El profesor Luis Orihuela habla sobre el Proyecto CyNEDIC, del que es Investigador Principal.

CyNEDIC, un proyecto de investigación tecnológica liderado por Loyola Andalucía

Luis Orihuela es profesor del Departamento de Ingeniería de la Universidad Loyola Andalucía. Doctor Ingeniero en Telecomunicaciones, el núcleo de su investigación, galardonada con dos premios Best Paper Award en congresos nacionales, se basa en el estudio de sistemas distribuidos, y cuenta con notables aportaciones en el campo de los sistemas conectados en red.

Actualmente, es el investigador principal del proyecto CyNEDIC (Cooperación y Negociación entre agentes para la Estimación Distribuida en Sistemas Ciberfísicos), en el que trabaja junto a un equipo de ocho investigadores de la Universidad Loyola Andalucía -Departamentos de Ingeniería y Métodos Cuantitativos-, del Cork Institute of Technology (Irlanda), Marquette University (EEUU) y Paderborn University (Alemania).

¿En qué consiste el proyecto CyNEDIC?

Los Sistemas Ciberfísicos (SCFs) son sistemas que están compuestos de una capa cibernética o artificial que interacciona con una parte física o natural. Estos pueden ser por ejemplo automóviles, robots, teléfonos móviles, electrodomésticos, y sensores o actuadores en general, que se conectan con un sistema o una serie de subsistemas físicos interconectados, en el que también pueden estar involucrados animales, plantas y personas.

Los SCFs están cada vez más presentes en la sociedad, constituyendo el núcleo de aplicaciones como los llamados hogares o edificios inteligentes (smart homes/buildings), los sistemas de monitorización del tráfico y prevención de accidentes, las redes eléctricas inteligentes (smartgrids), o el llamado ‘Internet de las cosas’ (Internet of Things).

Una de las dificultades que presentan los SCFs es la necesidad de conocer o, al menos, tener una estimación fiable de las variables del sistema completo, tanto para monitorizarlo y supervisarlo, como para poder teleoperarlo o controlarlo correctamente.

“Los Sistemas Ciberfísicos están cada vez más presentes en la sociedad, constituyendo el núcleo de aplicaciones como los llamados hogares inteligentes o los sistemas de monitorización del tráfico”

 

Por eso, el objetivo de este proyecto, que se enmarca en la línea de investigación del Departamento de Ingeniería de “Optimización, supervisión y control en sistemas distribuidos” consiste en desarrollar una nueva generación de técnicas de estimación distribuida para estos Sistemas Ciberfísicos, que tengan en consideración la naturaleza heterogénea de los elementos que los constituyen.

¿En qué situación se encuentran las investigaciones a nivel internacional en este ámbito?

Numerosos grupos de investigación están trabajando alrededor de este tipo de sistemas. Es un área muy agregadora, pues los problemas que se presentan pueden ser tratados desde diferentes perspectivas: modelado matemático de sistemas; automatización; comunicaciones en la capa cibernética; electrónica para la interfaz ciberfísica; computación en la capa cibernética; ciberseguridad, etc.

El proyecto actual pretende contribuir en el ámbito del modelado de estos sistemas, así como en el diseño de algoritmos de estimación distribuidos. Una característica novedosa es que se incluye explícitamente la necesidad de negociación y cooperación entre los agentes, pues se está considerando que cada actor puede tener objetivos diferentes y contrapuestos.

Dada la novedad de la temática, pretendemos escribir un libro para llegar a públicos menos especializados, de forma que pueden tener una primera perspectiva sobre los Sistemas Ciberfísicos, los nuevos problemas que aparecen y las soluciones ofrecidas.

¿Qué aplicaciones prácticas se podrán derivar del proyecto?

El proyecto CyNEDIC es un proyecto de Excelencia, lo que implica que su contribución queda restringida al ámbito de los desarrollos teóricos y las simulaciones. Esto no implica que los desarrollos derivados no puedan ser aplicados.

En concreto, presentamos un caso de estudio simulado en el que se trata de estimar y monitorizar el comportamiento del ganado en una explotación ganadera. Con la información proveniente de un conjunto de sensores, tratará de conocerse la posición de cada cabeza de ganado. En este aspecto, el proyecto CyNEDIC incrementará la seguridad de los rebaños y vacadas, aumentando la eficiencia de las explotaciones ganaderas y su rendimiento económico, y facilitará las tareas de vigilancia al pastor o ganadera, que suelen ser bastante monótonas y absorbentes, y se mejorarían las condiciones laborales y se reforzaría la viabilidad de la profesión.

“Las aplicaciones escogidas pueden encontrar una notable acogida tanto en empresas tecnológicas, como ganaderas, pues serán atractivas económicamente”

La transferencia de resultados se valorará principalmente con la explotación ganadera interesada en el proyecto, en la que podrían hacerse pruebas experimentales. Además, se compartirán los resultados con el centro tecnológico NIMBUS, especializado en sistemas empotrados, que ha mostrado interés por el proyecto. Las aplicaciones escogidas pueden encontrar una notable acogida tanto en empresas tecnológicas, como ganaderas, pues serán atractivas económicamente. La patentabilidad de algunos resultados, aunque no es un objetivo prioritario del proyecto de excelencia, no se perderá de vista.

¿Y su impacto científico?

A corto y medio plazo, consideramos que este proyecto tendrá un impacto científico-técnico relevante. A corto plazo, establecer una taxonomía para las situaciones de estimación en sistemas ciberfísicos permitirá establecer un marco común para la investigación en este campo, aún en fase de iniciación.

Las soluciones que se desarrollen, que partirán de desarrollos previos y relevantes del equipo de investigación, podrán ser referencia en Sistemas Ciberfísicos, sobre todo en lo relacionado con técnicas de muestreo y comunicación asíncrona. Además, el potencial de aplicación de las estrategias que se propongan irá en progresivo aumento a medio plazo, a medida que se incrementan las aplicaciones y la complejidad de los SCFs, y por tanto la necesidad de supervisión y monitorización.

Por último, las soluciones técnicas empleadas en el caso de estudio de la explotación ganadera, como protocolos de comunicación y algoritmos, podrán ser fácilmente exportables a otras aplicaciones.

“Las estrategias de estimación distribuida que se desarrollen serán de aplicación tanto en los SCFs, como en aquellos que tienden a ser autónomos pero que han de pasar necesariamente primero por una fase mixta hombre-máquina, como es el caso de la conducción automática”

A largo plazo, el desarrollo de los Sistemas Ciberfísicos permitirá su aplicación en aplicaciones de enorme complejidad, en el que se integran, en muchos casos a través de Internet, cientos de subsistemas de gran escala. Las estrategias de estimación distribuida que se desarrollen serán de aplicación en este tipo de sistemas, así como en aquellos que tienden a ser autónomos, pero que han de pasar necesariamente primero por una fase mixta hombre-máquina, como es el caso de la conducción automática.

En este tipo de sistemas se multiplica la necesidad de estimar variables a gran velocidad y mediante la integración de cientos de sensores (señales de tráfico, posición de otros vehículos, etc), así como el desarrollo de estrategias robustas a fallos y ataques, que tienen gran potencial de ahorro económico. Se espera, por tanto, que los resultados de este proyecto tengan impacto social y económico en esta línea.

 

Autor

Nuria Gordillo

Periodista del Servicio de Comunicación y Relaciones Institucionales de la Universidad Loyola Andalucía. ngordillo@uloyola.es Twitter: @Nuria_GR

Comments

  1. No me he enterado de mucho, porque la información es altamente cualificada. Pero me alegra mucho de que la Universidad Loyola y Luis Orihuela lleven adelante esta investigación puntera

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