¿Qué es el internet de las cosas?
Por Dr. Ismael Amezcua Valdovinos
El Internet de las Cosas (IoT por sus siglas en inglés) es considerado uno de los paradigmas más importantes de los últimos tiempos debido a su impacto en el futuro. Tiene aplicaciones en los sistemas de salud, transporte, vigilancia, automatización de edificios, cadenas de suministro, desastres naturales, plantas de energía inteligentes, agricultura inteligente y de precisión, entre otros. Se caracteriza por ser un paradigma que permite la interacción de las personas con el entorno físico a través de sensores que monitorean variables físicas como temperatura, humedad, presión atmosférica, etc., o de actuadores que afectan el estado de estas variables para modificar así el entorno. Interacción que se logra mediante protocolos de comunicación estandarizados con la finalidad de procesar la información recolectada de los sensores para la toma de decisiones.
El corazón del IoT son las llamadas redes de sensores, ya que proveen las bases en el uso de sensores, recolección y transmisión inalámbrica de datos del ambiente, empleando dispositivos con características de poder de cómputo y de consumo de energía limitados. En un contexto real, su aplicación se puede ejemplificar en el monitoreo vulcanológico que requiere de sensores de movimiento que se encuentren distribuidos en zonas remotas, como en el volcán de Colima, en donde el acceso es difícil y por consiguiente, su mantenimiento.
La problemática reside en que, idealmente, se desea que estos dispositivos puedan estar funcionales por periodos de tiempo prolongados, meses o incluso años, con una misma fuente de alimentación de energía y conectados en malla, permitiendo el intercambio de información entre los mismos sin necesidad de contar con puntos de acceso como lo hacemos en el hogar con WiFi. Así, el IoT aporta soluciones a este tipo de problemáticas, ya que una de sus peculiaridades es que generalmente se deben diseñar prácticamente desde cero, atendiendo los requerimientos del problema que se desea resolver. Tanto es así, que el 57% de los despliegues de las soluciones IoT no implementan arquitecturas de red ni patrones de dominio específico, es decir, emplean arquitecturas distribuidas convencionales para contextos de Internet, pero que requieren de conocimientos especializados del dominio. Esto ha dificultado el soporte en la heterogeneidad o diversidad de los dispositivos presentes en la mayoría de despliegues, el bajo acoplamiento de las tecnologías de comunicación utilizadas y el soporte para el uso de protocolos especializados.
No obstante, las arquitecturas basadas en capas permiten la inclusión y el soporte a distintos tipos de dispositivos, facilitando el despliegue y el diseño de sistemas altamente escalables. Una de sus soluciones más utilizadas es el uso de dispositivos llamados proxy ya que pueden proveer el soporte para tecnologías de comunicación y protocolos heterogéneos.
Pero, ¿qué es un proxy? y ¿por qué son importantes en las soluciones IoT?, la respuesta es sencilla, un proxy es una entidad de red que actúa como un intermediario entre los clientes remotos solicitando información de una red y los servidores proporcionando los recursos de la misma. Son importantes porque pueden responder con los recursos disponibles a nombre del servidor, disminuyendo los tiempos de respuesta de servicio y el número de transacciones entre cliente y servidor; lo cual, contribuye en las soluciones IoT ya que se despliegan en entornos ambientales restringidos, donde no se puede tener infraestructura y arquitecturas convencionales de red y donde es imprescindible optimizar el uso de los recursos de cómputo y energía de los sensores y actuadores.
Ante esto, en conjunto con otros investigadores del Instituto Tecnológico de Colima, se ha trabajado como proyecto el diseño e implementación de dispositivos proxy para despliegues de soluciones IoT en estos entornos, utilizando técnicas de almacenamiento en caché, permitiendo la integración rápida de tecnologías heterogéneas, la reducción drástica del número de mensajes que se pasan entre dispositivos y el uso eficiente del espectro de red y de energía del dispositivo. Este proyecto fue seleccionado y financiado por el programa internacional FRIDA en su convocatoria 2021, otorgada a través de un llamado anual, abierto y público con el que se obtuvo un financiamiento para la adquisición de dispositivos de desarrollo para pruebas de nuevas tecnologías de IoT. Los resultados del proyecto evidenciaron una mejora del 67.55% el tiempo de respuesta, así como la reducción del 58.3% en el número de mensajes intercambiados.
Estos resultados contribuyen a la academia e industria mediante el concepto de ciencia abierta; serán difundidos próximamente en un artículo de investigación. Además, contribuyen al desarrollo tecnológico, al aportar un proxy de código abierto de estas características en sistemas embebidos, que hasta el momento era un nicho de oportunidad, así como al sector social, permitiendo desplegar soluciones IoT de bajo costo al implementarse en dispositivos embebidos de hardware, logrando soluciones escalables con aplicabilidad importante en el sector agrícola primario, uno de los contextos donde nos encontramos con campos poco tecnificados que se benefician de la inclusión tecnológica, siendo ésta un medio para la automatización de diversos procesos estratégicos del sector.
*Profesor investigador de la Maestría en Tecnologías de Internet de la Facultad de Telemática de la Universidad de Colima.
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