Llega una nueva generación de sensores inteligentes y autónomos dispuesta a revolucionar el IoT

El Internet de las Cosas (IoT) no sólo conecta ordenadores y dispositivos móviles con todo tipo de objetos, sino que tiene también la capacidad de interconectar ciudades, edificios, industrias, vehículos u hogares “smart”, así como infraestructuras de redes eléctricas, de gas o de abastecimiento de agua, entre otros ámbitos cotidianos. En todos estos entornos, IoT está impulsando el desarrollo de servicios avanzados para procesar la información en tiempo real, lo que requiere disponer de grandes volúmenes de almacenamiento, de mayor potencia computacional, y de sensores más inteligentes y autónomos.

¿Qué características definen esta nueva generación de sensores? ¿En qué basan su funcionamiento y eficiencia? ¿Qué pueden aportar para mejorar la seguridad de los procesos? El IoT Solutions World Congress, IoTSWC 2017, identifica algunas claves que están marcando la adopción de estos nuevos sensores que se fusionan con microprocesadores y que producirán a corto plazo un enorme salto cualitativo en el ecosistema IoT.

Los científicos Jesús Pacheco y Salim Hariri, miembros del National Science Foundation Center for Cloud and Autonomic Computing de la Universidad de Arizona (EE UU), defienden el incremento de la eficacia de los sensores a través de la integración de IoT con metodologías fog y cloud. “En todas las aplicaciones que se desarrollan para IoT, los sensores constituyen el elemento indispensable para trasladar el mundo físico al mundo digital, un proceso que se ve beneficiado por la integración de fog computing”. Para Pacheco y Hariri, un circuito de IoT basado en fog y cloud no sólo proporciona el potencial de procesamiento que requieren dichos entornos sino que, además, es capaz de construir un nuevo ecosistema de servicios accesibles y de coste efectivo.

Ambos científicos advierten de los riesgos en seguridad derivados de la proliferación de redes de sensores por constituir elementos vulnerables a ciertos ataques que se producen de modo creciente en infraestructuras de internet de las cosas. “No obstante, y dado que fog computing dirige los servicios desde el edge (borde) de la red, su integración en la infraestructura IoT, además de optimizar la latencia y la calidad de los servicios, dispone de mecanismos que permiten integrar medidas de seguridad”, señalan Pacheco y Hariri.

Por su parte, el experto estadounidense en seguridad IoT, Roopak Venkatakrishnan, apela al uso de mecanismos redundantes en los sensores para detectar respuestas anómalas relacionadas con la seguridad. Venkatakrishnan afirma que los sistemas basados en tests de redundancia son más robustos y eficaces frente a ciberataques sofisticados, en comparación con los sistemas de defensas reactivas clásicas que funcionan cuando se conocen los métodos de ataque. Para este experto, “en el ecosistema de internet de las cosas, la seguridad y el comportamiento anómalo de los sensores y de otros componentes IoT tiene que determinarse por órdenes más complejas hasta que no existan componentes de seguridad que protejan al sistema a partir de los propios sensores que comunican el mundo real y el digital”.

Venkatakrishnan argumenta que en el mundo IoT prácticamente todos los dispositivos contienen dirección IP, un API o un interfaz web con cierto grado de “inteligencia”, y la mayoría están basados en software programable y autónomo. “En un mundo ideal, la seguridad que se integra en el interior de dispositivos y sensores tendría que hacerlos más resistentes. No obstante, la fiabilidad y la seguridad de las aplicaciones, sensores y elementos IoT puede ser mejorada solo hasta cierto punto, antes del despliegue del sistema. Las razones son variadas y pueden proceder de restricciones relacionadas con el consumo eléctrico, de la complejidad de la propia infraestructura, un diseño IoT inadecuado o una falta de planificación”, explica.

Majeed Ahmad, autor de ‘IoT and the Evolution of Smart Sensors, ’ explica que se abre una puerta para la optimización de la eficiencia en el procesamiento y la recogida de los datos en infraestructuras IoT con la llegada de MCU, que vendría a ser la simbiosis entre un sensor y un microprocesador, realizando funciones autónomas de calibración y diagnosis. Esta fusión entre el sensor y las funciones de procesamiento de la señal están redefiniendo el panorama de los sensores, que tradicionalmente había estado relegado a elementos discretos como termopares y acelerómetros.

Desde el inicio, un sensor inteligente permite efectuar una transferencia de señal mucho más cercana al sensor, o incluso en el interior del mismo, lo cual protege la integridad de la señal y garantiza el aislamiento del sistema IoT operando en ambientes industriales rigurosos. Además de ello, un sensor inteligente puede hacer uso de la potencia computacional local para procesar e interpretar los datos de manera aislada; tomar decisiones basadas en parámetros físicos mesurables; y establecer la comunicación pertinente.

Este tipo de sensores toman decisiones con respecto a qué datos procesar de manera local y qué otros se han de remitir a la nube a través de la infraestructura IoT. Los sensores inteligentes crean condiciones límite sin la intervención de un operador humano, y sus aplicaciones pueden analizar los datos de manera local, emprender acciones, o emitir alarmas a través de cloud al usuario en forma de email, mensaje de texto o notificación a través de la app. Los sensores smart añaden un nivel de sofisticación superior en la eficiencia de los procesos de comunicación IoT y, según admite Ahmad, tienen la capacidad de transformar muchos sectores industriales y ámbitos cotidianos.

Por su parte el vicepresidente y socio de la consultora Gartner Research, David Cearley, destaca la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (ML) –que incluyen tecnologías de aprendizaje profundo, redes neuronales y procesamiento del lenguaje natural–, como los elementos que acompañarán a las plataformas más avanzadas. Se incluirán sensores que tendrán capacidades de comprensión, aprendizaje, predicción, adaptación y potencial para operar de manera autónoma. “Los sistemas pueden aprender y cambiar su comportamiento futuro, dando lugar a la creación de dispositivos y programas más inteligentes. En paralelo, la combinación de potencia computacional, algoritmos avanzados y conjuntos de datos que llegan masivamente para alimentar dichos algoritmos está dando lugar al nacimiento de una nueva era.” Para Cearley, las fronteras que separan el mundo físico del digital se amplían y desdibujan, creando nuevas oportunidades para los negocios digitales.

El conocido como “padre de los sensores”, Janus Bryzek, argumenta que la aceleración de la adopción masiva del ecosistema de IoT se debe a diferentes causas: “En primer lugar, porque el nuevo protocolo de internet IPv6 va a permitir conectar un número prácticamente ilimitado de dispositivos y sensores vinculados en red”. El experto añade como otro motivo decisivo el hecho de que grandes proveedores IT como Cisco, IBM, GE y Amazon hayan decidido ofrecer soporte IoT, “aplicando modificaciones en sus redes, añadiendo tecnología fog, y probablemente también tecnología Swarm, reduciendo de esta manera la complejidad y la bajada de costes de la conectividad de las redes”. Como consecuencia, Bryzek prevé que, “teniendo en cuenta las estimaciones de GE, que hablan de un internet industrial con un potencial que añadirá 15 quintillones de dólares al producto interior bruto global en los próximos 20 años (y Cisco que eleva hasta 19 quintillones de dólares su predicción del valor que tendrá internet de todas las cosas (IoE) en el año 2020), el ecosistema de IoT experimentará el crecimiento más relevante que haya realizado nunca la historia de la humanidad”.

Acerca de IoTSWC

Organizado por Fira de Barcelona, IoT Solutions World Congress, IoTSWC 2017, es el mayor evento de su especialidad y el único que combina espacio de exposición, transferencia de conocimiento, bancos de pruebas y networking al más alto nivel. Además, cuenta con el apoyo de las principales asociaciones internacionales del sector –el Industrial Internet Consortium, Industrie 4.0, y la Industrial Valuechain Initiative–.

En su tercera edición, que tendrá lugar entre el 3 y el 5 de octubre en el recinto Gran Via de Fira de Barcelona, IoTSWC 2017 reunirá a más de 220 empresas y 250 ponentes. El programa congresual contará con 8 ejes temáticos –Fabricación, Suministros, Transporte Conectado, Salud, Edificios e Infraestructuras, Industria Abierta y Blockchain – y abordará los principales desafíos a los que se enfrentan las empresas ante un universo cada vez más digitalizado para permitirles aprovechar todo el potencial y los beneficios que suponen las soluciones IoT.

En la primera semana de octubre y en el mismo recinto, tendrá lugar la Barcelona Industry Week, una de las mayores plataformas internacionales para la industria, de la que IoTSWC forma parte junto con las ferias Expoqumia, Eurosurfas, Equiplast y In(3D)ustry From Needs to Solutions, el Congreso Mundial de Ingeniería Química y el World Chemical Summit, así como evento Smart Chemistry, Smart Future.