Retos presentes y potencial futuro

Independientemente de la solución IoT que se despliegue, la información recogida por ésta se envía a una estación central a través de Internet. Dicha información se analiza en la nube para transformar el volumen de datos generado en acciones, comandos o actuaciones que tienen lugar allí donde se encuentra instalada la solución. Este proceso repetitivo que muestra la naturaleza del funcionamiento del IoT no puede comenzar sin la recolección inicial de datos que es llevada a cabo por la sensórica.

Como consecuencia directa de lo anterior, los sensores son un factor clave del éxito del IoT. Sin embargo, conviene puntualizar que cuando nos referimos a sensores IoT (sensórica inteligente) no nos referimos necesariamente a sensores tradicionales que convierten variables físicas en señales eléctricas.

Los sensores IoT necesitan evolucionar la sensórica tradicional en algo más sofisticado que permita ejecutar un rol técnico (y económico) viable dentro de un contexto IoT. De esta manera, la sensórica inteligente, además de facilitar la conectividad necesaria para el IoT, debe crear beneficios extra como pueden ser el mantenimiento predictivo, procesos de fabricación de productos más flexibles y un aumento general de la productividad. El objetivo no es otro que poder combinar la información proveniente de múltiples sensores para extraer conclusiones sobre problemas latentes (exceso de temperatura en un proceso de conservación de alimentos, por ejemplo).

Tradicionalmente, y como ya se ha comentado, los sensores han trabajado como dispositivos simples que convierten variables físicas en señales eléctricas. Si bien, esto es parte esencial de su naturaleza, los sensores deben incorporar las siguientes propiedades para poder ser considerados componentes IoT:

• Precio competitivo para poder ser implementados en masa

• Para conseguir explotar todo el potencial del IoT, los procesos de fabricación de los sensores deben continuar reduciendo su tamaño, peso, potencia y coste. En igual medida, la reducción debe aplicarse al empaquetado del sensor que, en la actualidad, acarrea aproximadamente el 80% tanto del tamaño como del coste final

• Tamaño reducido

• Conexión inalámbrica

• Auto-identificación y auto-validación dentro de la solución IoT desplegada

• Bajo consumo de potencia para extender el ciclo de vida de la batería

• Robustez para minimizar su mantenimiento

• Auto-diagnóstico y auto-reparación

• Auto-calibración

• Pre-procesamiento de datos.

Para poder llevar a cabo las pretensiones anteriores, los fabricantes de sensores han desarrollado lo que se conoce como sensórica inteligente orientada a aplicaciones IoT. Estos sensores son fabricados como componentes IoT, que convierten variables del mundo real en flujos de datos digitales que son transmitidos a un Gateway. Normalmente, vienen acompañados de una unidad de procesado (MPU, por sus siglas en inglés).

La inteligencia integrada dentro del MPU puede ser utilizada para funciones diferentes, así como para reducir la carga de los recursos de la solución IoT en la que se integra. Como ejemplo, un MPU puede detectar parámetros que empiezan a desviarse de los valores aceptables y generar mensajes de aviso relacionados, los cuales se traduzcan en acciones preventivas a realizar por parte de los operarios.

En esta línea, los sensores fotoeléctricos inteligentes pueden detectar patrones lumínicos en una determinada estructura y cambios entre ellos. Esto ocurre de manera automática en el sensor y no en ningún elemento computacional externo, lo cual incrementa la velocidad de procesado del sistema completo y reduce la carga del PLC.

De igual forma, la flexibilidad en la manufactura puede ser mejorada (algo vital en el marco competitivo actual). Los sensores inteligentes pueden ser remotamente programados con parámetros adecuados cada vez que se requiera un cambio de producto durante la fabricación. Producción, inspección, empaquetado y distribución puede ser programados de forma remota con un solo click de tal forma que cada cliente podrá recibir un servicio de creación de producto personalizado.

Los sensores inteligentes también pueden ser ideales para aplicaciones de seguridad, como la detección de gases nocivos, donde las condiciones ambientales suelen ser extremas (o complicadas, cuanto menos). En este tipo de escenarios los sensores pueden estar ubicados en lugares de difícil acceso para realizar operaciones de mantenimiento y, aun así, se trata de aplicaciones que requieren un alto grado de fiabilidad. Para solventar esta problemática se están desarrollando (aún en investigación) soluciones de sensórica que puedan auto-diagnosticarse y auto-repararse.

El objetivo final de estas investigaciones es integrar todos los elementos en un dispositivo discreto. El foco de la investigación se centra en otorgar al sensor de capacidad suficiente para detectar cualquier tipo de fallo interno y poder tomar medidas preventivas con un doble fin: aumentar la fiabilidad de la solución y la eficiencia energética.

Al reducir la vulnerabilidad del nodo, se reduce el coste de mantenimiento de la solución. Todo este diseño debe, además, reconocer las propias limitaciones de los sensores como pueden ser: batería limitada, capacidad de procesamiento y almacenamiento limitadas, recolección de información innecesaria y, por supuesto, la necesidad de comunicaciones inalámbrica.

En resumen, los fabricantes (e investigadores) están respondiendo a las necesidades IoT del mercado añadiendo inteligencia a los sensores para que puedan actuar de forma cuasi independiente. El objetivo que persiguen no es otro que poder construir sensores reducidos en tamaño, baratos, fiables, de bajo consumo energético con capacidad de reportar exclusivamente información relevante con el fin de adecuarse a un volumen ilimitado de escenarios de aplicación y, así, cambiar el mundo.