Computación Ubicua

10 Jul


Se entiende por computación ubicua (ubicomp) la integración de la informática en el entorno de la persona, de forma que los ordenadores no se perciban como objetos diferenciados. Esta disciplina se conoce en inglés por otros términos como pervasive computing, calm technology, things that think y everyware. Desde hace unos años también se denomina inteligencia ambiental. Según los teóricos de la computación, estamos entrando en una nueva era en la tecnología digital dominada por la Computación Ubicua, conocida también como Inteligencia Ambiental. Consideran que estamos finalizando el ciclo del Ordenador Personal, que siguió a la era, ya superada, de los grandes ordenadores o “Mainframes”.

Sus promotores propugnan la integración de dispositivos alrededor de escenarios donde se encuentre localizado el ser humano, en el que éste puede interactuar de manera natural con sus dispositivos y realizar cualquier tarea diaria de manera completamente trasparente con respecto a sus computadores. Durante sus actividades ordinarias, alguien que esté “usando” computación ubicua (decimos entrecomillas “usando” porque el usuario nunca lo hará directamente) lo hace a través de diversos dispositivos y sistemas computacionales simultáneamente, y generalmente lo hará sin percibirlo. Este modelo es visto como un paso más del paradigma de uso de ordenadores de escritorio. Como punto común a todos los modelos de computación ubicua podríamos destacar el hecho de que comparten la visión de ser pequeños y disimulables, robustos y con capacidad para procesamiento de red, distribuidos en todas las escalas que comprende el día a día actual, y generalmente son integrables en nuestro entorno sin ser especialmente llamativos. Por ejemplo, un dispositivo de computación ubicua doméstico podría interconectar los sistemas de iluminación y calefacción con un control ambiente, de manera que en función de la evolución del momento del día y sus características, este sistema reaccionase y pudiese variar la temperatura y condiciones de luz en una vivienda o edificio, de manera continua e imperceptible. Otra aplicación frecuente son frigoríficos que son conscientes de su contenido cuando ha sido convenientemente etiquetado, capaces de planificar menús saludables para toda la semana en función de las necesidades de cada miembro de la familia, y advertir a los usuarios de la comida rancia o en mal estado.

Historia

Se atribuye a Mark Weiser la autoría del concepto en sus últimos artículos escritos en 1988 cuando trabajaba para Xerox en el laboratorio de Palo Alto (PARC). A Weiser en alguna medida le influyó el tratamiento de la distopía en la novela Ubik de Philip K. Dick, en la que se vislumbraba un futuro en el que todo, desde los pomos de las puertas al papel higiénico, sería inteligente e interconectado. El avance de la ciencia no ha ido tan rápido como vaticinaba Weiser, pero en los últimos años se han producido importantes avances en esa dirección.

El Instituto Tecnológico de Massachusetts ha sido protagonista de significativas aportaciones a esta disciplina, entre las que destacan las del consorcio de Hiroshi Ishii Things That Think, del Media Lab y la iniciativa CSAIL materializada en el proyecto Oxygen.

En un artículo de 2004, el escritor estadounidense Adam Greenfield acuñó el ingenioso término everyware para las tecnologías que incorporan computación ubícua, inteligencia ambiental o medios tangibles. Volverá a utilizar el término en su libro Everyware: The Dawning Age of Ubiquitous Computing (ISBN 0-321-38401-6), en el que Greenfield describe el paradigma de interacción entre la computación ubícua como una “mezcla de procesamiento de información en el comportamiento”, poniendo como ejemplo del mundo real el sistema de tarjeta pulpo utilizado en Hong Kong Octopus card.

Mark Weiser ha propuesto tres modelos básicos que puedan ser considerados para desarrollar sistemas ubícuos:

  1. Tabs: dispositivos de escasos centímetros, que pueden ser llevados por un usuario
  2. Pads: dispositivos del tamaño de una mano
  3. Boards: dispositivos que pueden llegar a medir metros

Estas categorías propuestas por Weiser se caracterizan generalmente por ser grandes, tener una forma plana o incorporan algún tipo de salida visual. Si se relajan estas consideraciones (permitiendo aceptar, por ejemplo, dispositivos de hasta el tamaño de nanómetros) se puede extender este rango hasta un número de dispositivos mucho mayor, y también potencialmente hasta un número de dispositivos mucho más útiles. Por lo tanto, con el tiempo se han acabado proponiendo otros tres tipos de clasificaciones:

  • Dust (polvo): dispositivos miniaturizados que pueden no tener algún tipo de salida visual (por ejemplo, los sistemas Micro-electromecánicos MEMS), cuyo tamaño puede oscilar entre nanómetros hasta micrómetros o milímetros.
  • Skin (piel): pueden ser fabricados con capacidades de emitir luz y con diversos materiales, como polímeros conductivos, algunos dispositivos orgánicos, etc… Se ven frecuentemente como ropa, cortinas, o diversos elementos de decoración
  • Clay (arcilla): conjuntos de distintos MEMS pueden combinarse para crear formas en tres dimensiones.

Áreas de investigación

La Computación Ubicua representa un gran desafío científico/técnico, un gran nicho de oportunidad y es un área atractiva para el sector empresarial. Su adopción, como una de las líneas estratégicas de desarrollo del país, se reflejará en un impacto social, un impacto científico, un impacto tecnológico, y finalmente en un impacto económico. Las áreas de investigación y desarrollo que se identifican como de alta prioridad dentro del cómputo ubicuo y sin ser exhaustivos, se presentan a continuación:

  • Sensores
  1. Adquisición de señales corporales
  2. RFIDs
  • Redes de próxima generación
  1. Internet 2 como soporte para cómputo ubicuo
  2. Redes de Sensores
  3. Redes Adhoc
  4. Interconexión de dispositivos heterogéneos
  5. Seguridad informática
  • Sistemas Distribuidos
  1. Rediseñar soluciones para que sean aplicables al cómputo móvil y/o ubicuo.
  2. Soporte multimedia
  3. Tolerancia a fallas
  4. Escalabilidad
  • Computación móvil
  1. Sistemas de IgualaIgual (PeertoPeer)
  2. Servicios de posicionamiento y localización
  3. Servicios de Base (e.g. Posicionamiento por GSM/GPRS)
  • Desarrollo de sistemas ubicuos (aplicaciones)
  1. eMedicina
  2. Monitoreo y procesamiento de señales médicas remotas
  3. Contextaware systems
  4. Monitoreo de actividad en ancianos
  5. TeleDiagnostico Móvil

La sensibilidad de los objetos

De acuerdo con la Ley de Moore, se espera que los dispositivos electrónicos continúen reduciendo su tamaño y precio en el futuro. Ello es aplicable por igual a cualquier componente, sean procesadores, dispositivos de almacenamiento o sistemas de comunicación. Por tanto, es previsible que en un futuro próximo, sea económica y físicamente factible, incrustar dispositivos digitales en cualquier objeto de uso común, lo que les dotará de lo que se ha dado en llamar “sensibilidad”, (smartness), o la propiedad, a modo de camaleones digitales, de cambiar su comportamiento de acuerdo con las circunstancias ambientales que le rodean.

Por ejemplo, se espera que las lavadoras apliquen la temperatura y programa de lavado adecuado a las características de las prendas a lavar, pues estas llevará un chip RFID en la etiqueta que indicará las condiciones para el lavado. Igualmente, ese mismo chip puede controlar la temperatura de la plancha o de la secadora, o seleccionar los disolventes a utilizar en las limpiezas en seco. De modo similar una bicicleta de gimnasia podrá modificar el esfuerzo necesario para moverla, en función de la fuerza y grado cansancio del usuario etc.

Otros equipos como los microondas pueden llegar a detectar cuando la temperatura de cocción ha alcanzado el interior de los alimentos y parar automáticamente. Poco a poco estos aparatos están llegando de puntillas a nuestras vidas y son de tan fácil uso que no reparamos normalmente en ellos. El que con ayuda de un telemando el televisor busque automáticamente los canales, que mediante un teléfono se pueda, no solo seleccionar la temperatura sino programar la hora de inicio y fin del funcionamiento de la calefacción del hogar, o que el automóvil desbloquee las puertas y encienda los pilotos con solo pulsar un botón de una llave electrónica, nos parece operaciones tan sencillo que no reparamos que para efectuarlas se precisa el concurso de un pequeño procesador.

Comportamiento coordinado de varios objetos

Las posibilidades que se presentan con esta capacidad de cambio de comportamiento de los objetos, cuando estos cambios se pueden llevar a cabo de modo coordinado entre diversos aparatos, son precisamente lo que se explora en estos momentos en los laboratorios de Computación Ubicua. Como su nombre indica se buscan conseguir acciones realizadas de forma coordinada por procesadores situados en multitud de objetos pertenecientes a la vida cotidiana por ello también se les domina procesos de Inteligencia Ambiental.

Para hacer posible esta interacción, se necesitará que estos pequeños y baratos procesadores estén conectados a sensores y actuadores colocados en objetos del entorno del usuario y que se encuentren formando una red que soporte el que entran en juego mediante procesos distribuidos, donde cada procesador, aparte de modificar el comportamiento de un objeto, interactúa e intercambia información con los demás para conseguir un objetivo que precisa del trabajo coordinado de todos ellos.

Igualmente es necesario el concurso de la computación móvil, pues parte de los procesos acompañen al individuo en sus desplazamientos, tanto próximos, como el deambular por un edificio, como lejanos, como los desplazamientos en un vehículo. Ello exige que algunos de estos dispositivos sean de fácil transporte y que tengan la capacidad de conectarse automáticamente a las redes existentes, allá donde se les traslade.

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