Nº 6 2013 > Internet de las cosas

Internet de las cosas — Máquinas, empresas, personas, todo

Alain Louchez, Georgia Tech Research Institute, Atlanta, Georgia (Estados Unidos)Internet de las cosas — Máquinas, empresas, personas, todoInternet de las cosas — Máquinas, empresas, personas, todoUn generador de código para encriptado de datos en Internet presenta una combinación de cifras en Potsdam (Alemania)Sillón inteligente en el que se puede leer y mirar vídeos en tabletas informáticas, presentado en la cuarta exposición China International Internet of
Alain Louchez, Georgia Tech Research Institute, Atlanta, Georgia (Estados Unidos)
Un generador de código para encriptado de datos en Internet presenta una combinación de cifras en Potsdam (Alemania)
Sillón inteligente en el que se puede leer y mirar vídeos en tabletas informáticas, presentado en la cuarta exposición China International Internet of Things en Wuxi (provincia de Jiangsu) en septiembre de 2013

Por Alain Louchez, Georgia Tech Research Institute, Atlanta, Georgia (Estados Unidos)

Alain Louchez dirige en el Georgia Institute of Technology una iniciativa mundial dedicada a la elaboración y aplicación de tecnologías de Internet de las cosas.

La fascinante Internet de las cosas es el centro de un conglomerado de bulliciosas actividades que van de la enseñanza, la investigación y la normalización a la planificación económica. Si bien no existe una definición generalmente aceptada de "Internet de las cosas", se puede decir que es la capacidad de las cosas y las personas para comunicar a distancia a través de Internet en cualquier lugar y a cualquier hora, gracias a la convergencia oportuna de numerosas tecnologías.

Las máquinas, los objetos de la vida cotidiana y elementos virtuales (tales como imágenes digitales) tienen ahora la posibilidad de identificarse del mismo modo que las personas en la Internet de las personas. Por consiguiente, las cosas se pueden integrar en una gran red de interrelaciones en la que pueden comunicar unas con otras o con personas. Fundamentalmente, en el mundo de Internet de las cosas, las cosas están ahora al mismo nivel que las personas.

En la mayoría de los casos, las comunicaciones entre las cosas se encuentran en el sector de las comunicaciones de empresa (B2B) y las comunicaciones entre cosas y personas en el sector de las comunicaciones entre empresas y consumidores (B2C).

La definición que da la UIT de Internet de las cosas es "infraestructura mundial de la sociedad de la información, que ofrece servicios avanzados interconectando cosas (físicas y virtuales) utilizando las tecnologías de la información y la comunicación compatibles existentes y en evolución". La definición fundamental de la UIT, publicada el 4 de julio de 2012, es útil para comprender el concepto y un buen punto de partida para seguir analizando e investigando la Internet de las cosas. Es importante que la UIT señale que la Internet de las cosas es una "visión", no una sola tecnología, y que tiene "consecuencias tecnológicas y sociales".

Justificación comercial

En la Tierra hay muchas más cosas que personas, y el número de cosas que podrían formar parte de Internet de las cosas varía enormemente según los expertos. No importa la cifra exacta, ¡sólo sabemos que es enorme! Por ejemplo, según estimaciones del Internet Business Solutions Group de Cisco, unos 25.000 millones de dispositivos estarán conectados a Internet en 2015, y 50.000 millones en 2020. Son por ejemplo aparatos móviles, parquímetros, termostatos, monitores cardíacos, neumáticos, carreteras, automóviles, estanterías de supermercados e incluso ganado.

En un estudio publicado anteriormente, Ericsson también predice que 50.000 millones de dispositivos estarán conectados a Internet en 2020, lo que eclipsará la escala y la extensión de la Internet y los mundos móviles que conocemos ahora. Según un estudio efectuado por Cisco sobre "Internet de todas las cosas", en 2022 ese mercado representará 14,4 trillones USD y prácticamente todo estará conectado en red.

Algunas de esas estadísticas se publicaron en una sesión sobre "La necesidad de más direcciones IP" en el Simposio Mundial para Organismos Reguladores de la UIT que tuvo lugar en Varsovia (Polonia) en julio de 2013. Se considera que el despliegue del IPv6 será esencial para concretizar la Internet de las cosas.

La galaxia de Internet de las cosas

En Internet de las cosas, varias "estrellas" han generado mucho interés y estudios durante los últimos 30 años y confirmado su importancia creciente.

La galaxia de Internet de las cosas comprende informática ubicua, identificación por radiofrecuencia (RFID), exhibe sistemas físicos, redes de sensores inalámbricas y comunicaciones de máquina a máquina (M2M). Otros grupos de tecnologías que no se abordan en el presente artículo, tales como los centrados en la informática omnipresente, la informática autónoma, la interacción hombre-computadora, la inteligencia ambiente y, de manera general, los objetos, sistemas y tecnologías inteligentes, también están intrínsecamente conectados a Internet de las cosas.

¿Dónde empezó todo?

Informática ubicua

El difunto Mark Weiser y sus asociados del Xerox Palo Alto Research Center son reconocidos por sus contribuciones fundamentales en informática ubicua (que Weiser concibió en 1988). Más adelante, él mismo y John Seely Brown propusieron el concepto de tecnología calmada que, esperaban, "acabaría desempeñando un papel protagonista en un siglo XXI más humanizado". Las aspiraciones actuales de la Internet de las cosas todavía se hacen eco de esas ideas.

Weiser, en el famoso artículo que publicó en Scientific American en 1991, "The Computer for the 21st Century", describió lo que puede considerarse ahora una de las exigencias fundamentales de la arquitectura de Internet de las cosas (dispositivo, red y dominios de aplicación). "La tecnología necesaria para la informática ubicua se subdivide en tres partes: computadoras de baja potencia con sus correspondientes pantallas, una red que las conecta todas y sistemas informáticos que implementan aplicaciones ubicuas."

Incontables laboratorios y grupos de investigación del mundo entero se dedican a la informática ubicua y países enteros han elaborado programas basados en este concepto, como por ejemplo u-Japan (después de e-Japan), y u-Korea. 

Identificación por radiofrecuencia

Alrededor de 1998, Sanjay Sarma y David Brock, del Massachusetts Institute of Technology (MIT) tuvieron la idea de poner etiquetas RFID de bajo coste en todo tipo de cosas y conectarlas a Internet. Esta decisión de incorporar Internet en la arquitectura, que puede parecer evidente ahora, era un salto al vacío en aquella época.

En 1999, el Uniform Code Council, el European Article Number International (EAN International), Procter & Gamble y Gillette acordaron establecer el Auto-ID Center en el MIT, cuyo equipo de investigación estaba integrado (además de Sarma y Brock) por Daniel Engels, Kai-Yeung Siu y Kevin Ashton, que acuñaron la expresión "Internet de las cosas". Uno de los objetivos del Auto-ID Center era desarrollar una tecnología de identificación automática, el Código de producto electrónico (Electronic Product Code, EPC), para sustituir al código de producto universal (Universal Product Code, UPC) o código de barras.

A finales de octubre de 2003, el Auto-ID Center fue sustituido por el Auto-ID Labs y EPCglobal. Auto-ID Labs es una red de siete universidades ubicadas en cuatro continentes, y EPCglobal es una empresa conjunta de GS1 (antiguamente EAN International) y GS1 US (el antiguo Uniform Code Council). EPCglobal desarrollan normas y gestiona la red de EPC.

Internet de las cosas comprende numerosas interfaces además de la RFID, pero muchas personas consideran que está basado esencialmente en esa identificación y destinada al comercio al por menor y a la cadena de abastecimiento. En noviembre de 2012, Sarma anunció el lanzamiento de la iniciativa "Nube de las cosas" en el MIT, en la que el campo de las investigaciones basadas en la RFID se amplió para integrar la informática en nube y datos voluminosos.

Cibersistemas físicos

Es innegable que los conceptos de cibersistemas físicos y de Internet de las cosas están entrelazados. Alrededor de 2006, Helen Gill, de la United States National Science Foundation (NSF) sugirió que "los cibersistemas físicos son sistemas físicos, biológicos y artificiales cuyas operaciones están integradas, supervisadas y/o controladas por un núcleo informático. Los componentes están conectados en red en todos los estratos". Su idea era que "la informática está ‘profundamente incrustada’ en todos los componentes físicos e incluso posiblemente los materiales. El núcleo informático es un sistema anidado que suele exigir respuestas en tiempo real y en la mayoría de los casos está distribuido".

Este nuevo concepto, que numerosos organismos federales de Estados Unidos tales como el National Institute of Standards and Technology (NIST) adoptaron completamente, ha conducido rápidamente a iniciativas docentes y proyectos de investigación conexos. Por ejemplo, la primera escuela de verano sobre cibersistemas físicos patrocinada por la NSF tuvo lugar en el Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia, en junio de 2009.

Como la informática ubicua, que se utilizó como guía tecnológica en Japón y la República de Corea, los cibersistemas físicos se mencionan en Alemania para explicar la adopción de la producción inteligente en el país. Según el organismo de desarrollo económico Germany Trade & Invest (GTAI), la industria inteligente o "industria 4.0" es la evolución tecnológica de los sistemas anidados a los cibersistemas físicos. El GTAI dice que industria 4.0 representa lo que será la cuarta revolución industrial camino de una Internet de las cosas, los datos y los servicios.

Redes de sensores inalámbricas

Las redes de sensores inalámbricas son un componente esencial de Internet de las cosas. Este sector tiene un fuerte apoyo científico, tecnológico e industrial, y el vínculo con una Internet de las cosas es inmediato.

Un buen ejemplo es la University of California at Berkeley, que alberga un proyecto de red de sensores inalámbrica de fuente abierta (Open Source Wireless Sensor Networks, OpenWSN) iniciado en 2010 a fin de implementar la Internet de las cosas. OpenWSN es un acervo de implementaciones de fuente abierta de pilas de protocolos basadas en normas de Internet de las cosas que utilizan diversas plataformas de software y equipos.

La extensión de redes de sensores a lo infinitamente pequeño y a la escala molecular se está investigando en todo el mundo. Este tipo de investigación, como los innovadores trabajos de Kris Pister en la University of California at Berkeley sobre polvo inteligente (una colección de incontables y diminutos microsistemas electromecánicos) y de Ian Akyildiz en el Georgia Institute of Technology sobre la Internet de las nanocosas son una ventana abierta que da a la forma futura de la Internet de las cosas.

Comunicaciones de máquina a máquina

M2M es probablemente la primera aparición de la Internet de las cosas.

Una asociación internacional de grandes organizaciones de normalización, llamada oneM2M, define una solución M2M como "combinación de dispositivos, software y servicios que funcionan con una intervención humana escasa o nula".

Se puede considerar legítimamente que tecnologías pioneras de transmisión de datos, tales como la telemetría básica y los sistemas de control industrial, son precursoras de M2M. Los servicios de telemetría proporcionados por Mobitex, una red de datos inalámbrica con conmutación de paquetes de baja velocidad para mensajes breves, desarrollada a principios de los años 80 por Televerket (Suecia) (el antecesor de Telia Sonera) y más adelante en asociación con Ericsson, es una de las primeras tecnologías que atendió directamente a las necesidades del incipiente mercado M2M.

Con los años, M2M ha evolucionado hasta convertirse en un sistema avanzado de supervisión y control a distancia. Recientemente, M2M ha empezado a ofrecer plataformas propicias, integrar arquitecturas de red móviles y/o fijas, alámbricas y/o inalámbricas (tales como redes de área personal inalámbricas), y servicios celulares y por satélite (incluido el sistema de posicionamiento mundial). Por naturaleza, M2M trata interacciones entre las cosas y está asentado firmemente en el mercado de empresa a empresa. Es un facilitador esencial de Internet de las cosas.

¿Una idea a la que le ha llegado su momento?

El interés por Internet de las cosas en el mundo ha crecido exponencialmente en estos últimos cinco años. Se han creado revistas académicas dedicadas exclusivamente a este tema, se han organizado foros, congresos y cumbres mundiales muy visibles para hablar de ello, y medios de comunicación del mundo entero analizan periódicamente las consecuencias de su llegada y la consiguiente transformación de la sociedad.

Un ejemplo de la importancia de Internet de las cosas como fuerza de transformación y motor del crecimiento es su incorporación como prioridad estratégica nacional en el plan quinquenal de China (2011–2015), en el que se reconoce que Internet de las cosas es una orientación importante de la nueva generación de innovaciones y desarrollos de tecnologías de la información en China. Muchas universidades chinas proponen ahora un diploma en ingeniería de Internet de las cosas. La creación de ciudades inteligentes es otro sector en el que China dependería de aplicaciones de Internet de las cosas para disponer de infraestructuras y servicios más interconectados y eficientes. En enero de 2013, más de 40 municipios chinos revelaron planes de crear ciudades inteligentes con esta tecnología.

La Unión Europea nos da otro ejemplo. En junio de 2010, el Parlamento Europeo adoptó una resolución sobre Internet de las cosas con numerosos puntos y actividades asociados, tales como "la opinión de que el desarrollo de Internet de las cosas y las aplicaciones conexas tendrá un gran impacto en la vida cotidiana de los europeos y sus costumbres en los próximos años, lo que dará lugar a numerosos cambios económicos y sociales".

Instantánea de las actividades de normalización

Las actividades de normalización alimentan en todo el mundo las conversaciones actuales sobre Internet de las cosas. La UIT desempeña un papel mundial esencial en la normalización de esta tecnología a través de su Actividad de Coordinación Conjunta sobre Internet de las cosas (JCA-IoT), la Iniciativa de normas mundiales sobre Internet de las cosas (IoT GSI) y el Grupo Temático sobre capa de servicio M2M. La JCA-IoT facilita la cooperación multilateral con otras organizaciones de normalización y vela por que no se dupliquen actividades. La IoT-GSI aglutina la normalización de Internet de las cosas en el mundo. Además, en septiembre de 2010, la Colaboración en materia de Normas Mundiales (Global Standards Collaboration, GSC) creó en Beijing (China) un Grupo Especial de normalización de M2M (GSC MSTF) para promover la armonización.

Otros grandes organismos internacionales de normalización también tienen en marcha iniciativas de normalización sobre Internet de las cosas, tales como la Organización Internacional de Normalización (ISO), la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI) y el Grupo Especial sobre Ingeniería de Internet (IETF), que coopera estrechamente con el World Wide Web Consortium (W3C), la ISO y la CEI.

Los trabajos del IETF han dado lugar a una pila de protocolos que pueden soportar la implementación de una Internet de las cosas interoperable. Los protocolos correspondientes del IETF son, entre otros, IPv6 por redes de área personal inalámbricas de baja potencia, el protocolo IPv6 para redes de baja potencia y con pérdidas, y el protocolo de aplicación limitada.

Por supuesto, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) realiza un trabajo fundamental en muchos comités de normalización y, sin él, la Internet de las cosas no sería tan eficaz.

Las organizaciones de normalización también realizan importantes proyectos nacionales en Canadá, China, Europa, la India, Japón, la República de Corea y Estados Unidos. Algunos de sus trabajos de normalización de M2M se están transfiriendo a oneM2M, que fue lanzado en julio de 2012.

Muchos otros grupos estudian e investigan Internet de las cosas y elaboran directrices, protocolos y normas que pueden acelerar su expansión. Se trata entre otros de Bluetooth Special Interest Group, Broadband Forum, CDMA Development Group, Connected Device Forum, Coordination and Support Action for Global RFID-related Activities and Standardization, CTIA, GS1 (normas de la cadena de abastecimiento), IPSO Alliance, Dash7 Alliance, Dynamic Spectrum Alliance, EnOcean Alliance, GSMA, HART Communication Foundation, Home Gateway Initiative, IEEE Standards Association, International Society of Automation, IPv6 Forum, Modbus Organization, Near Field Communication Forum, Object Management Group, Open Geospatial Consortium, Open Mobile Alliance, OPC Foundation, Wave2M, Weightless Special Interest Group, ZigBee Alliance y Z-Wave Alliance.

Entidades similares que se concentran en mercados verticales o regionales también participan en el debate sobre las normas de Internet de las cosas. Se trata, entre otros, de organismos como Continua Health Alliance, American Telemedicine Association, European Research Cluster on the Internet of Things, European Internet of Things Architecture, European Internet of Things Initiative, y diversos grupos de investigación y normalización que se dedican esencialmente a sistemas de transporte inteligentes, redes inteligentes, fabricación inteligente, cadena de abastecimiento, etc.

El movimiento de fuente abierta también elabora normas y protocolos significativos sobre Internet de las cosas en, por ejemplo, Contiki community, Eclipse M2M Working Group, Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS), TinyOS Alliance, la nueva Open Source Internet of Things in California (Estados Unidos) y Open Source Solution for the Internet of Things into the Cloud (en Europa), así como numerosas plataformas de equipos de fuente abierta (por ejemplo, Arduino).

Entretanto, tecnologías de mensajería y conexión en red normalizadas, tales como MQTT (message queue telemetry transport), AMQP (advanced message queuing protocol), DDS (data-distribution service) y las especificaciones de conexión en red de "espacios en blanco" livianos están despertando interés por su capacidad para convertirse en la norma de M2M e Internet de las cosas.

Ahora bien, esta no es toda la actividad, piensen en todos los grupos comerciales que se han creado recientemente en el sector de Internet de las cosas y M2M, y la inquebrantable actividad de defensa del Internet of Things Council. Diversas empresas también adoptan iniciativas para explorar posibilidades prometedoras tales como "sistema nervioso central de la Tierra", "vida digital", "Internet industrial", "Internet de todo", "Internet de las cosas y los servicios", "Internet de las cosas, los sensores y los actuadores", "planeta más inteligente" y "web social de las cosas".

De cara al futuro

En esta breve perspectiva general no ahondamos en aspectos esenciales de Internet de las cosas tales como seguridad, privacidad y confianza. Estos temas los estudian, por ejemplo, la Comisión Europea en el marco de su Agenda Digital para Europa, la Comisión Federal de Comercio de Estados Unidos y, de manera más general, la UIT (Diagrama sobre normas de seguridad TIC). Los datos voluminosos y la informática en nube también están relacionados con Internet de las cosas, pero esos vínculos no se examinan aquí.

No obstante, la existencia de muchos ecosistemas interconectados con objetivos y dificultades similares atestigua de la importancia del cambio social que está causando Internet de las cosas. Provoca una enorme transformación que debemos comprender cuidadosamente, planificar e integrar armoniosa y eficazmente en el tejido socioeconómico en beneficio de la humanidad.


 

 

Atribuir espectro para un mundo cambiante

Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones 2015

En este número
No.5 Septiembre | Octubre 2015

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