Redes automáticas

Has pasado los últimos fines de semana buscando la lámpara perfecta para iluminar ese rincón oscuro de la sala de estar. Cuando finalmente lo traes a casa y lo enchufas, la red de sensores de movimiento y fotómetros de la casa detecta inmediatamente la linterna y la enciende, pero solo si está oscuro y estás en la habitación. Y si decides cambiarlo por la lámpara del dormitorio, no hay problema: la red se da cuenta de eso tan pronto como hayas terminado.





En teoría, vincular sensores, electrodomésticos y otros dispositivos para que puedan comunicarse y trabajar juntos podría hacer la vida más fácil y productiva. La realidad, al menos por ahora, es que la creación de tales redes es costosa y no es nada fácil, especialmente si involucran miles o incluso millones de componentes.

Computación en cuadrícula

Esta historia fue parte de nuestro número de mayo de 2002

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Ahora, las redes de dispositivos que se organizan entre sí, conectándose entre sí de forma inalámbrica y automática, sin intervención humana, se están moviendo de los laboratorios de investigación al mercado. En su primera encarnación, conectarán una gran cantidad de sensores en fábricas y entornos industriales, pero dentro de unos años se mudarán a edificios de oficinas, hogares e incluso campos agrícolas. Empresas como Ember, empresa derivada del MIT Media Laboratory, Motorola y Sensoria, con sede en San Diego, se están moviendo para crear y vender radios y microchips inalámbricos que permitirán que dispositivos que van desde sensores de temperatura hasta rociadores se conecten en redes autoorganizadas [ Revisión de tecnología Robert Metcalfe, miembro de la junta, es un inversor y miembro de la junta de Ember. Ed.]. Realmente es la única forma de trabajo en red que puede funcionar para muchos objetos pequeños, dice el investigador del MIT Media Lab, Michael Hawley. Las consecuencias de esto realmente serán tan mágicas como cualquier cosa que hayamos visto en tecnología.



En una red autoorganizada, dice el cofundador y director de tecnología de Ember, Rob Poor, simplemente derriba estos nodos y se descubren entre sí y descubren cómo llevar los datos a donde usted quiere. En otras palabras, cada elemento reconoce automáticamente todos los demás elementos. Sin ninguna ayuda externa, los dispositivos deben determinar cómo llevar los datos a donde deben ir.

Una red autoestablecida que poco a poco está avanzando comercialmente es el sistema inalámbrico Bluetooth. Originalmente diseñado por el fabricante de teléfonos celulares Ericsson para reemplazar los cables que se encuentran entre dispositivos como computadoras e impresoras o teléfonos celulares y auriculares, el sistema permite que hasta ocho dispositivos se conecten entre sí. Cuando cualquier dispositivo equipado con una radio Bluetooth de bajo costo se encuentra a unos 10 metros de cualquier otro producto habilitado para Bluetooth, los dos inician automáticamente una conexión.

Bluetooth está bastante bien diseñado para lo que se suponía que debía hacer, que era permitir que todos los dispositivos que lleva consigo se comuniquen entre sí, dice el cofundador y científico jefe de Ember, Andy Wheeler. Pero el límite de ocho dispositivos y el diseño de la red Bluetooth obstaculizan la utilidad del sistema para aplicaciones que requieren cientos o miles de dispositivos distribuidos en un área grande.



La mayoría de las redes inalámbricas, incluidas Bluetooth y las populares redes Wi-Fi 802.11b que se utilizan para conectar computadoras a Internet, emplean una organización de radios y concentradores en la que un dispositivo actúa como un punto de acceso central con el que todos los demás miembros de la red deben comunicarse. directamente. Esto resulta poco práctico en entornos como las fábricas, que están llenas de máquinas, gruesos muros de hormigón y otras cosas radio-hostiles. Ahí es donde entran en juego Ember y diseños de red similares. Con los protocolos de red de Ember, las redes de radio se ven como una malla: cada dispositivo reconoce otros dispositivos cercanos de inmediato y puede hablar con todos sus vecinos, pasando datos. Cada nodo es un pequeño enrutador, dice Poor. Envía el mensaje en la dirección correcta.

La aplicación inicial de las redes Ember será el reemplazo de cableado costoso en áreas como pisos de fábricas. Otros usos del sistema surgirán a medida que bajen los precios. Por ejemplo, los sensores de temperatura, luz y movimiento podrían colocarse en edificios de oficinas y conectarse en red a los sistemas de iluminación y ventilación. Entonces, la red podría saber cuándo hay personas trabajando en diferentes áreas del edificio y encender las luces, la calefacción o el aire acondicionado solo cuando sea necesario. La misma idea se aplicará eventualmente a la automatización del hogar, dice el director ejecutivo interino de Ember, Adrian Tuck. Tuck cita los sistemas de seguridad como otra aplicación emergente. Por ejemplo, los sensores de armas biológicas en red colocados en conductos de aire acondicionado en todo un edificio o en plantas de tratamiento de agua podrían ofrecer una advertencia temprana de un ataque terrorista. (consulte Conexión en red de la infraestructura, NIÑOS Diciembre de 2001) .

Los investigadores de Motorola también ven aplicaciones agrícolas. Los sensores de humedad distribuidos por todo el campo podrían conectarse en red a los sistemas de riego, lo que indicaría a los aspersores gigantes que se activaran solo cuando una parte del campo estuviera seca, en lugar de a intervalos regulares, ahorrando agua y dinero. El mismo esquema podría emplearse en un sistema de rociadores de jardín.



También están apareciendo arquitecturas autoorganizadas para redes más complejas. Los ingenieros del Centro de Investigación Almaden de IBM en San José, CA, están creando un prototipo de un sistema de almacenamiento de datos compuesto por ladrillos inteligentes colectivos: dispositivos densamente empaquetados, cada uno de los cuales consta de un microchip, algo de memoria y varias unidades de disco duro. Varios cientos de ladrillos se combinarían para crear un único sistema de almacenamiento masivo. El software permite que los ladrillos reconozcan la adición de nuevos ladrillos y descubran la mejor manera de enviar datos entre ellos para su almacenamiento. De manera similar, si un ladrillo falla, el sistema encuentra una manera de sortearlo.

El objetivo del sistema de ladrillos es hacer que los servidores de almacenamiento sean más simples y económicos de administrar. Moidin Mohiuddin, el gerente senior de sistemas de almacenamiento avanzados del laboratorio, estima que un administrador puede administrar actualmente alrededor de un terabyte, o un billón de bytes, de datos. Espera que un sistema compuesto por ladrillos pueda aumentar esa cifra mil veces. Moidin dice que la arquitectura podría funcionar también para otros tipos de servidores y, en última instancia, incluso para PC, lo que hace que configurar una red doméstica o de oficina sea tan simple como encender las máquinas.

A medida que se abren paso en más y más sistemas, las redes autoorganizadas no harán menos que transformar la forma en que nos relacionamos con todo, desde nuestras computadoras hasta nuestros dispositivos, haciéndolos, si no más inteligentes, al menos más útiles. Creo que [las redes] aparecerán en todo tipo de formas creativas, dice Hawley del MIT. El resultado será una simplificación radical de la forma en que interactuamos con las cosas que nos rodean.



Algunas empresas en redes autoorganizadas

Compañía Solicitud Sensoria (San Diego, CA) Automatización de edificios de oficinas y hogares; aplicaciones automotrices Motorola (Phoenix, AZ) Reemplazo de cables para fábricas; Automatización de edificios de oficinas y hogares Palo Alto Research Center (Palo Alto, CA) Aplicaciones militares y redes de defensa de la patria MeshNetworks (Maitland, FL) Reemplazo celular para servicios de datos y voz de banda ancha móvil

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