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?

Qué es el Edge Computing, cuáles son sus ventajas y cuáles sus desafíos.

Edge Computing (cómputo en frontera) es un paradigma de computación distribuida que acerca la computación y el almacenamiento de datos, a la ubicación en donde se necesita para mejorar los tiempos de respuesta y ahorrar ancho de banda.

Los orígenes del Edge Computing se encuentran en las redes de entrega de contenido que se crearon a fines de la década de 1990 para servir contenido web y de video, desde servidores que se implementaron cerca de los usuarios. 

A principios de la primera década del Siglo XXI, estas redes evolucionaron para albergar aplicaciones y componentes en los servidores "Edge", dando como resultado los primeros servicios Edge Computing comercial que hospedaban aplicaciones como: localizadores de distribuidores, carritos de compras, agregadores de datos en tiempo real, motores de inserción de anuncios, etc.

La desde ese momento conocida como Informática Perimetral moderna, permitió ampliar significativamente este enfoque a través de la tecnología de virtualización, que facilitaron (y aún lo hacen) la implementación y ejecución de una gama más amplia de aplicaciones.

Aterrizando el tema y abordándolo con mayor detalle, podemos afirmar entonces que el Edge Computing es un tipo de informática que ocurre en la ubicación física del usuario, de la fuente de datos, o cerca de ellas. Al establecer servicios de computación cerca de esas ubicaciones, los usuarios obtienen servicios más rápidos y confiables, y las empresas aprovechan la flexibilidad del cloud computing híbrido. Con el edge computing, una empresa puede usar y distribuir un conjunto común de recursos en una gran cantidad de ubicaciones.

¿Por qué es importante el edge computing?

Se puede observar un ejemplo real de Edge Computing en el uso de la realidad virtual y aumentada. Por lo general, la realidad virtual y aumentada se ve afectada por un ancho de banda insuficiente y una latencia alta. Quienes utilizan esas tecnologías tienen problemas frecuentes con las velocidades bajas o la potencia informática, lo cual interrumpe la capacidad de lograr una experiencia envolvente. 

Para evitar estos problemas, el Edge Computing permite que se descarguen a la nube las partes del proceso que consumen muchos recursos informáticos. Otro ejemplo es la implementación de esos mismos procesos en el Internet de las cosas (IoT), como los automóviles inteligentes. Sólo imaginemos que hubiese latencia mientras su vehículo procesa la información sobre las direcciones. Al igual que el resto de los dispositivos del Internet de las cosas (IoT), su automóvil debe procesar los datos y tomar decisiones en tiempo real o lo más rápido posible.

Los beneficios del edge computing incluyen la capacidad para agregar y analizar datos masivos in situ, lo cual permite tomar decisiones casi en tiempo real. El edge computing reduce aún más el riesgo de exponer los datos confidenciales, ya que mantiene toda esa potencia informática en un lugar cercano. Esto permite que las empresas controlen mejor la proliferación de la información, como los secretos comerciales del sector, o que cumplan con las políticas normativas, como el Reglamento General de Protección de Datos (General Data Protection Regulation - GDPR).

Por último, los clientes empresariales disfrutan de la flexibilidad y los costos relacionados con el Edge Computing. Al mantener la potencia informática más cerca de su fuente, los sitios regionales pueden seguir funcionando independientemente del sitio central, incluso si este último deja de funcionar. Además, esto permite reducir considerablemente el costo que debe pagar por el ancho de banda para trasladar los datos entre los sitios regionales y centrales.

¿Cuáles son las ventajas del edge computing?

El Cómputo en La Nube se ha enfocado en centralizar los servicios en un grupo de centros de datos grandes. Este proceso permitió que se pudieran ampliar y compartir los recursos con mayor eficiencia, sin perder el control ni la seguridad empresarial.

El Edge Computing se encarga de aquellos casos prácticos que el enfoque de centralización del Cómputo en La Nube no puede abordar de forma adecuada, generalmente debido a los requisitos de red u otras restricciones. Se centra en varios sitios informáticos pequeños que disminuyen el costo de red, evitan las restricciones de ancho de banda, reducen las demoras en la transmisión, limitan las fallas del servicio y controlan mejor el movimiento de los datos confidenciales. Los tiempos de carga se reducen en cientos de milisegundos, y los servicios en línea implementados más cerca de los usuarios habilitan las capacidades de almacenamiento en caché dinámico y estático.

Para los usuarios finales, esto significa una experiencia de uso más rápida y uniforme. Para las empresas y los proveedores de servicios, se traduce en aplicaciones de baja latencia y alta disponibilidad con supervisión en tiempo real.

¿Cuáles son los desafíos del edge computing?

El problema principal del edge computing no solo es la escalabilidad, sino también la distribución:

• El escalamiento horizontal hacia varios sitios pequeños puede resultar más complicado que agregar la capacidad equivalente a un centro de datos principal. Las empresas más pequeñas pueden tener dificultades a la hora de gestionar el aumento de los costos generales de las ubicaciones físicas.
  
  
• Por lo general, los sitios de Edge Computing se encuentran en lugares remotos y no cuentan con la experiencia técnica suficiente. Si se produce alguna falla in situ, debemos tener una infraestructura disponible para que personal sin experiencia técnica o que un pequeño grupo de especialistas ubicados en otro lugar, puedan reparar y/o gestionar de manera centralizada.
  
  
• Es necesario que las operaciones de gestión del sitio se puedan reproducir en todos los sitios de Edge Computing para simplificar la gestión, facilitar la resolución de problemas y evitar que la configuración de software presente pequeñas diferencias entre los sitios, lo que se conoce comúnmente como "desajuste en la configuración".
  
  
• Si bien el Edge Computing ofrece un mayor control sobre los flujos de información al restringir los datos geográficamente, la seguridad física del sitio suele ser mucho menor. Esto puede dar como resultado un mayor riesgo de situaciones maliciosas o accidentales, por ejemplo la desconexión de un cable por error.

Con todo esto planteado, es entonces que ahora se vuelve cada vez más necesario el contar con una Solución para Edge Computing que sea confiable, segura, escalable y que de inicio se ajuste a las necesidades del negocio.

¿Ya está Usted decidido de implementar Edge Computing? Lo primero entonces es asumir el compromiso de promover estrategias de nube híbrida abierta. ¿Qué significa exactamente? Esta estrategia incorpora la interoperabilidad, la portabilidad de las cargas de trabajo y la flexibilidad del software open source a los entornos empresariales. 

Se hace imperativo que todos los entornos y las aplicaciones que rodean al sistema operativo se abstraen para brindar una interacción constante con cualquier aplicación en prácticamente todos los entornos, sin tener que renovarla, volver a capacitar al personal, dividir la gestión ni sacrificar la seguridad. Además, vale la pena tener en cuenta el asegurarse que todo funcione con la tecnología Open Source, para asegurar que podrá llevar sus datos con usted, sin importar dónde se encuentre mañana.

Edge Computing es una parte importante de la visión de la nube híbrida, que permite lograr una experiencia uniforme con las operaciones y las aplicaciones. Queda pues entendido que ya se tienen varias cargas de trabajo diferentes, con distintas clases de entornos (virtualizados, sin sistema operativo, de nube pública o privada). El objetivo con el Edge Computing debe ser principalmente ayudar a llevar ese trabajo a distintas ubicaciones físicas (ya sea su centro de datos principal, docenas de sitios pequeños de edge computing, borde de dispositivo o todos los anteriores), para que pueda aprovechar al máximo la potencia informática.

El objetivo La Solución de Edge Computing debe ser primordialmente simplificar las operaciones con la implementación, la gestión y la coordinación automatizadas. Establecer una infraestructura común que abarque todas sus necesidades informáticas, de almacenamiento y de red. Con frecuencia los sitios de Edge Computing no tienen personal de TI, o lo tienen muy limitado. Por eso es un "deber ser" que una buena solución será aquella que se gestione de manera centralizada para reducir la complejidad operativa.

El consejo que le damos para diseñar un entorno nuevo de edge computing es muy sencillo: centralice todo lo que se pueda y distribuya lo que haga falta. Para ello, debe tener en cuenta su infraestructura actual para asignar los recursos informáticos disponibles al problema que desea resolver.

¿Qué se necesita para el edge computing?

En términos generales, con las soluciones integrales de edge computing se deben poder realizar las siguientes tareas:

• Automatizar y gestionar la infraestructura desde su centro de datos principal hasta sus sitios remotos
  
  
• Implementar, actualizar y mantener el firmware y el software en toda la infraestructura
  
  
• Admitir cargas de trabajo híbridas, que incluyan las máquinas virtuales, los contenedores, las aplicaciones y los microservicios, entre otros
  
  
• Permanecer en funcionamiento, aunque con capacidades reducidas, incluso cuando la conexión a Internet no sea confiable
  
  
• Incluir una plataforma de software sólida que se pueda expandir de manera horizontal y vertical
  
  
• Ejecutar un modelo de implementación uniforme tanto en las instalaciones pequeñas como en las grandes

¿Cuál es una posible Arquitectura recomendada para Edge Computing?

Sin entrar en marcas y nombres de procucto, quí compartimos una Arquitectura Ideal (o que al menos la consideramos ideal) que aborda los desafíos del edge computing en conjunto, y que pueden ayudarlo a diseñar una solución integral adecuada para usted.

Una base sólida que realmente funcione

Todo comienza con un seguro, escalable, confiable Sistema Operativo (de preferencia Linux). Dicho Sistema Operativo deberá ofrecer un gran ecosistema de herramientas, aplicaciones, marcos de trabajo y bibliotecas para diseñar y ejecutar aplicaciones y Contenedores. Sí. Contenedores.

Cargas de trabajo informáticas de alto rendimiento y de máquinas virtuales

Una plataforma de cloud computing que virtualice los recursos del hardware estándar, organice esos recursos en las nubes (públicas y privadas) y que los gestione para que los usuarios puedan acceder a lo que necesitan, en el momento en que lo necesitan. Los nodos informáticos distribuidos deberán admitir las cargas de trabajo informáticas de alto rendimiento y las de máquinas virtuales más exigentes, así como la virtualización de las funciones de red. Debe de ser una solución de Infraestructura como servicio confiable y escalable, que incluya las API estándares con una arquitectura multiempresa sólida.

Cargas de trabajo en contenedores

La plataforma descrita en el párrafo anterior, deberá poder sin problemas implementar y gestionar las aplicaciones basadas en contenedores en cualquier sitio compatible con el Sistema Operativo, incluso en los centros de datos públicos y privados o las ubicaciones del Edge Computing. Aquí entra la necesidad de incluir un entorno de "Kubernetes" de nivel empresarial de alto rendimiento.

Reducción del entorno

Para las situaciones en las que se requieren Clústeres independientes, con alta disponibilidad y con un entorno reducido, un Hipervisor confiable, seguro y escalable combina elementos informáticos integrando el cómputo (procesador y memoria), el almacenamiento, etc. en un solo entorno operativo.

Almacenamiento

El almacenamiento cumple una función importante en el edge computing. Almacenamiento Definido por Software (Software Defined Storage - SDS) nos permite obtener los beneficios de una solución de almacenamiento abierto y con gran capacidad de expansión para las cargas de trabajo, como la infraestructura de nube, el análisis de datos, los repositorios multimedia y los sistemas de copia de seguridad y restauración.

Mensajería y comunicación

En entornos altamente distribuidos, la comunicación entre los servicios que se ejecutan en la nube y los sitios del borde requiere mucha atención. Para responder a las demandas empresariales de forma rápida y eficiente, se necesita poder integrar las aplicaciones y los datos que se encuentran distribuidos. Se vuelve entonces indispensable contar con algún mecanismo de Mensajería de Datos que admita todos los patrones de comunicación necesarios para los casos prácticos del Edge Computing y que pueda resolver hasta los desafíos más exigentes.

Conclusión

Edge Computing no es algo nuevo que parece un experimento, o que se trate de esos ilusorios juegos de palabras inventados por algún fabricante o proveedor de productos y/o soluciones informáticas.

Se trata de un paradigma que, si decidimos implementar en nuestra empresa, negocio, organización, etc. debemos de tomarlo en serio y, tomando en cuenta la Arquitectura Sugerida líneas arriba, estar de alguna manera prevenidos para tomar en cuenta cuáles serán los retos inherentes y cómo podremos afrontarlos.

Internet de las Cosas desde abajo: Dispositivos y Controladores Físicos

La Internet de las Cosas. Mas que un simple concepto "de moda", es toda una tecnología que nos trajo esa hija dilecta de la Cuarta Revolución Industrial: la Transformación Digital.

Ya hemos mencionado en otras entradas de este Blog Tecnológico, que parte de las doce tecnologías con impacto a corto plazo está precisamente la Internet de las cosas, además de que como también ya lo mencionamos en nuestra entrada intitulada: "Internet de las Cosas, no es conectarlo todo contra todo", Internet de las Cosas no debe venir sola. Debe de ser parte de toda una estrategia que involucra íntimamente a Siete Capas, que a saber son (de arriba hacia abajo):

7.- Colaboración y Procesos.- En donde se involucra directamente a personas y los ciclos del negocio.
6.- Aplicaciones.- Todo lo relativo a Reportes, Análisis, Control.
5.- Abstracción de los Datos.- Adición y acceso a datos generados por capas inferiores.
4.- Acumulación de los Datos.- Almacenamiento de datos generados por capas inferiores.
3.- Edge Computing.- Análisis y Transformación de los datos generados por la capa 1.
2.- Conectividad.- Unidades para comunicación y pre-procesamiento de los datos.
1.- Dispositivos y Controladores Físicos.- Las "Cosas" (sensores y actuadores).

Hoy toca el turno de los Dispositivos y Controladores Físicos, Sensores, Actuadores y Dispositivos Controladores.

¿Cómo podemos definir a estos dispositivos que conforman la capa más baja de una solución de Internet de las Cosas? Éstos son dispositivos informáticos no estándar que se conectan de forma alámbrica o inalámbrica a una red (la Internet en la gran mayoría de los casos), teniendo como primer objetivo y más básica capacidad el transmitir datos.

Aquí resalta que la Internet de las Cosas implica extender la conectividad a Internet más allá de los dispositivos estándar, como computadoras de escritorio, computadoras portátiles, dispositivos móviles personales y tabletas, a cualquier rango de dispositivos físicos y objetos cotidianos tradicionalmente considerados "estúpidos" o no habilitados para Internet. Estos mismos dispositivos, a los que se les puede añadir o no la Inteligencia Artificial, integrados con la tecnología, pueden comunicarse e interactuar a través de Internet, puediendo ser monitoreados y controlados de forma remota.

Ejemplos y aplicaciones de dispositivos pata Internet de las Cosas

Los dispositivos conectados son parte de un escenario en el que cada dispositivo habla con otros dispositivos relacionados en un entorno, para automatizar las tareas domésticas y de la industria, así como para comunicar datos de sensores utilizables a los usuarios, empresas y otras partes interesadas. Los dispositivos para Internet de las Cosas están diseñados para funcionar en concierto con personas en el hogar, en la industria o en las organizaciones. Como tal los dispositivos se pueden clasificar, dependiendo de su orientación o en dónde serán utilizados en tres grupos principales: consumidor, empresa e industrial.

Los dispositivos conectados al consumidor (tal vez los de mayor crecimiento y visibilidad) incluyen televisores inteligentes, altavoces inteligentes, juguetes, dispositivos portátiles y dispositivos móviles personales inteligentes.

Los "medidores" inteligentes, los sistemas de seguridad comercial y las tecnologías de ciudades inteligentes, como las que se usan para monitorear el tráfico y las condiciones climáticas, son ejemplos de dispositivos Internet de las Cosas industriales y/o empresariales.

En una clasificación intermedia, otras tecnologías, como el aire acondicionado inteligente, los termostatos inteligentes, la iluminación inteligente y la seguridad inteligente, abarcan los usos domésticos, empresariales e industriales.

En una casa inteligente, por ejemplo, un usuario llega a casa y su automóvil se comunica con el garaje para abrir la puerta. Una vez dentro, el termostato ya está ajustado a su temperatura preferida y la iluminación se ajusta a una intensidad más baja y su color elegido para la relajación, ya que los datos de su marcapasos indican que ha sido un día estresante. Esto es Domótica aplicada.

En la empresa, los sensores inteligentes ubicados en una sala de conferencias pueden ayudar a un empleado a ubicar y programar una sala disponible para una reunión, asegurando que el tipo, tamaño y características de la sala estén disponibles. Cuando los asistentes a la reunión ingresan a la sala, la temperatura se ajustará de acuerdo con la ocupación, y las luces se atenuarán a medida que se carguen las diapositivas en la pantalla y comience su presentación.

En el piso de una planta industrial, una máquina de línea de ensamblaje equipada con sensores proporcionará datos que provienen de los sensores al operador de la planta, informándole de las anomalías y prediciendo cuándo será necesario reemplazar las piezas. Dicha información puede evitar el tiempo de inactividad inesperado, junto con la pérdida de productividad y ganancias.

En campo, tales notificaciones pueden alertar a los usuarios sobre lo que está mal, así como las partes necesarias para solucionar un problema, evitando la necesidad de enviar a un trabajador de servicio para diagnosticar un problema, solo para perder su tiempo conduciendo a un almacén, encontrar la parte correcta y volver al sitio.

Gestión de dispositivos Internet de las Cosas

Una serie de desafíos pueden dificultar la implementación exitosa de una solución de Internet de las Cosas y sus dispositivos conectados, que incluyen seguridad, interoperabilidad, capacidades de procesamiento/alimentación, escalabilidad y disponibilidad. Muchos de estos pueden abordarse con la gestión de dispositivos de Internet de las Cosas mediante la adopción de protocolos estándar o utilizando los servicios ofrecidos por un proveedor (ver "Internet de las Cosas, a nivel industrial").

La administración de dispositivos ayuda a las compañías a integrar, organizar, monitorear y administrar de forma remota los dispositivos habilitados para Internet a escala, ofreciendo características críticas para mantener el estado, la conectividad y la seguridad de los dispositivos para Internet de las Cosas a lo largo de todos sus ciclos de vida. Tales características incluyen:

• Registro del dispositivo
• Autenticación/Autorización del dispositivo
• Configuración del dispositivo
• Aprovisionamiento de dispositivos
• Monitorización y diagnóstico de dispositivos.
• Solución de problemas del dispositivo

Los protocolos de administración de dispositivos estandarizados disponibles incluyen la Administración de Dispositivos de Open Mobile Alliance (OMA DM) y Lightweight Machine to Machine (OMA LwM2M).

Los servicios y el software de administración de dispositivos para Internet de las Cosas también están disponibles en proveedores como Amazon, Bosch Software Innovations GmbH, Microsoft, Software AG y Xively.

Conectividad de dispositivos para Internet de las Cosas y redes

Los protocolos de red, comunicación y conectividad utilizados con dispositivos habilitados para Internet dependen en gran medida de la aplicación para Internet de las Cosas específica implementada. Al igual que hay muchas aplicaciones para Internet de las Cosas diferentes, hay muchas opciones diferentes de conectividad y comunicaciones.

Los protocolos de comunicaciones incluyen CoAP, DTLS y MQTT, entre otros. Los protocolos inalámbricos incluyen IPv6, LPWAN, Zigbee, Bluetooth Low Energy, Z-Wave, RFID y NFC. Celular, satélite, wifi y Ethernet también pueden ser utilizados.

Cada opción tiene sus ventajas y desventajas en términos de consumo de energía, rango y ancho de banda, todo lo cual debe considerarse al elegir los dispositivos y protocolos conectados para una aplicación de Internet de las Cosas en particular.

Para compartir los datos del sensor que recopilan, los dispositivos de Internet de las Cosas se conectan a una puerta de enlace de Internet de las Cosas u otro dispositivo de borde donde los datos pueden analizarse localmente o enviarse a la nube para su análisis.

Seguridad del dispositivo para Internet de las Cosas

La interconexión de dispositivos tradicionalmente "tontos" plantea una serie de cuestiones en relación con la seguridad y la privacidad. Como ocurre a menudo, la tecnología Internet de las Cosas se ha movido más rápidamente que los mecanismos disponibles para proteger los dispositivos y sus usuarios.

Los investigadores ya han demostrado "hacks" remotos en marcapasos y automóviles y en octubre de 2016, un gran ataque distribuido de denegación de servicio denominado servidores DNS afectados por Mirai en la costa este de los Estados Unidos, interrumpiendo los servicios en todo el mundo. Un problema que se remonta a "hackers" se infiltran en las redes a través de dispositivos para Internet de las Cosas, incluidos enrutadores inalámbricos y cámaras conectadas.

Sin embargo, salvaguardar los dispositivos para Internet de las Cosas y las redes a las que se conectan, puede ser un desafío debido a la variedad de dispositivos y proveedores, así como a la dificultad de agregar seguridad a los dispositivos con recursos limitados. En el caso de la "botnet" Mirai, el problema se remonta al uso de contraseñas predeterminadas en los dispositivos "pirateados". Contraseñas seguras, autenticación/autorización y administración de identidad, segmentación de red, cifrado y criptografía son medidas de seguridad sugeridas para los dispositivos de Internet de las Cosas.

En agosto de 2017, el Senado de los Estados Unidos presentó la Ley de Mejora de la Ciberseguridad de Internet de las Cosas. Un proyecto de ley que aborda los problemas de seguridad asociados con los dispositivos de Internet de las Cosas.

Si bien es un comienzo, el proyecto de ley solo requiere que los dispositivos habilitados para Internet comprados por el gobierno federal, cumplan con los requisitos mínimos, mas esto no aplica a la industria en general. Sin embargo, se está considerando como un punto de partida que, si se adopta de forma generalizada, podría allanar el camino para mejorar la seguridad de Internet de las Cosas para toda la industria.

Tendencias de dispositivos IoT y crecimiento anticipado

Gartner estimó que la cantidad total de dispositivos para Internet de las Cosas en uso, alcanzó los 8.4 mil millones en 2017, un 31% más que en 2016. Las estimaciones de crecimiento futuro de dispositivos para Internet de las Cosas han sido rápidas y furiosas.

En el extremo superior de la escala, Intel proyectó que la penetración de dispositivos habilitados para Internet aumentará de 2 mil millones en el año 2006 a 200 mil millones para el ya muy próximo año 2020, lo que equivale a casi 26 dispositivos inteligentes para cada persona en este Planeta Tierra. Un poco más conservador, IHS Markit dijo que la cantidad de dispositivos conectados será de 75.4 mil millones en 2025 y 125 mil millones para 2030.

Otras compañías han atenuado sus números, sacando de la ecuación a los Dispositivos Personales Móviles (antes teléfonos inteligentes), tabletas y computadoras. Gartner estimó que 20.8 mil millones de cosas conectadas estarán en uso para el siguiente año (2020), con IDC llegando a 28.1 mil millones y BI Intelligence en 24 mil millones.

Gartner estimó que el gasto total en dispositivos y servicios de Internet de las Cosas fue de casi $2 mil millones de dólares en 2017, mientras que IDC proyecta que el gasto llegará a $ 772.5 mil millones en 2018, un 14,6% más que los $ 674 mil millones que se gastarán en 2017, con un impacto de $ 1 billón en 2020 y $ 1.1 billones en 2021. Nada mal.

Dispositivos que hoy pueden ya ser utilizados para Internet de las Cosas

En lo que respecta a micro-controladores en un solo circuito impreso (SBC), dispositivos que pueden funcionar como el cerebro y receptor/emisor de señales provenientes de sensores, así como señales enviadas a actuadores tenemos:

Arduino Uno

• Microcontrolador: ATmega328
• Voltaje Operativo: 5v
• Voltaje de Entrada (Recomendado): 7-12 volts
• Pines de Entradas/Salidas Digital: 14 (De las cuales 6 son salidas PWM)
• Pines de Entradas Análogas: 6
• Memoria Flash: 32 KB (ATmega328) de los cuales 0,5 KB es usado por Bootloader.
• SRAM: 2 KB (ATmega328)
• EEPROM: 1 KB (ATmega328)
• Velocidad del Reloj: 16 MHZ.

Arduino Nano

• Microcontrolador: ATMega328.
• Voltaje de operación: 5V.
• Voltaje de alimentación (Recomendado): 7-12 volts
• I/O Digitales: 14 (6 son PWM)
• Memoria Flash: 32KB.
• EEPROM: 1KB.
• Frecuencia de trabajo: 16MHz.
• Dimensiones: 0.73″ x 1.70″

Arduino Mega

• Microcontrolador: ATmega2560
• Voltaje Operativo: 5V
• Voltaje de Entrada: 7-12 volts
• Voltaje de Entrada(límites): 6-20V
• Pines digitales de Entrada/Salida: 54 (de los cuales 15 proveen salida PWM)
• Pines análogos de entrada: 16
• Corriente DC por cada Pin Entrada/Salida: 40 mA
• Corriente DC entregada en el Pin 3.3V: 50 mA
• Memoria Flash: 256 KB (8KB usados por el bootloader)
• SRAM: 8KB
• EEPROM: 4KB
• Clock Speed: 16 MHz

Arduino Leonardo

• Microcontrolador Atmega32u4.
• Voltaje de entrada: 7-12V.
• Voltaje de trabajo: 5V.
• Corriente por pin I/O: 40mA.
• 20 pines digitales I/O.
• 7 canales PWM.
• 12 ADC.
• 16MHz de velocidad de reloj.
• Memoria Flash: 32 KB (ATmega32u4) de los cuales 4 KB son usador por el bootloader.
• Memoria SRAM: 2.5 KB (ATmega32u4).
• Memoria EEPROM: 1KB (ATmega32u4).
• Dimensiones: 68.6 x 53.3mm.

Arduino 101

• Microcontrolador Intel Curie
• Tensión de funcionamiento 3.3V (5V tolerante I / O)
• Voltaje de entrada (recomendado) 7-12V
• Voltaje de entrada (límite) 7-20V
• 14 pines digitales I/O (de los cuales 4 proporcionan salida PWM)
• 4 pines digital PWM I / O
• 6 Pines de entrada analógica
• Corriente continua para Pin I/O 20 mA
• Memoria flash 196 kB
• SRAM 24 kB
• Velocidad de reloj 32MHz
• LED_BUILTIN 13
• Caracteristicas Bluetooth LE 6 ejes y acelerómetro / giroscopio
• Longitud 68,6 mm
• Anchura 53,4 mm
• Peso 34 gr.

Micro Computadora en un solo circuito impreso

Raspberry Pi 3B+

CPU + GPU: Broadcom BCM2837B0, Cortex-A53 (ARMv8) 64-bit SoC @ 1.4GHz
RAM: 1GB LPDDR2 SDRAM
Wi-Fi + Bluetooth: 2.4GHz y 5GHz IEEE 802.11.b/g/n/ac, Bluetooth
4.2, BLE
Ethernet: Gigabit Ethernet sobre USB 2.0 (300 Mbps)
GPIO de 40 pines
Video: HDMI
4 puertos USB 2.0
Puerto CSI y DSI para conectar una cámara y una pantalla táctil
Salida de audio estéreo y vídeo compuesto
Micro-SD
Power-over-Ethernet (PoE)

Para todos y cada uno de los dispositivos arriba mencionados, existe todo un ecosistema de Software, Sensores y Actuadores, que pueden complementar la primera capa de su Solución de Internet de las Cosas.

En posteriores entradas, hablaremos de las otras seis capas que toda solución para Internet de las Cosas debe de incluir.

Por qué Internet de las cosas creará una revolución en la Salud

Antes de comenzar, deseamos aclarar que el texto que ofrecemos a continuación, se refiere a los esfuerzos que el Servicio Nacional de Salud del Reino Unido está ya llevando a cabo a todos los niveles. Así pues, esperamos que sirva de referencia para toda la comunidad de la industria de la Salud en nuestros países. Hecha la acotación, comenzamos.

El Internet de las cosas debe ser una de las tendencias tecnológicas más destacadas de los últimos cinco años. ¿Podría la Internet de las Cosas ser la columna vertebral del Servicio Nacional de Salud (NHS) del Reino Unido en el futuro cercano? Con el Servicio Nacional de Salud luchando bajo la doble presión de una creciente demanda de sus servicios y una falta de fondos crónica, ¿podría el Internet de las cosas ayudar a que la atención médica sea más eficiente?

Al equipar los objetos con sensores para monitorear su entorno y una conexión a internet para comunicarse, el Internet de las cosas le dará a las organizaciones una mayor capacidad para recopilar datos e informar en tiempo real.

Para el Servicio Nacional de Salud, el Internet de las Cosas podría presentar grandes beneficios para el cuidado del paciente al permitir que los hospitales rastreen y monitoreen a los pacientes desde el momento en que llegaron al hospital, o incluso en el hogar antes de eso, con datos en tiempo real de sensores que se agregan automáticamente a registros de pacientes sin la necesidad de que las enfermeras tomen lecturas o actualicen cuadros. A un nivel más prosaico, el Internet de las Cosas podría permitir al Servicio Nacional de Salud rastrear equipos costosos o vitales (o ambos) de manera más efectiva.

Hay indicios de un aumento en el apetito por los dispositivos para Internet de las Cosas dentro de la industria de la salud a nivel mundial: se espera que el gasto mundial en IoT en atención médica aumente de $ 41.220 millones en 2017 a $ 405.65 billones en 2026.

El Servicio Nacional de Salud, sin embargo, parece estar tomando un enfoque más cauteloso. Como parte de una iniciativa para establecer bancos de pruebas para revisar nuevas tecnologías en el servicio de salud, NHS England y el Departamento de Salud han otorgado 10 millones de libras en fondos para dos proyectos de "banco de pruebas" que describe como "liderados por Internet de las Cosas".

A modo de ejemplo, Technology Integrated Health Management (TIHM), está dirigido a ayudar a las personas con demencia a permanecer en casa por más tiempo. Los dispositivos inteligentes instalados en el hogar de una persona pueden usarse para controlar su salud y bienestar, para verificar si todavía están bien, alertando a los profesionales de la salud para que intervengan cuando sea necesario. En otro frente, Diabetes Digital Coach, es un sistema de aprendizaje electrónico para ayudar a los diabéticos a controlar mejor su condición, pero solo tiene un componente mínimo de Internet de las Cosas con enlaces a monitores de glucosa, habilitados para transmitir información vía Internet.

NHS Scotland también ha comenzado proyectos piloto de Internet de las Cosas. Caithness General Hospital, parte del fideicomiso NHS Highlands, ha comenzado a usar camas de hospital con Internet de las Cosas. Las camas han sido equipadas con sensores Bluetooth, lo que les permite transmitir información sobre su ubicación y registro de mantenimiento. Se espera que la prueba de seis meses ahorre tiempo al personal del Servicio Nacional de Salud para rastrear camas individuales y recuperar sus datos de mantenimiento.

Actualmente, la Internet de las Cosas dentro del Servicio Nacional de Salud tiene uno de los dos objetivos principales: rastrear recursos costosos y solicitados (equipos costosos o los propios médicos), o hacer avanzar a los pacientes hacia mayores niveles de cuidado personal.

Con un envejecimiento de la población que tiene un número creciente de afecciones médicas a largo plazo, así como finanzas restringidas dentro del servicio de salud, es probable que sigan siendo los principios rectores clave de cualquier despliegue de Internet de las Cosas del Servicio Nacional de Salud en el futuro.

Los despliegues son, por ahora, en el lado simple: recopilar/procesar datos, o monitorear la ubicación.

La simple naturaleza de los despliegues de Internet de las Cosas hasta la fecha, es parcialmente una cuestión de costo. Construir algo más complejo requeriría un presupuesto más considerable que el que los fideicomisos del Servicio Nacional de Salud, con escasez de efectivo, pueden estar dispuestos a pagar.

-"Si va a automatizar actividades médicas más complejas utilizando Internet de las Cosas, requiere mucho esfuerzo, no puede simplemente comprar algo de la estantería. Necesita los médicos para proporcionar el conocimiento médico, necesita ingenieros de software, necesita ingenieros de hardware para configurar algo un poco más complicado, y necesita integradores de sistemas"-, dijo a ZDNet el Doctor Vaughan Michell, director de programas de consultoría de Henley Business School.

-"Debido a que está bastante involucrado, debe pensar en los beneficios que obtendrá... así como los problemas de seguridad y las consecuencias no deseadas, si quiere hacer algo más inusual que simplemente medir los parámetros generales; eso puede ser bastante costoso", agregó el Doctor Vaughan Michell.

Las preguntas sobre seguridad y estándares también deberán resolverse antes de que el Servicio Nacional de Salud pueda adoptar Internet de las Cosas en una escala más amplia. Si bien la seguridad ha sido durante mucho tiempo una preocupación en torno a la adopción de esta tecnología en general, es un desafío particular para cualquier proveedor de atención médica. Los retiros de bombas de insulina y marcapasos debido a fallas de seguridad, han demostrado que las vulnerabilidades en el hardware de Internet de las Cosas para atención médica, podrían tener implicaciones de vida o muerte.

La falta de estándares también significa que existe el riesgo de que Internet de las Cosas termine implementándose de manera gradual, con una falta de interoperabilidad entre una entidad de confianza y otra, o incluso entre un hospital y otro en el mismo ámbito de confianza.

También hay preguntas filosóficas espinosas sobre el uso de Internet de las Cosas que deben resolverse antes de que haya un uso más generalizado de la tecnología. Por ejemplo, cuestiones relacionadas con la propiedad de los datos. ¿Deberían los datos pertenecer a los pacientes, al Servicio Nacional de Salud, a los proveedores de tecnología involucrados? Y al igual que con Inteligencia Artificial, hay preguntas sobre quién sería legalmente (y moralmente) responsable si un sistema de Internet de las Cosas causara daño a un paciente. ¿Sería el Servicio Nacional de Salud, el proveedor de hardware, los integradores de sistemas u otra parte?

-"La integración de dispositivos médicos conectados en escenarios de atención médica establecidos es difícil"-, advirtieron los consultores Deloitte en un informe reciente Medtech e Internet of Medical Things intitulado: "Cómo los dispositivos conectados están transformando la atención médica".

Los proveedores de atención médica, y en particular sus Registros Electrónicos de Salud (EHRs), proporcionan el repositorio central para datos de múltiples dispositivos. Para que las colaboraciones sean efectivas, los proveedores de atención médica deben otorgar a las compañías "medtech", acceso a esta información en circunstancias acordadas y aprobadas. Incluyendo cuando sea relevante, el consentimiento del paciente sobre cómo se pueden usar estos datos.

Sin embargo y a pesar de los desafíos, es fácil ver dónde se puede implementar más Internet de las Cosas para reducir costos o aumentar la seguridad del paciente. Puede ser para monitorear los niveles de equipo básico en las salas y reordenar el stock nuevo cuando sea necesario; registrar y refinar el rendimiento de marcapasos, páncreas artificiales y similares; rastrear muestras de sangre y orina de manera más confiable; garantizando la exactitud de las prescripciones; dirigir a los médicos de guardia al paciente correcto en la sala correcta en un hospital ocupado.

Un ejemplo: los paquetes de cinco hisopos de gasa se cuentan al inicio de cualquier cirugía y al final. Si los números no coinciden, puede tener graves consecuencias. Con los sensores conectados a cada hisopo, sería fácil ver si una falta de coincidencia en los números se debía a que se dejó un conteo incorrecto o un hisopo perdido dentro de un paciente, con beneficios evidentes tanto para el paciente como para el presupuesto legal del Servicio Nacional de Salud.

La tendencia de que los dispositivos médicos vengan cada vez más con conectividad a Internet, también es probable que obligue al Servicio Nacional de Salud a un mayor uso de Internet de las Cosas. Los dispositivos médicos, desde monitores de presión arterial hasta marcapasos, biberones e inhaladores, están ganando conectividad, lo que permite a los médicos monitorear y refinar el tratamiento en tiempo real.

Además, los datos recopilados de sensores en diversos hospitales y pacientes podrían ser sumamente valiosos para configurar las intervenciones de salud pública, así como para el enfoque del gobierno central en la política del Servicio Nacional de Salud, especialmente cuando se combinan con otros avances como la Inteligencia Artificial. Otro factor importante es que cada vez más los dispositivos como el Apple Watch y los "wearables" capturarán más datos sobre nuestra salud a largo plazo, lo que puede brindarles a los médicos más datos de los que actualmente pueden manejar.

Aún así, la marcha de Internet de las Cosas con los servicios de salud es yo prácticamente imparable. Lo que ofrece Internet de las Cosas (la capacidad de aumentar la eficiencia y reducir la cantidad de tiempo invertido) es exactamente lo que necesita el Servicio Nacional de Salud.

"No tenemos otra opción. Con el fin de reducir los costos y proporcionar el apoyo que necesitamos, tenemos que automatizar parte de esa recopilación de datos básicos y el monitoreo, etc., para liberar personal calificado que se centre en la seguridad y el servicio al paciente", finalizó Michell.

Todo esta información habla de los esfuerzos que el Servicio Nacional de Salud del Reino Unido ya están haciendo para aumentar la eficiencia, descender los costos y hacer más expedita la atención a los pacientes. ¿Qué se puede esperar en nuestros países? El reto está en el aire y las posibilidades son abrumadoras.