La investigación que lidera el profesor Rubio se centra en la programación de nodos sensores que operan sin cables en una red que se reconfigura si hay errores

01/12/10. Sociedad. La Universidad de Málaga (UMA) ultima el desarrollo de una aplicación informática que simplifica la gestión de redes inalámbricas de sensores, de forma que el programador pueda controlar el sistema sin atender a la gran complejidad que encierran este tipo de tecnologías...

La investigación que lidera el profesor Rubio se centra en la programación de nodos sensores que operan sin cables en una red que se reconfigura si hay errores

01/12/10. Sociedad. La Universidad de Málaga (UMA) ultima el desarrollo de una aplicación informática que simplifica la gestión de redes inalámbricas de sensores, de forma que el programador pueda controlar el sistema sin atender a la gran complejidad que encierran este tipo de tecnologías. El grupo de investigación liderado por el profesor titular del Departamento de Lenguajes y Ciencias de la Computación Bartolomé Rubio trabaja en la programación de nodos sensores capaces de trasmitir datos sin cables, de forma inalámbrica, integrados en una red que se reconfigura ante posibles cambios que se pueden producir en la misma, tales como la rotura de alguno de los nodos. Éstos son algunos de los detalles del proyecto sobre redes inalámbricas de sensores y actores que protagoniza este mes la sección de EL OBSERVADOR / www.revistaelobservador.com dedicada a la investigación, el desarrollo y la innovación, que se hace en colaboración con la UMA.

“SI programar una red de ordenadores convencional ya es una tarea bastante complicada, hacerlo con este tipo de dispositivos, que tienen una capacidad limitada de memoria, procesamiento, transmisión de datos y que habitualmente funcionan con pilas, es mucho mayor”, explica a EL OBSERVADOR este profesor de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática de la UMA. Las propias características de sus elementos no haría operativo, por ejemplo, la monitorización de un ecosistema si hay que acudir a la zona cada tres días para cambiar las baterías de los dispositivos. 

LA tarea en la que trabaja este grupo de investigación desde febrero de 2008 se centra en desarrollar un software que actúe como una capa que le dé soporte al programador de aplicaciones, de forma que éste pueda programar su aplicación de una manera más sencilla y a un más alto nivel del que lo haría si no tuviera este soporte. La idea es que este sistema facilite la actuación del programador, sin que éste “se preocupe” por el tipo de mecanismos con los que trabaja, ni su complicado sistema de funcionamiento interno. Habitualmente, la programación de sistemas distribuidos, como es el caso de las redes de sensores, suele ser una tarea ardua y propensa a errores.

SEGÚN explica el profesor Rubio, las redes inalámbricas de sensores y de sensores y actores son una tecnología bastante novedosa, cuyo auge comenzó entre 2002 y 2003, tanto a nivel académico, con el desarrollo de sus aplicaciones, como en la calle, cuando las empresas empezaron a disfrutar de las ventajas de su funcionamiento.

ESTOS sistemas están formados por un número elevado de nodos sensores, que son unos microordenadores capaces de procesar información y que tienen un sistema de radiotransmisión para comunicarse de forma inalámbrica por radiofrecuencia, de forma que procesan y transmiten información. Además, a estos nodos se les pueden añadir sensores específicos para captar diferentes tipos de información (luminosidad, temperatura, cantidad de agua en el suelo, vibraciones en el terreno…). Cada nodo por si mismo es capaz de captar todos aquellos datos para los que los sensores de su placa hayan sido programados, los envía al procesador que tiene dentro, los procesa y después los comunica, ya procesados, a otros nodos, que actúan como conductores de la información recabada.

“LA información va ‘saltando’ de nodo a nodo hasta alcanzar la estación base, que puede ser una PDA, un portátil o un equipo informático de sobremesa en el que la persona que esté controlando mediante una aplicación informática monitoriza todos los datos que le llegan de todos estos nodos desplegados”, detalla el responsable de este proyecto de investigación, quien concreta que para mantener el sistema operativo, es necesaria la utilización de un número elevado de nodos, ya que uno sólo no sirve casi para nada debido a su alcance limitado (en torno a 100 metros). Así, si se despliegan pocos nodos en un área extensa la información no llegará a su destino.

PERO además de sobre esta red de sensores inalámbrica básica, el proyecto de investigación que dirige Bartolomé Rubio en la universidad malagueña estudia también las redes inalámbricas de sensores y actores. Éstos últimos son unos dispositivos similares a los sensores, que además de procesar datos, tienen capacidad de reaccionar y modificar el entorno a partir de los datos que reciben. Así, por ejemplo, en el control de fuego de un edificio, los sensores informarían sobre una subida anormal de la temperatura y del nivel de humo a los actores, que podrían activar, por ejemplo, un dispersor de agua o mandar una alarma a un servicio de emergencias.

AUNQUE los sistemas de redes de sensores ya existen y se utilizan, la Universidad de Málaga trabaja con modelos más baratos y fáciles de instalar. “La mayoría de las redes que están desplegadas incluyen pocos elementos, costosos y que necesitan cableado para poder transmitir la información de un sitio a otro. La principal novedad de nuestro sistema es que son de poco coste, se pueden desplegar más cantidad, la comunicación es inalámbrica y no necesitan ningún tipo de infraestructura”, asegura Rubio. Además, como se realiza un despliegue amplio, este tipo de nodos tiene tolerancia a los fallos, es decir, están programados para que cuando uno se estropee, los nodos vecinos asuman su función y el sistema continúe procesando y comunicando datos sin interrupciones. La red se autoconfigura cuando algunos dejan de funcionar.

DE momento, este tipo de aplicaciones se han desarrollado en pruebas de laboratorio, aunque el grupo comprobará pronto su eficiencia real en diferentes campos, como en la monitorización medioambiental, el control de edificios -tanto en aspectos de temperatura, fuego o vibraciones como en materia de seguridad-, el control del tráfico de vehículos, sus aplicaciones médicas o las relacionadas con la agricultura inteligente.

EN este proyecto sobre redes inalámbricas de sensores y actores trabajan cuatro doctores y cinco doctorandos. De hecho, según indica Rubio, en el marco del trabajo se están desarrollando cuatro tesis doctorales que ayudarán a dar difusión a la investigación y a sus futuras aplicaciones. Hasta la fecha, el trabajo ya ha tenido repercusión internacional, con apariciones en prestigiosas publicaciones especializadas internacionales, así como en congresos de este ámbito.