Internet de las Cosas

Los investigadores diseñan una conciencia de ubicación más efectiva para Internet de (muchas) cosas

Crédito: CC0 Dominio público

Al anticipar una tensión crítica en la capacidad de las redes de quinta generación (5G) para realizar un seguimiento de un número cada vez mayor de dispositivos móviles, los ingenieros de la Universidad de Tufts han ideado un algoritmo mejorado para localizar y rastrear estos productos que distribuye la tarea entre los dispositivos. ellos mismos. Es una solución escalable que podría satisfacer las demandas de 50 mil millones de productos conectados proyectados en el Internet de las cosas para 2020 y permitiría una gama cada vez mayor de servicios basados ​​en la ubicación. Los resultados del estudio Tufts se publicaron hoy en Actas del IEEE, la principal revista científica revisada por pares publicada por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos.

Actualmente, el posicionamiento de los dispositivos inalámbricos está centralizado, dependiendo de “anclas” con ubicaciones conocidas como torres de telefonía o satélites GPS para comunicarse directamente con cada dispositivo. A medida que aumenta el número de dispositivos, los anclajes deben instalarse a mayor densidad. El posicionamiento centralizado puede volverse difícil de manejar a medida que la cantidad de elementos para rastrear crece significativamente.

Como alternativa a las soluciones centralizadas, el método de localización distribuida de los autores en una red 5G hace que los dispositivos se ubiquen solos sin que todos necesiten acceso directo a los anclajes. La detección y los cálculos se realizan localmente en el dispositivo, por lo que no es necesario que un coordinador central recopile y procese los datos.

“La necesidad de brindar información sobre la ubicación de cada dispositivo, sensor o vehículo, ya sea estacionario o en movimiento, ocupará un lugar más destacado en el futuro”, dijo Usman Khan, Ph.D., profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Tufts. “Habrá aplicaciones para rastrear activos e inventario, atención médica, seguridad, agricultura, ciencias ambientales, operaciones militares, respuesta a emergencias, automatización industrial, vehículos autónomos, robótica: la lista es interminable. El potencial prácticamente ilimitado de Internet de -Las cosas requieren que desarrollemos algoritmos descentralizados inteligentes”, dijo Khan, quien es el autor correspondiente del artículo.

El algoritmo de autolocalización desarrollado por Khan y sus colegas hace uso de la comunicación de dispositivo a dispositivo, por lo que puede tener lugar en interiores (por ejemplo, en oficinas e instalaciones de fabricación), bajo tierra, bajo el agua o bajo una espesa capa de nubes. Esta es una ventaja sobre los sistemas GPS, que no solo pueden oscurecerse en esas condiciones, sino que también aumentan los requisitos de costo y energía del dispositivo.

La movilidad de los dispositivos hace que la autolocalización sea un desafío. La clave es obtener posiciones rápidamente para rastrearlas en tiempo real, lo que significa que los cálculos deben simplificarse sin sacrificar la precisión. Los autores lograron esto mediante la sustitución de los cálculos de posición no lineales, que son computacionalmente exigentes y pueden fallar si la estimación inicial de la posición está en el lugar equivocado, con un modelo lineal que converge de manera rápida y confiable en la posición precisa del dispositivo. . El paso a un cálculo lineal computacionalmente más simple surge como resultado de que los dispositivos miden su ubicación relativa entre sí o un punto que representa el “centro de masa” de los dispositivos vecinos, en lugar de hacer que todos ellos hagan referencia a un conjunto de anclas estacionarias. La convergencia a posiciones precisas es extremadamente rápida, lo que hace factible el seguimiento en tiempo real de una gran cantidad de dispositivos.

“Además de prepararnos para un futuro de dispositivos conectados ubicuos, este enfoque podría aliviar la presión sobre la infraestructura actual al eliminar la necesidad de instalar una gran cantidad de transmisores (anclas) en edificios y vecindarios”, dijo Khan.


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