlewares de comunicaciones, capaces de desplegarse con escasa sobrecarga (fundamental sobre dispositivos de baja capacidad) sobre los distintos objetos de la red, puede ofrecer interfaces conocidos y así dotar de una interacción uniforme y sencilla en entornos claramente heterogéneos. Numerosos proyectos y consorcios están haciendo esfuerzos en este sentido, incluso argumentando sobre la necesaria estandarización de las plataformas IoT.

Consumo energético

Pero esa ubicuidad que la IoT proporciona facilita su utilización en cualquier entorno, incluso en ámbitos rurales, fuera del alcance de la red eléctrica que permita su alimentación. La utilización de fuentes de energía renovables (energy harvesting) es la opción considerada, si bien, la planificación, por parte del mismo sistema, de las tareas de adquisición de datos y comunicaciones para realizarlos en momentos adecuados puede permitir un uso eficiente de energía y una mayor autonomía de los sistemas.

Las tecnologías habilitadoras digitales (THD) suponen el soporte tecnológico para afrontar el cambio que está sufriendo nuestra sociedad

Seguridad

Como es bien conocido, cualquier sistema en red está expuesto a accesos indeseados, lo que provoca que los datos puedan quedar accesibles y la infraestructura comprometida. IoT significa máxima conectividad y por tanto máxima exposición de la red. Si, en general, no hay servicio o aplicación que pueda obviar la ciberseguridad, aquellas basadas en IoT deberán prestar especial atención, siendo en la actualidad uno de los campos de trabajo más importantes.

En definitiva, la tecnología IoT no hubiese sido posible sin las redes de comunicación, pero plantea todavía numerosos retos, al tener aún que resolver algunos aspectos esenciales que resultan indispensables para su despliegue masivo (según los expertos, en los últimos años el 75% de los proyectos que implementaban tecnología IoT no han llegado a tener éxito).

Pero lo cierto es que esta tecnología, considerada dentro de las THD, es, a su vez, la palanca necesaria para el impulso de aquellas otras THD basadas en los datos.

La era del dato y la inteligencia artificial

La necesidad de adquisición masiva de datos para procesarlos o analizarlos, entrenar sistemas de aprendizaje o aplicar inteligencia artificial para la toma de decisiones hace que IoT sea el primer eslabón necesario. Big data, Inteligencia Artificial o incluso de forma incipiente blockchain están sobresaliendo como las THD que más impacto social están produciendo o se espera que produzcan. Y lo cierto es que el dato se ha convertido en el nuevo gran valor de la economía global.

Ahora bien, para que estos sistemas basados en IoT puedan aportar sus soluciones de la forma esperada, los datos recogidos deben ser enviados a la nube o a un centro de proceso de datos (CPD) para su tratamiento, ofreciendo, en su caso, el retorno del producto deseado al cliente o usuario. Pero el aumento del número de objetos conectados a la red y enviando datos a la nube puede llegar a producir la saturación de las redes, el aumento de la latencia en las comunicaciones y también el incremento de la energía consumida, tanto en las infraestructuras de comunicaciones como en los CPDs. Esto implicaría que este tipo de arquitectura IoT-Nube fuera poco sostenible energéticamente e ineficiente en cuanto a tiempos de respuesta, algo que se hace especialmente más grave cuando la toma de decisiones se debe hacer con estrechos márgenes de tiempo.

El ‘todo conectado’ es una realidad actualmente, y la tecnología IoT no es más que una representación física de ese paradigma

Llegando más lejos desde más cerca

Pero los avances tecnológicos han propiciado, por un lado, tecnologías de comunicaciones (5G) que aumentan la capacidad de conexión en cuanto a número de dispositivos y ofrecen una menor latencia. Pero, por otro lado, estos avances también han hecho posible que los innumerables objetos conectados a una plataforma IoT sean cada vez más potentes en cuanto a capacidad de procesamiento y memoria, al mismo tiempo que mantienen su tamaño.

De esta forma, y aunque persista el problema de la autonomía de estos objetos por su propio consumo de energía, se abre la posibilidad de que el procesamiento se pueda hacer de manera local en vez de en la nube. Paradigmas como computación en la niebla (fog) o en el borde (edge) resultan opciones más eficientes y con menores tiempos de respuesta que la computación en la nube (cloud). Por otra parte, el uso de dispositivos hardware basados en lógica reconfigurable (FPGA, Field Programmable Gate Array) para el procesamiento de datos (p.e. implementación de sistemas de agentes inteligentes o algoritmos de inferencia para la toma de decisiones) localmente reduce considerablemente el consumo de los nodos IoT, al poder disminuir de forma importante la frecuencia de reloj sin penalizar las prestaciones.

Redes de multitud de objetos para multitud de aplicaciones

La capacidad de monitorizar constantemente y recoger cantidad ingente de datos para su procesamiento, análisis y, en su caso, toma de decisiones es la base de multitud de aplicaciones en infinidad de campos. Así, aquellos servicios avanzados en entornos urbanos, desde servicios públicos hasta las soluciones de sostenibilidad (ciudad inteligente), el cuidado y optimización de cultivos (agricultura de precisión), el seguimiento de procesos industriales y mantenimiento predictivo (industria 4.0), la monitorización de pacientes y teleasistencia a domicilio (eSalud), el coche conectado, logística, comercio minorista, etc. son sólo algunas de las aplicaciones basadas en IoT que se están ya implantando.

Además, la utilización conjunta de IoT con un concepto novedoso como el de “gemelos digitales” ofrece nuevas posibilidades en el modelado virtual de sistemas físicos antes inimaginables, y con un especial enfoque en ámbitos como la Industria 4.0, la eSalud o las ciudades inteligentes.

Todas estas aplicaciones y servicios abren igualmente un abanico de opciones al desarrollo de los profesionales de las telecomunicaciones. La tecnología IoT ha dejado de ser “hype”, para convertirse ya en una realidad que constituye un pilar básico de la sociedad conectada.

A la vez que se aprovecha de los avances producidos en el ámbito de las comunicaciones (p.e. 5G), la tecnología IoT está siendo el habilitador de las THD que precisan de conectividad y de datos masivos. Pero también las demandas del “big data” o la inteligencia artificial están propiciando el crecimiento de IoT. Quizás por eso, todas son parte de un círculo virtuoso que esperemos que marque una nueva época de desarrollo tecnológico en beneficio de toda la sociedad.

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