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Redes de sensores para tontos
Sun Microsystems ha anunciado un proyecto que podría poner redes de sensores fáciles de administrar en manos de programadores informáticos promedio en todo el mundo, lo que ayudaría a que los sensores en red sean más frecuentes. Un mundo lleno de sensores es un mundo en el que, por ejemplo, los climas de los edificios están microcontrolados, las habitaciones cobran vida con luces y música cuando las personas entran en ellas y la salud de los miembros de la familia mayores se monitorea a distancia.
En mayo, la compañía comenzará a vender su propio hardware de sensores, dispositivos del tamaño de una pequeña baraja de cartas que se pueden configurar para detectar la temperatura, la luz y el movimiento, así como un sistema operativo que utiliza el lenguaje informático común Java, que ya tiene una base de programadores de más de cuatro millones de personas. Según la compañía, este kit de desarrollo de sensores, llamado Sun SPOT (Tecnología de objetos programables pequeños), podría crear aplicaciones de sensores innovadoras y acelerar soluciones para algunos de los desafíos persistentes, como el desarrollo y la depuración de programas de sensores, que hasta ahora han mantenido la tecnología. de ser omnipresente.
[Haga clic aquí para ver imágenes de un sensor Sun SPOT y sus componentes].
Las redes de sensores son conjuntos de nodos, a veces tan pequeños como milímetros de longitud o diámetro, que consisten en pequeños procesadores de computadora, dispositivos de memoria y radios que transmiten y reciben información entre dispositivos. Estas redes son muy prometedoras para realizar tareas como monitorear y regular los entornos hostiles en las plantas industriales, controlar el clima del hogar y la oficina (consulte Dónde tienen sentido los sensores) y rastrear el estado de los paquetes.
Se han realizado muchas investigaciones en este campo durante los últimos años (ver 10 tecnologías emergentes que cambiarán el mundo), desde compañías como Sun, Intel y Siemens, hasta programas académicos en la Universidad de California en Berkeley y Los Ángeles y Harvard. Universidad, por nombrar algunos. Y startups, como Humano y Tecnología de ballesta , vende la tecnología para aplicaciones que van desde el diagnóstico de automóviles hasta la supervisión del campo de batalla.
Sin embargo, incluso con tanta atención, los sensores actuales siguen siendo muy difíciles de desarrollar y depurar, dice Roger Meike, director senior de Sun Labs. En su mayor parte, jugar con la funcionalidad de un sensor sigue siendo una tarea especializada que se deja a los expertos en informática.
Programar sensores es muy difícil en parte porque muchos de ellos usan un sistema operativo llamado TinyOS. Aunque es la base del software para miles de proyectos de investigación de sensores, requiere conocimiento del lenguaje de programación relativamente complejo C. Peor aún, una vez que se establece un programa TinyOS para una red de sensores, es más o menos permanente, explica. Mani Srivastava , ingeniero eléctrico en UCLA. Si desea modificar una pequeña parte de la función de la red, dice, debe comenzar de nuevo. Además, cada detalle del sensor debe considerarse minuciosamente al programar, desde cuándo se debe conservar la energía hasta cuántos cálculos se deben hacer antes de que los datos se envíen a través de la red.
Java, un lenguaje de programación desarrollado en Sun en 1990, presenta algunas ventajas claras, dice Roger Meike, director senior de Sun Labs. Por un lado, es bien conocido por una gran comunidad de programadores y ya ha tenido éxito en aplicaciones para otros dispositivos pequeños como teléfonos móviles.
Pero a diferencia de los teléfonos móviles, los sensores Java para Sun SPOT, llamados Java 2 Micro Edition, se ejecutan directamente en el hardware y actúan como un sistema operativo. Esto significa que los programadores de Java pueden escribir un programa, cargarlo en el dispositivo, ejecutarlo y depurarlo, con conocimientos básicos de programación de Java, dice Meike. El hardware y el software están diseñados para trabajar juntos, dice, lo que permite que los sensores de Java se reconfiguren fácilmente para diferentes tareas, a diferencia de TinyOS. Java también administra bien los recursos de energía, según Meike, una característica importante, ya que algunos sensores deben estar encendidos en todo momento. Java tiene el control de una batería pequeña y puede ser muy inteligente sobre cuándo poner el sistema en reposo, dice.
Java de Sun SPOT se ejecuta directamente desde la memoria flash, un tipo de almacenamiento que no consume tanta energía como la memoria RAM. Esto reduce la necesidad de estar alerta sobre cómo asignar mejor los recursos. Además, la plataforma Java permite que las aplicaciones se detengan en medio de la operación y se reubiquen en otro dispositivo, explica Meike, así que puedes imaginar que si la batería de un dispositivo se agota, puedes mover tu aplicación a otro.
Esta característica de movilidad es especialmente importante para depurar el hardware y el software del sensor, lo cual es una pesadilla, dice Srivastava, quien ha desarrollado un sistema operativo de sensor en UCLA llamado SOS . Los errores realmente pueden derribar algo, agrega. Por lo tanto, es útil poder transferir una aplicación que funciona mal a una computadora donde se puede reparar, algo que Sun SPOT es capaz de hacer.
Pero Srivastava también señala que Java es un lenguaje de programación pesado, lo que significa que requiere más memoria que TinyOS o SOS. De hecho, los nuevos sensores de Sun requieren una unidad central de procesamiento de 32 bits, a diferencia de los procesadores de sensor de 8 bits que pueden ejecutar TinyOS. Además, los sensores de Sun tienen 512 kilobytes de RAM, 4 megabytes de memoria flash, una radio de 2.4 gigahertz y una interfaz USB, lo que los convierte en verdaderos goliats en comparación con la mayoría de los sensores.
Pero los sensores grandes podrían ser útiles, dice Matt Welsh , profesor de informática en Harvard. Está claro que en cualquier aplicación real, terminará con una población diversa de dispositivos, dice. Es posible que tenga una gran cantidad de sensores inalámbricos de muy baja potencia, pero también necesita dispositivos que puedan recopilar información, procesar y agregar datos. Parece que el dispositivo Sun SPOT podría ser un buen candidato para ese dispositivo inalámbrico. Sin embargo, es poco probable, dice, que Java reemplace a TinyOS o SOS para los sensores más pequeños.
Sun’s Meike espera que los procesadores, dispositivos de memoria y radios sigan encogiéndose y que los sensores de Sun no sean tan grandes en un par de años. Las tendencias nos dicen que estos dispositivos serán más capaces, señala. Mientras tanto, dice Meike, las aplicaciones inteligentes que diseñarán los programadores de Java estarán listas para las generaciones futuras de sensores más pequeños.
Meike cree que jugar con los sensores ofrecerá una experiencia atractiva para los aficionados y estudiantes de Java. Esto significa que los programadores de Java pueden tener un dispositivo que cabe en la palma de sus manos, dice. En lugar de programar computadoras de escritorio, pueden programar todo el mundo.