Internet de las Cosas o "Internet of Things": Preguntas y Respuestas

Desde que tenemos memoria, las cosas (todos y cada uno de los objetos que nos rodean en todo momento y en todo lugar) han sido y en algunos casos siguen siendo artefactos y (perdón la redundancia) cosas inanimadas. Sea que así estaban y/o fueron así provistas por la naturaleza, o artilugios inventados, ingeniados, contruidos por los seres humanos. Desde una piedra, un pedazo de fémur de animal, un tronco o hasta una computadora cuántica, una nave interestelar, etc.

Cuando nos enfrentamos por primera vez con las máquinas (solo por mencionar un ejemplo un automóvil) hemos sido testigos de cómo los seres humanos hemos podido poner juntos, en orden, cosas que por si mismas no sirven para nada, pero que trabajando en una fantástica sinergia, permiten que obtengamos como resultado más que la suma de sus partes.

Es cuando nuestras máquinas se descomponen o dejan de realizar el trabajo para el que fueron diseñadas como fueron diseñadas (resultando en ocasiones en espantosos accidentes) cuando pensamos: -"¿Y si esta cosa que falló en mi vehículo tuviese la capacidad de informarme su estado actual y/o advertirme que falta poco para que las cosas se pongan mal?"- Cierto que, y específicamente hablando de los vehículos automotores, tenemos los "testigos" (luminosos o no) que nos advierten de posibles fallas. Pero aún así es indispensable estar dentro del vehículo, ponerlo en marcha y a veces, esperar a que se presenten las condiciones para que se dispare el dichoso testigo.

Es entonces que cabe mencionar esto que se ha dado en llamar La Internet de las Cosas o "Internet of Things (IoT)".

¿Qué es la Internet de las Cosas o "Internet of Things"?

La Internet de las Cosas (IoT, por sus siglas en inglés, Internet of Things) es un concepto que hace referencia a la interconexión digital de objetos cotidianos mediante internet. Estos objetos, también conocidos como "dispositivos inteligentes", pueden ser desde electrodomésticos y sensores hasta vehículos y equipos industriales, entre otros. La idea es que estos dispositivos puedan recopilar, enviar y recibir datos, así como realizar acciones o tomar decisiones automatizadas, todo ello sin intervención humana directa.

Características Principales:

• Conectividad: Los dispositivos IoT están equipados con sensores, actuadores y tecnologías de comunicación que les permiten conectarse a internet y compartir datos.
• Inteligencia: Muchos dispositivos IoT están habilitados para procesar datos y tomar decisiones basadas en algoritmos o reglas predefinidas, lo que les permite operar de manera autónoma.
• Interacción: Los dispositivos IoT pueden interactuar entre sí, con sistemas de software o con usuarios humanos a través de interfaces como aplicaciones móviles o plataformas en la nube.
• Automatización: La IoT permite la automatización de procesos y tareas, lo que puede aumentar la eficiencia, la comodidad y la seguridad en diversos entornos.
• Ejemplos de Aplicaciones:
• Hogar Inteligente: Control de luces, termostatos, cerraduras y electrodomésticos desde un teléfono inteligente.
• Salud y Bienestar: Dispositivos de seguimiento de actividad física, monitores de salud y dispositivos médicos conectados.
• Ciudades Inteligentes: Sensores de tráfico, sistemas de gestión de residuos y monitorización de la calidad del aire.
• Agricultura de Precisión: Sensores de suelo, sistemas de riego automatizados y monitorización de cultivos.
• Industria y Fabricación: Maquinaria industrial conectada, mantenimiento predictivo y seguimiento de la cadena de suministro.

Beneficios:

• Eficiencia: Optimización de procesos y recursos.
• Conveniencia: Automatización de tareas y control remoto.
• Seguridad: Vigilancia y detección de anomalías.
• Innovación: Desarrollo de nuevos productos y servicios.
• Sostenibilidad: Uso más eficiente de energía y recursos.

Retos y Desafíos:

• Privacidad y Seguridad: Vulnerabilidades de datos y exposición a ciberataques.
• Interoperabilidad: Integración de dispositivos de diferentes fabricantes y protocolos.
• Escalabilidad: Gestión de grandes volúmenes de dispositivos y datos.
• Regulación: Marco legal y normativo en constante evolución.

La IoT tiene un gran potencial para transformar la forma en que interactuamos con el mundo que nos rodea, desde nuestros hogares y lugares de trabajo hasta nuestras ciudades y entornos naturales. Sin embargo, su implementación exitosa requiere abordar los desafíos asociados y garantizar la seguridad, la privacidad y la interoperabilidad de los sistemas IoT.

¿Cuándo y quién acuñó el término Internet de las Cosas o "Internet of Things"?

El término "Internet de las Cosas" (Internet of Things, IoT) fue acuñado por primera vez por Kevin Ashton, un empresario y tecnólogo británico, en el año 1999. Ashton utilizó este término mientras trabajaba en el área de identificación por radiofrecuencia (RFID) en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). En un artículo para la revista "Auto-ID Center", Ashton describió la visión de un mundo donde los objetos físicos estuvieran conectados a internet y pudieran recopilar, intercambiar y procesar datos de forma autónoma. Desde entonces, el concepto de IoT ha evolucionado y se ha expandido a una variedad de aplicaciones en diferentes industrias y sectores.

Kevin Ashton es un empresario, innovador y tecnólogo británico nacido en 1968. Es conocido principalmente por haber acuñado el término "Internet de las Cosas" (IoT) en 1999 mientras trabajaba en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). Ashton es graduado en Ciencias de la Computación y Gestión de Empresas por la Universidad de Londres.

Además de su contribución al campo de la IoT, Ashton ha trabajado en diversas áreas de la tecnología y la innovación. Ha ocupado cargos ejecutivos en empresas de tecnología y ha sido un defensor del uso de tecnologías emergentes para mejorar la eficiencia y la productividad en una variedad de industrias.

Ashton ha escrito varios artículos y libros sobre temas tecnológicos y de innovación, y ha sido reconocido por su influencia en el campo de la tecnología. Su trabajo ha contribuido significativamente al desarrollo y la popularización de la IoT en todo el mundo.

¿Qué tipos o clases de Internet de las Cosas o "Internet of Things" existen?

El Internet de las Cosas (IoT) es un concepto amplio que abarca una amplia variedad de aplicaciones y tecnologías. A continuación, se presentan algunos tipos o clases comunes de IoT:

IoT Doméstico: Se refiere a dispositivos inteligentes y conectados que se utilizan en entornos domésticos para mejorar la comodidad, la eficiencia energética y la seguridad. Ejemplos incluyen termostatos inteligentes, cámaras de seguridad conectadas, electrodomésticos inteligentes, bombillas inteligentes, etc.

IoT Industrial: También conocido como IIoT (Internet Industrial de las Cosas), se refiere a la aplicación de tecnologías IoT en entornos industriales y empresariales para mejorar la eficiencia operativa, el mantenimiento predictivo, la automatización de procesos y la monitorización de activos. Ejemplos incluyen sensores en maquinaria industrial, sistemas de seguimiento de inventario, sistemas de monitorización de la cadena de frío, etc.

IoT de Salud: Se refiere a la aplicación de tecnologías IoT en el sector de la salud para mejorar el monitoreo de pacientes, la gestión de enfermedades crónicas, la telemedicina y la atención médica remota. Ejemplos incluyen dispositivos de seguimiento de la salud, monitores de glucosa en sangre conectados, dispositivos de administración de medicamentos inteligentes, etc.

IoT de Ciudades Inteligentes: Se refiere a la aplicación de tecnologías IoT en entornos urbanos para mejorar la eficiencia en el uso de recursos, la gestión del tráfico, la seguridad pública, la gestión de residuos, la monitorización ambiental, etc. Ejemplos incluyen sensores de tráfico, sistemas de iluminación inteligente, sistemas de gestión de residuos inteligentes, etc.

IoT Agrícola: Se refiere a la aplicación de tecnologías IoT en la agricultura para mejorar la eficiencia en la gestión de cultivos, el riego, la monitorización del suelo, la gestión de ganado, etc. Ejemplos incluyen sensores de humedad del suelo, sistemas de riego automatizado, collares de seguimiento de ganado, etc.

IoT de Transporte y Logística: Se refiere a la aplicación de tecnologías IoT en el transporte y la logística para mejorar la gestión de flotas, la monitorización de activos, la logística inteligente, etc. Ejemplos incluyen sistemas de seguimiento de vehículos, contenedores inteligentes, sistemas de gestión de inventario conectados, etc.

En la práctica, hay muchas otras aplicaciones y áreas donde las tecnologías IoT están siendo utilizadas para mejorar la eficiencia y la calidad de vida.

¿De qué elementos se debe componer una solución de Internet de las Cosas o "Internet of Things"?

Una solución de Internet de las Cosas (IoT) generalmente está compuesta por varios elementos que trabajan juntos para recopilar, transmitir, procesar y actuar sobre los datos generados por los dispositivos conectados. Algunos de los elementos clave de una solución típica de IoT incluyen:

Dispositivos Conectados (Las Cosas): Son los dispositivos físicos que recopilan datos del entorno o ejecutan acciones basadas en comandos remotos. Estos dispositivos pueden incluir sensores, actuadores, cámaras, medidores, wearables, entre otros.

Conectividad: Se refiere a los medios de comunicación que permiten la transmisión de datos entre los dispositivos conectados y la plataforma de IoT. Esto puede incluir tecnologías como Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Z-Wave, LoRa, 3G/4G/5G, Ethernet, entre otras.

Plataforma de IoT: Es el componente central de la solución de IoT que permite la gestión, procesamiento, almacenamiento y análisis de los datos recopilados por los dispositivos conectados. La plataforma de IoT puede incluir funcionalidades como la gestión de dispositivos, la gestión de datos, la analítica en tiempo real, la seguridad, la integración con otros sistemas, etc.

Computación en la Nube: En muchos casos, los datos recopilados por los dispositivos IoT se almacenan y procesan en la nube, lo que permite un escalado flexible y un acceso remoto a los datos y servicios de IoT. Los proveedores de servicios en la nube ofrecen plataformas y servicios específicos para la gestión de datos y aplicaciones de IoT.

Analítica de Datos: La capacidad de analizar los datos generados por los dispositivos IoT es fundamental para obtener información útil y tomar decisiones informadas. Esto puede incluir análisis en tiempo real, análisis predictivo, detección de patrones, etc.

Seguridad: Dado que los dispositivos IoT recopilan y transmiten datos sensibles, la seguridad es un aspecto crítico de cualquier solución de IoT. Esto incluye medidas de seguridad en los dispositivos mismos, así como en la transmisión de datos y en la plataforma de IoT.

Aplicaciones y Servicios: Las aplicaciones y servicios basados en IoT permiten a los usuarios interactuar con los dispositivos conectados y acceder a los datos recopilados. Estos pueden incluir aplicaciones móviles, aplicaciones web, paneles de control, alertas y notificaciones, entre otros.

Dependiendo de la aplicación y los requisitos específicos, una solución de IoT puede incluir otros componentes adicionales o funcionalidades específicas.

¿Qué plataformas para soluciones de Internet de las Cosas o "Internet of Things" existen actualmente?

Actualmente, hay varias plataformas disponibles para el desarrollo de soluciones de Internet de las Cosas (IoT). Estas plataformas ofrecen una variedad de herramientas y servicios para facilitar la conectividad, gestión, análisis de datos y desarrollo de aplicaciones IoT. Algunas de las plataformas más populares son:

AWS IoT Core: Es un servicio de AWS que facilita la conexión de dispositivos IoT a la nube y permite el intercambio seguro de datos entre los dispositivos y las aplicaciones en la nube. Ofrece características como la gestión de dispositivos, la seguridad de extremo a extremo y el análisis de datos en tiempo real.

Azure IoT Hub: Es un servicio de Microsoft Azure que proporciona conectividad segura y bidireccional entre los dispositivos IoT y la nube. Permite la gestión de dispositivos, la recopilación y el análisis de datos, así como la integración con otras herramientas de Azure para desarrollar soluciones completas de IoT.

Google Cloud IoT Core: Es un servicio de Google Cloud Platform (GCP) que ofrece una plataforma segura y escalable para la gestión de dispositivos IoT y la recopilación de datos. Permite la integración con otras herramientas de GCP, como BigQuery y TensorFlow, para el análisis de datos y la inteligencia artificial.

IBM Watson IoT Platform: Es una plataforma de IBM que permite conectar y gestionar dispositivos IoT, así como analizar datos en tiempo real para obtener insights valiosos. Ofrece características como la seguridad de extremo a extremo, la gestión de dispositivos a gran escala y la integración con otras soluciones de IBM, como Watson AI.

ThingSpeak: Es una plataforma de IoT de código abierto desarrollada por MathWorks, la compañía detrás de MATLAB. Permite la recopilación, visualización y análisis de datos de sensores en tiempo real, así como la integración con otras herramientas de MathWorks para el desarrollo de algoritmos y modelos.

Losant: Es una plataforma de IoT que ofrece herramientas para la creación rápida de aplicaciones IoT personalizadas. Permite la conectividad de dispositivos, la creación de flujos de trabajo y reglas de negocio, y la visualización de datos en tableros personalizados.

La elección de la plataforma adecuada dependerá de los requisitos específicos del proyecto, como la escalabilidad, la seguridad, la integración con otras herramientas y el costo.

¿Cuantas y cuáles enfoques y arquitecturas hay en una implementación de Internet de las Cosas o "Internet of Things"?

Existen varios enfoques y arquitecturas que pueden adaptarse según las necesidades específicas de cada caso de uso. Algunos de los enfoques y arquitecturas comunes en IoT incluyen:

Arquitectura de Capa Única (Monolítica): En esta arquitectura, todos los componentes de la solución de IoT, como dispositivos, conectividad, procesamiento de datos y aplicaciones, están integrados en una única capa. Es adecuada para aplicaciones simples con requisitos limitados de escalabilidad y flexibilidad.

Arquitectura de Capas Separadas (Tiered): En esta arquitectura, los componentes de la solución de IoT se dividen en capas lógicas separadas, como la capa de dispositivos, la capa de conectividad, la capa de procesamiento de datos y la capa de aplicaciones. Cada capa se comunica con la siguiente a través de interfaces definidas. Es más escalable y modular que la arquitectura monolítica.

Arquitectura de Enfoque de Datos (Data-Driven): En este enfoque, el énfasis está en la recopilación, procesamiento y análisis de datos generados por los dispositivos IoT. La arquitectura se centra en la eficiencia y la escalabilidad de la gestión de datos, con herramientas y plataformas específicas para el procesamiento de grandes volúmenes de datos en tiempo real.

Arquitectura Basada en Eventos (Event-Driven): En esta arquitectura, la comunicación entre los dispositivos y los servicios se basa en eventos. Los dispositivos envían eventos cuando ocurren ciertas condiciones o cambios en su entorno, y los servicios responden a estos eventos según la lógica de negocio definida. Es adecuada para aplicaciones que requieren respuestas rápidas a eventos en tiempo real.

Arquitectura de Borde (Edge Computing): En este enfoque, parte del procesamiento de datos se realiza en dispositivos periféricos o "borde" (como sensores o gateways) en lugar de enviar todos los datos a la nube para su procesamiento. Esto reduce la latencia y el ancho de banda requerido, lo que es especialmente útil en aplicaciones que requieren respuestas rápidas o en entornos con conectividad limitada.

Arquitectura de Nube (Cloud Computing): En esta arquitectura, todos los datos generados por los dispositivos IoT se envían y procesan en la nube. La nube proporciona recursos escalables y flexibles para el almacenamiento, procesamiento y análisis de datos, así como para la implementación de aplicaciones y servicios basados en IoT.

Es muy importante tomar en cuanta que la elección de la arquitectura adecuada dependerá de los requisitos específicos de cada caso de uso, como los volúmenes de datos, la latencia, la escalabilidad y los recursos disponibles.

¿Qué liboros y/o guías básicas hay ya disponibles para el entendimiento y aprendizaje de la Internet de las Cosas o "Internet of Things"?

Aquí compartimos algunas recomendaciones de libros y guías básicas para comprender y aprender sobre la Internet de las Cosas (IoT):

"Building the Internet of Things: Implement New Business Models, Disrupt Competitors, Transform Your Industry" de Maciej Kranz: Este libro proporciona una visión general completa de la IoT, desde los conceptos básicos hasta la implementación práctica en diversos sectores industriales.

"IoT Inc: How Your Company Can Use the Internet of Things to Win in the Outcome Economy" de Bruce Sinclair: Este libro se centra en cómo las empresas pueden utilizar la IoT para crear nuevos modelos de negocio y obtener ventajas competitivas en la "economía de los resultados".

"The Silent Intelligence: The Internet of Things" de Daniel Kellmereit y Daniel Obodovski: Este libro explora el impacto potencial de la IoT en diversos sectores, desde el hogar inteligente hasta la salud y la industria, y proporciona una guía sobre cómo prepararse para este futuro conectado.

"Getting Started with IoT: Connecting Sensors and Microcontrollers to the Cloud" de Cuno Pfister: Este libro es ideal para aquellos que desean aprender sobre los aspectos técnicos de la IoT, incluyendo cómo conectar sensores y dispositivos a la nube para recopilar y analizar datos.

"IoT Projects with Raspberry Pi" de John C. Shovic: Si estás interesado en proyectos prácticos de IoT utilizando Raspberry Pi, este libro te proporcionará una guía paso a paso sobre cómo crear diversos proyectos, desde un sistema de monitorización del hogar hasta un jardín inteligente.

"Designing Connected Products: UX for the Consumer Internet of Things" de Claire Rowland, Elizabeth Goodman, Martin Charlier y Ann Light: Este libro se centra en el diseño de productos conectados desde una perspectiva de experiencia de usuario (UX), proporcionando consejos prácticos para crear productos que sean intuitivos y fáciles de usar.

¿Qué debe de incluír un programa de estudios para una carrera a nivel licenciatura relativa a la Internet de las Cosas o "Internet of Things"?

Un programa de estudios para una carrera a nivel licenciatura en Internet de las Cosas (IoT) debería cubrir una variedad de temas para proporcionar a los estudiantes una comprensión integral de esta área emergente y en constante evolución. Aquí hay algunos elementos que podrían incluirse en dicho programa:

Fundamentos de la Informática: Los estudiantes deben aprender los conceptos básicos de la informática, incluyendo la programación, las redes de computadoras, los sistemas operativos y la seguridad informática.

Fundamentos de Electrónica: Se deben cubrir temas como circuitos eléctricos, componentes electrónicos, sistemas digitales y análisis de circuitos.

Comunicación y Redes: Los estudiantes deben entender los principios de comunicación de datos, redes de computadoras y protocolos de comunicación, incluyendo TCP/IP, Bluetooth, Zigbee y MQTT.

Sensores y Actuadores: Deben explorar los diferentes tipos de sensores utilizados en la IoT, cómo funcionan y cómo se pueden integrar en sistemas de IoT. También se debe cubrir el control de dispositivos a través de actuadores.

Plataformas y Arquitecturas de IoT: Los estudiantes deben aprender sobre las plataformas de IoT disponibles y las arquitecturas comunes utilizadas en sistemas de IoT, incluyendo la nube, el borde y el fog computing.

Desarrollo de Aplicaciones IoT: Deben adquirir habilidades de programación para el desarrollo de aplicaciones y servicios IoT, utilizando lenguajes de programación como Python, Java, C++ y herramientas de desarrollo como Arduino, Raspberry Pi y microcontroladores.

Análisis de Datos y Big Data: Los estudiantes deben comprender cómo recopilar, almacenar y analizar grandes volúmenes de datos generados por dispositivos IoT, así como técnicas de análisis de datos y visualización.

Seguridad y Privacidad: Se deben abordar los desafíos de seguridad y privacidad en sistemas de IoT, incluyendo autenticación, cifrado, protección contra ataques cibernéticos y cumplimiento de regulaciones de privacidad.

Aplicaciones y Casos de Uso de IoT: Se debe explorar una amplia gama de aplicaciones y casos de uso de IoT en diferentes sectores, como salud, agricultura, transporte, hogar inteligente, ciudades inteligentes e industria.

Proyecto Final de IoT: Los estudiantes deben completar un proyecto final que les permita aplicar los conocimientos adquiridos en un contexto práctico, desarrollando un sistema de IoT desde la concepción hasta la implementación.

¿Qué universidades e Intitutos Tecnológicos ya están ofreciendo capacitación y formación en Internet de las Cosas o "Internet of Things" en México y América Latina?

Varias universidades y centros educativos están ofreciendo capacitación y formación en Internet de las Cosas (IoT), ya sea a través de cursos, diplomados, certificaciones o programas académicos completos. Algunas de estas instituciones incluyen:

Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey (México) - Ofrece programas académicos, cursos y talleres en IoT a través de su campus y plataforma en línea.

Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) - La Facultad de Ingeniería y la Facultad de Ciencias ofrecen cursos y talleres en IoT como parte de sus programas académicos.

Universidad de São Paulo (Brasil) - Ofrece cursos y talleres en IoT a través de su Facultad de Ingeniería Eléctrica y de Computación.

Universidad de Chile (Chile) - Ofrece programas de capacitación en IoT a través de su Centro de Formación Técnica y Educación Continua.

Universidad de Buenos Aires (Argentina) - Ofrece cursos y talleres en IoT a través de su Facultad de Ingeniería y su Centro de Innovación Tecnológica.

Universidad Nacional de Colombia (Colombia) - Ofrece programas académicos y cursos cortos en IoT a través de su Facultad de Ingeniería y su programa de Educación Continua.

Pontificia Universidad Católica del Perú (Perú) - Ofrece cursos y talleres en IoT a través de su Escuela de Posgrado y su Centro de Investigación en Ingeniería de Software.

¿Cómo podemos comenzar de manera sencilla a implementar soluciones de Internet de las Cosas o "Internet of Things"?

Para comenzar de manera sencilla a implementar soluciones de Internet de las Cosas (IoT), recomendamos seguir estos pasos:

Definir el caso de uso: Identifiquemos un problema o una oportunidad donde la IoT pueda proporcionar valor. Esto podría ser monitoreo remoto de dispositivos, seguimiento de activos, gestión de la cadena de suministro, automatización del hogar, entre otros.

Seleccionar los dispositivos y sensores adecuados: ¿Qué dispositivos y sensores que sean apropiados para tu caso de uso? Consideremos factores como la conectividad, el consumo de energía, la precisión de los datos y el costo.

Elegir una plataforma IoT: Seleccionemos una plataforma IoT que se adapte a tus necesidades. Podemos empezar con plataformas populares como AWS IoT Core, Azure IoT Hub o Google Cloud IoT Core, que ofrecen servicios de conectividad, gestión de dispositivos y análisis de datos.

Desarrollar y conectar los dispositivos: Crear, desarrollar y/o adquirir los dispositivos IoT y estar seguros de que estén configurados para conectarse a la plataforma IoT seleccionada. Esto puede implicar programar los dispositivos para enviar datos a la nube y gestionar la seguridad de la conexión.

Recopilar y analizar datos: Una vez que los dispositivos estén conectados, comiencemos a recopilar datos y analizarlos para obtener insights. Utilicemos herramientas de análisis de datos como Azure Stream Analytics, AWS IoT Analytics o Google Cloud Dataflow para procesar los datos en tiempo real y obtener información útil.

Desarrollar aplicaciones y visualizaciones: Utilicemos los datos recopilados para desarrollar aplicaciones y visualizaciones que proporcionen valor a los usuarios finales. Esto puede implicar la creación de paneles de control en tiempo real, alertas de eventos importantes o integración con sistemas existentes.

Iterar y mejorar: A medida que tu solución IoT esté en funcionamiento, recopilemos retroalimentación o "feedback" de los usuarios y realicemos mejoras continuas. Esto puede implicar ajustes en la configuración de los dispositivos, la optimización de los algoritmos de análisis de datos o la incorporación de nuevas funcionalidades.

Al seguir estos pasos podremos comenzar a implementar soluciones de IoT de manera sencilla y gradual, y a medida que ganemos experiencia, podremos abordar proyectos más complejos y avanzados.

Conclusión

Internet de las Cosas o "Internet of Things" nos permite incorporar hasta cierto nivel de inteligencia a todos aquellos sistemas mecánicos, electrónicos, electromecánicos, etc. Ahora entonces es posible el dar seguimiento lo más riguroso o más laxo. Esto último es responsabilidad de Ingenieros, Arquitectos de Soluciones y Desarrolladores, así como te quienes serán responsables de operar, administrar y preservar el funcionamiento de estos sistemas arriba mencionados.

¿Está preparado para implementar soluciones que involucren Internet de las Cosas?

Computadoras en Una Sola Tarjeta (SBC) ¿Son una buena opción?

Si es Usted una persona que se dedica directa o indirectamente a las Tecnologías de la Información y ha estado completamente aislado o aislada por completo, entonces no se ha dado cuenta de los inmensos avances que las Computadoras en Una Sola Tarjeta (Single Board Computers - SBC).

Todo comenzó con la Raspbery Pi. Wikipedia la define como: "Una serie de Computadoras de Placa Reducida, Computadoras de Placa Única o Computadoras en Una Sola Tarjeta de bajo coste desarrollado en el Reino Unido por la Raspberry Pi Foundation, con el objetivo de poner en manos de las personas de todo el mundo el poder de la informática y la creación digital".

A partir de ahí otras fundaciones y empresas han querido igualar o superar a este fenómeno informático (algunas con resultados muy prometedores), que al igual que las Tarjetas Microcontroladoras italianas Arduino, pusieron delante de todos nosotros el concepto Open Source Hardware.

En sus inicios, la idea era que quien utilizara esta opción de equipo de cómputo, fuesen más allá que simplemente instalarle un Sistema Operativo, ejecutar OpenOffice, acceder a Internet y/o realizar lo que se considera hoy las funciones más básicas de una computadora de escritorio. La idea era que esta maravilla fuese la piedra angular de una solución de Domótica, una solución de Internet de las Cosas, fuese el cimiento de toda una estrategia de aprendizaje para el desarrollo, la automatización, etc. a nivel universitario. Hoy ya se le ve como una opción más que seria para sustituir a las pesadas y en ocasiones muy costosas y sobradas computadoras de escritorio.

El objetivo de esta entrada la Blog Tecnológico es mostrar cuál es el estado actual de esta muy seria opción para oficinistas, estudiantes, "hobistas", amas de casa, etc. Comencemos entonces con una descripción general de las propiedades físicas e informáticas de este artilugio.

La Raspberry Pi 4B al desnudo

Esta es la versión más reciente del equipo y sus características son:

• Procesador Broadcom BCM2711, Quad core Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit "SoC" @ 1.5GHz
• 8GB LPDDR4-3200 de memoria SDRAM
• Conexión a red inalámbrica 2.4 GHz y 5.0 GHz IEEE 802.11ac
• Bluetooth 5.0, BLE
• Puerto RJ45 Gigabit Ethernet alámbrico
• 2 puertos USB 3.0 y otros 2 puertos USB 2.0.
• Conector de 40 pines GPIO completamente compatible con todas las versiones de tarjeta.
• 2 puertos de video micro-HDMI con soporte a resolución 4K p60
• Puerto para monitor touch integrado 2-lane MIPI DSI
• Puerto para cámara 2-lane MIPI CSI
• Puerto a 4-polos audio stereofónico y video compuesto
• Decodificador H.265 (4kp60) y H264 (1080p60)
• Codificador 1080p30
• Soporte para gráficos OpenGL ES 3.0
• Puerto para tarjeta Micro-SD para carga de sistema operativo y almacenamiento no volátil
• Conector para alimentación 5V DC USB-C (mínimo 3A)
• Alimentación 5V DC vía GPIO (mínimo 3A)
• Habilitado para Power over Ethernet (PoE) 
• Puede operar en ambientes con temperaturas desde los 0°C y hasta 50°C

En la siguiente figura, se muestra la vista superior de la tarjeta:

El precio unitario promedio aquí en México, a través de el portal de Comercio Electrónico más famosa en América Latina es de $2,750.00 MXN con entrega a domicilio sin costo (dependiendo del proveedor y el comprador). Este precio no incluye nada más que la tarjeta, siendo necesario comprar (por separado) la fuente de alimentación, el teclado, el monitor, el dispositivo puntero (mouse) y la "carcasa". De manera muy recomendable y opcional, están los disipadores y el ventilador. Todo el "kit" sin incluir monitor, teclado y mouse, puede costar $3,200.00 a través del mismo portal de Comercio Electrónico.

El Sistema Operativo de la Raspberry Pi

Estos dispositivos pueden ejecutar sin problema Sistemas Operativos Linux (Ubuntu, Mint, Raspbian principalmente), aunque también la empresa de Redmond, Washington ya liberó una versión del Sistema Operativo Windows 10 para procesadores de Arquitectura ARM.

También es posible ejecutar versiones del Sistema Operativo Android y Google Chrome OS.

VMware ya liberó también (para respaldar dispositivos orientados a su proyecto Monterey) una versión de su afamado hipervisor ESXi, mientras que por su parte la empresa Oracle publico oficialmente haber creado y puesto a trabajar exitosamente un Cluster para Cómputo de Alto Desempeño (High Performance Computing - HPC) conformado por 1,060 dispositivos Raspberry Pi.

Raspberry Pi 400. El todo en uno listo para usarse

Para los que no desean lidiar con la preparación desde cero de todo lo necesario para trabajar, existe una opción lista para usar, que el fabricante pone disponible con el nombre "Raspberry Pi 400".

Esta opción viene con 4 GB de memoria RAM y lo único que se requiere añadir es el monitor. El formato del producto ha sido comparado con opciones de computadoras caseras como la legendaria Commodore 64, ya que el teclado y el equipo de cómputo están integrados.

Lo importante a destacar es el hecho de que no se pierden características que han hecho tan popular a la Raspberry Pi, como lo es el acceso completo a los puertos de entrada y salida que permiten la interacción con sensores y actuadores. 

Raspberry Pi 4B como equipo para Aulas

¿Qué es lo que se busca cuando vamos a impartir un curso teórico práctico? Que cada estudiante tenga acceso al portal de laboratorios, de manera eficiente, rápida, segura, confiable y sin tener que invertir mucho en el equipo de cómputo.

En este rubro Raspberry Pi 4B tiene mucha ventaja contra otras opciones en las que se incluyen Laptops, Desktops y equipamientos semejantes.

Aquí estamos dando por hecho de que estamos utilizando Infraestructura de Escritorios Virtuales (Virtual Desktop Infrastructure - VDI) para cada alumno. Este esquema ya se ha venido llevando a cabo con éxito en los últimos tres o cuatro años. Con éste tenemos todo lo necesario para cada estudiante ejecutándose en servidores y computadoras virtuales, siendo necesario en un 90% de los casos de tan solo un navegador que soporte HTML V5 (Chrome, Firefox, Chromium).

Raspberry Pi 4B como equipo para Usuarios Básicos y Desarrolladores

¿Qué es un Usuario Básico? Todo aquel usuario que sólo requiere encender el equipo, esperar lo más poco posible para poder utilizarlo y tenerlo todo listo para realizar actividades como abrir el navegador para acceder a aplicaciones, abrir, crear, modificar documentos con un Procesador de Texto, Hoja de Cálculo y/o una herramienta para Presentaciones. Tal vez como una aplicación más, aquella que permita fuera del navegador, descargar, leer, contestar correos electrónicos.

Estos son los usuarios más comunes en las empresas, instituciones y organizaciones como lo son recepcionistas, personal de telemercadeo, ejecutivos de venta, etc.

Para los desarrolladores el ambiente es bastante distinto, pues aquí es necesario interactuar con plataformas de desarrollo, acceso a servidores de prueba y desarrollo, así como ya cada vez menos ocasiones, realizar un trabajo muy intenso para ejecución de código a nivel local.

Raspberry Pi 4B como equipo para Diseñadores

Quienes realizan labores orientadas al diseño gráfico, diseño industrial, diseño arquitectónico, etc. saben perfectamente que es necesario contar, para realizar correcta y cabalmente sus labores, con equipos de cómputo de muy alto desempeño equipados con muchos recursos informáticos como lo son procesadores multi núcleo, memoria de acceso aleatorio, tarjetas de aceleración gráfica, etc.

Obviamente la Raspberry Pi 4B no cuenta con esos recursos, pero si en la empresa, la organización se cuenta con una solución de Infraestructura de Escritorios Virtuales (Virtual Desktop Infrastructure - VDI), será posible que usuarios que realizan tareas de Diseño Gráfico, Diseño Industrial, etc. podrán ejecutar sin problemas sus muy "pesadas" aplicaciones como AutoCAD, Photoshop, etc. sin necesidad de agregar más recursos informáticos al equipo de usuario.

Raspberry Pi 4B como equipo para Kioscos de Autoservicio y Paneles Informativos

¿Han estado en una plaza comercial y requieren saber a dónde está una tienda, un servicio en particular? Cuando vamos a un banco, a un hospital, a un restaurante, es muy importante conocer, tener certeza del estatus de nuestra orden, el turno con el que me nos a atender, si la persona o pariente que ingresamos al hospital se encuentra estable o va mejorando. 

Existe desde hace más de una década, la tendencia a utilizar de kioscos interactivos para propiciar la cultura del autoservicio, así como también para sustituir a personal que sólo se dedicaba a dar información en escritorios estratégicamente ubicados.

Aquí también Raspberry Pi 4B entra en acción como una muy seria opción para ser el cerebro de los kioscos interactivos. Sea que estén conectados a una red de datos en un esquema 24x7 o con actualizaciones a cada cierto tiempo. Recuerden que es posible conectar a este dispositivos cámaras y monitores "touch". 

Raspberry Pi 4B como piedra angular de Domótica, Vehículos Inteligentes, etc.

Como consecuencia de La Cuarta Revolución Industrial, la Tercera Plataforma y la Transformación Digital, ahora es posible automatizar no solamente procesos industriales, sino también vehículos y casas habitación.

Estamos hablando de no solamente poder automatizar o mejorar la automatización ya existente en electrodomésticos. Sino también involucrar Inteligencia Artificial (algoritmos informáticos que permiten respuesta rápida en caso de cambios no previstos en el entorno), Aprendizaje de Máquina y otros beneficios que ya son una realidad dentro de las Tecnologías de la Información.

Dentro de los objetivos, en el caso de la Domótica o automatización del hogar, están el realizar un consumo más racional e inteligente del suministro de energía eléctrica, revisión 24x7 de todos y cada uno de los dispositivos para garantizar su funcionamiento continuo, monitoreo "in situ" de la salud de quienes se encuentran en casa con posibilidad de interacción con servicios de ambulancia y hospitalarios, etc.

En la industria del automóvil, ya no es suficiente para el conductor tener un sistema de audio que pueda interactuar con el Dispositivo Personal Móvil del conductor. Ahora se requiere un monitoreo más estricto de todos y cada uno de los sistemas que componen el vehículo, interacción con el Sistema de Posicionamiento Global para la elección de mejores rutas, vigilar en todo momento (predominantemente cuando el vehículo está andando) la proximidad de otros vehículos, así como te el súbito cruce de peatones.

¿Qué dicen de vehículos automotores que se pueden conducir solos, permitiendo que todos sus ocupantes puedan relajarse, utilizar su tiempo en algo más que no sea estar pendiente de la operación y conducción del vehículo? Esto no es algo que viva en ese mundo de la fantasía que ofrece Hollywood, sino que gracias a dispositivos como Raspberry Pi 4B ya es posible y algunas empresas fabricantes y entusiastas ya lo están haciendo.

Conclusión

Ya no hay que esperar años para poder realizar a modo personal o a nivel empresarial, soluciones y dispositivos que aprovechen lo mejor de las Tecnologías de la Información, para mejorar el funcionamiento de electrodomésticos, vehículos, etc.

Tampoco es necesario invertir grandes sumas de dinero en equipamiento para el alumnado o para quienes realizan laboras de oficina típicas. Lo que es más, también es posible que no sea necesario asignar caros equipos de cómputo cargados de recursos informáticos, para personal de diseño.

Las Computadoras en Una Sola Tarjeta permiten todo esto y mucho más, permitiendo que nuestra creatividad no tenga límites.

NOTA AL CALCE

Esta entrada al Blog Tecnológico Tech Data se realizó completamente utilizando una RaspberryPi 4B, con sistema operativo Raspbian y navegador Chromium.

Nuevamente Ecosistemas...

Hace ya mucho tiempo (no menos de cinco años pero no más de diez) que en una publicación independiente, mencionamos que -"...el éxito de Apple y de Steven Paul Jobs no estába exclusivamente en sus productos, sino que éstos estaban cobijados por todo un Ecosistema"-.

iPad, iMac, iPod, iPhone, iTunes y demás productos de la "i", que con completa intercompatibilidad entre ellos, permitían al usuario gozar de funcionalidad completa de todos y cada uno de estos productos.

Este concepto se pretendió copiar con no mucho éxito por parte de otros fabricantes de Software y Hardware, lo cual con todo y que en muchas ocasiones no pasó de ser un intento fallido, se agradece.

Últimamente el tema de la Internet de Las Cosas (IoT por sus siglas en inglés) ocupa las primeras planas de no pocas publicaciones (impresas y electrónicas) que versan principalmente en temas relativos a las Tecnologías de la Información. Incluso nosotros a través de este Blog, de manera muy modesta, ya hemos compartido alguna que otra entrada que habla del tema. ¿Y eso qué?

Ya hemos mencionado cuáles son lo que hasta el momento parecen ser, los requisitos básicos para la implementación de una Solución basada en la Internet de Las Cosas. Hoy abordaremos el tema de aquellos que ya ofertan no solo dispositivos, sino todo un Ecosistema para éstos.

Comenzaremos con el modesto "Onion Omega" de Onion Corporation. Un dispositivo de dimensiones muy reducidas (28mm x 42mm) que permite con un Sistema Operativo OpenWRT Linux ejecutar aplicaciones sencillas, prácticas pero muy poderosas en lenguajes como Python, Node.JS, PHP, Ruby, Lua y más. ¿Dónde está lo de el Ecosistema? Onion Corporation acompaña a su "gadget" con Onion Console, que es un Portal-Interfaz que permite monitorear, controlar y hacer interactuar a Onion Omega a través de Laptops, Desktops, Tablets, SmartPhones, Phablets, etc.

Enseguida, Intel nos ofrece dos dispositivos que son una belleza tecnológica: Edison y Galileo. Ambos con todo lo que se necesita para poder crear aplicaciones a las que podemos acceder desde navegadores y dispositivos móbiles, así como un Portal-Interfaz para su monitoreo e interacción.

En el caso de los ya veteranos e iconos de esta oleada de dispositivos pequeños y poderosos, Arduino y Raspberry Pi, siguen en el top de las preferencias de los desarrolladores principalmente por su enorme poder y mayor semejanza a las prestaciones que ofrece un equipo de cómputo común. Hoy por hoy ninguno de estos dos gigantes cuenta con un portal propio que permita como en el caso de los Onion Omega, Edison y Galileo, monitorear y ejecutar aplicaciones, mas sin embargo por su universalidad y enorme intercompatibilidad, es posible que con Initial State y/o cualquier otro ofrecimiento semejante, se pueda tener monitoreo y control vía la Internet.

¿Cuál es la conclusión que podemos obtener aquí "a priori"? Simplemente que una vez más es la intercompatibilidad y los Ecosistemas lo que marcará la pauta en otro concepto más, lo que garantiza no solo su éxito a corto o mediano plazo, sino además que se trata de un concepto con mucho futuro que estamos seguros que "a la de ya" formará parte de nuestro día a día.

¿Listo para un Ecosistema más?

Dispositivos YA disponibles para Internet de las Cosas...

-"Por qué le gritas al televisor, si no te va a responder"-. Esa fue por mucho tiempo la frase favorita para quienes desesperados por lo que estaban viendo, o para quienes eran víctimas de un electrodoméstico que hacía lo que le daba la gana.

Hoy habría que tomar estas expresiones con mucho cuidado, pues aunque parezca mentira, todos los principales fabricantes de enseres electrónicos para el hogar ya están incluyendo capacidades cuasi inteligentes a los artilugios que están pensando sacar a la venta en 2016.

En Enero de 2015, dentro del marco del Consumer Electronic Show de Las Vegas, fuimos testigos de cómo la emblemática Intel y otras empresas no tan conocidas (hasta ese momento), arengaban a empresas fabricantes de electrodomésticos, desarrolladores y demás asistentes a utilizar sus micro dispositivos en proyectos de Internet de Las Cosas (IoT por sus siglas en inglés).

Comenzando con Intel, fuimos testigos de la premiación de los primeros prototipos independientes utilizando a "Edison", un equipo pequeño ofrecido por Intel como un sistema de desarrollo para dispositivos portátiles y "weareables" (dispositivos en vestimenta).

Dentro de sus características más importantes se destacan: 

• Tamaño y forma que una tarjeta SD
• Procesador Intel Quark X86 de doble núcleo a 400 MHz o Intel Atom Silvermont
• Comunicación a través de Bluetooth y Wi-Fi
• Para mayores detalles, puede hacer "click" en este enlace.

También de Intel, se presentó Intel Galileo, el primero de una línea de tarjetas de desarrollo certificadas por Arduino y basado en Intel arquitectura x86. Está diseñado para las comunidades del fabricante y para centros de educación.

Sus especificaciones técnicas:

• Tamaño y dimensiones estándar de acuerdo a Arduino (ver más adelante)
• Procesador Intel® Quark SoC X1000
• 256 MB DDR3 de memoria RAM
• Conector Ethernet  10/100 Megabits/segundo
• Puertos serie RS-232
• Puertos USB
• Para mayores detalles, puede hacer "click" en este enlace.

Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador (no microprocesador) y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinarias. Hoy por hoy es el referente y Estándar "De Facto" de lo que debe de ser una plataforma para Internet de las Cosas.

Hoy Arduino ya cuenta con múltiples "presentaciones", por lo que recomendamos hacer "click" en este enlace, para poder conocer las especificaciones de tan versátil plataforma.

Rasperri Pi es un ordenador de placa reducida o (placa única) (SBC) de bajo coste desarrollado en Reino Unido por la Fundación Raspberry Pi, con el objetivo de estimular la enseñanza de ciencias de la computación en las escuelas.

El diseño incluye un System-on-a-chip Broadcom BCM2835, que contiene:

• Procesador central (CPU) ARM1176JZF-S a 700 MHz
• Procesador gráfico (GPU) VideoCore IV
• 512 MB de memoria RAM
• Para mayores detalles de los distintos modelos, puede hacer "click" en este enlace.

El diseño no incluye un disco duro ni unidad de estado sólido, ya que usa una tarjeta SD para el almacenamiento permanente.

Estos son al menos los principales exponentes en lo que se refiere a dispositivos listos para Internet de las Cosas. Al final serán los fabricantes de electrodomésticos quienes se decidirán por alguna plataforma en particular.

De lo que sí estamos seguros es que en un lapso no mayor a tres años, tendremos una gran cantidad de dispositivos, engrosando el ya de por sí saturado tráfico de la red.

¿Ya definió Usted cuál será su Plataforma para Intenet de Las Cosas?