El internet de las cosas
Un bombillo que obedece al celular, una pulsera que cuenta sus pasos, un sensor que avisa que hay espacio libre en un parqueo de San José: ningún objeto conectado «piensa» por sí mismo. Cada uno manda datos por una cadena de elementos hasta un servidor que casi siempre está muy lejos, y recibe órdenes por el mismo camino. ¿Qué pasa cuando se cae el internet de su casa? Al final de la página usted podrá explicarlo.
La cadena del internet de las cosas
Una app de control suele ofrecer tres funciones: ver el estado del aparato, dar órdenes y programar reglas automáticas (por ejemplo, «a las 19 h encienda la luz del patio»).
El router es la puerta de la casa hacia internet: si se apaga o se queda sin servicio, los aparatos que dependen de la nube dejan de recibir órdenes desde fuera, aunque sigan encendidos.
Según su trabajo, un objeto conectado mide algo (una sonda de humedad), avisa de algo (una alarma en el celular) o automatiza algo (un portón que se abre solo). Un parqueo del centro de San José con un sensor en cada espacio y una app que muestra cuáles están libres sigue la misma cadena de cuatro eslabones, y sus beneficios se pueden medir: menos minutos buscando espacio y menos combustible gastado dando vueltas.
Explique qué es el internet de las cosas (IoT) y nombre tres objetos conectados que conozca, indicando qué dato o «sentido» aporta cada uno.
Explique qué es el internet de las cosas (IoT) y nombre tres objetos conectados que conozca, indicando qué dato o «sentido» aporta cada uno.
¿Qué necesita un objeto cualquiera, por ejemplo una lámpara, para convertirse en un objeto conectado? Mencione al menos tres elementos y explique el papel de cada uno.
¿Qué necesita un objeto cualquiera, por ejemplo una lámpara, para convertirse en un objeto conectado? Mencione al menos tres elementos y explique el papel de cada uno.
La figura muestra cómo se controlan varios aparatos de una casa desde el celular, con un elemento de la cadena marcado con ?. Indique qué elemento es y explique el…
La figura muestra cómo se controlan varios aparatos de una casa desde el celular, con un elemento de la cadena marcado con ?. Indique qué elemento es y explique el camino que sigue la orden «encender la luz» desde que toca la pantalla hasta que el bombillo se enciende.
Nombre tres objetos conectados de su casa o de su barrio y explique qué «trabajo» hace cada uno: medir algo, avisar de algo o automatizar algo.
Nombre tres objetos conectados de su casa o de su barrio y explique qué «trabajo» hace cada uno: medir algo, avisar de algo o automatizar algo.
Explique qué es la «app» de control de un dispositivo IoT y qué tres funciones suele ofrecer (ver el estado, dar órdenes, programar reglas automáticas).
Explique qué es la «app» de control de un dispositivo IoT y qué tres funciones suele ofrecer (ver el estado, dar órdenes, programar reglas automáticas).
Un enchufe inteligente permite apagar el radiador desde fuera de casa. Describa la cadena completa que sigue la orden (aplicación, redes, enchufe) y razone qué ocurre si…
Un enchufe inteligente permite apagar el radiador desde fuera de casa. Describa la cadena completa que sigue la orden (aplicación, redes, enchufe) y razone qué ocurre si el wifi de la casa deja de funcionar.
Una ciudad instala sensores en los espacios de estacionamiento para indicar cuáles están libres. Describa la cadena completa (sensor, red de comunicación, plataforma,…
Una ciudad instala sensores en los espacios de estacionamiento para indicar cuáles están libres. Describa la cadena completa (sensor, red de comunicación, plataforma, aplicación) y dos beneficios medibles del sistema.
Protocolos de corto alcance y codificación de datos
Mueva los bits y observe cómo un número se vuelve una secuencia de unos y ceros:
Otro caso: un control remoto de televisión usa infrarrojo: necesita línea de vista, alcance de pocos metros y no usa internet, así que no deja datos en ningún servidor. Controlar un aparato por internet llega desde cualquier lugar, pero depende de la red y de la empresa.
Explique qué papel juega el router wifi en una casa conectada y qué les ocurre a los aparatos inteligentes de la vivienda cuando el router se apaga o se queda sin…
Explique qué papel juega el router wifi en una casa conectada y qué les ocurre a los aparatos inteligentes de la vivienda cuando el router se apaga o se queda sin internet.
Diferencie Bluetooth y wifi como formas de conectar un dispositivo: alcance, consumo de energía y un ejemplo de dispositivo típico de cada uno.
Diferencie Bluetooth y wifi como formas de conectar un dispositivo: alcance, consumo de energía y un ejemplo de dispositivo típico de cada uno.
Compare un control remoto por infrarrojos con el control de un aparato a través de internet: alcance, necesidad de red y privacidad. Ponga un ejemplo en el que…
Compare un control remoto por infrarrojos con el control de un aparato a través de internet: alcance, necesidad de red y privacidad. Ponga un ejemplo en el que claramente convenga cada uno.
Procesamiento local frente a la nube
Cuando hablamos de «la nube» no es algo flotando en el aire: son computadoras de una empresa, en centros de datos, que guardan sus datos. Si la empresa cierra el servicio, muchos aparatos se quedan «tontos»: el hardware sirve, pero ya no hay a quién mandarle la orden.
Una alternativa es procesar los datos «en el borde» (edge computing): la lógica corre en el propio aparato o en una unidad central de la casa, sin mandar datos a servidores de terceros. Funciona sin internet y protege la privacidad, pero el aparato necesita suficiente capacidad de cálculo, y tareas pesadas como el reconocimiento de voz suelen requerir la nube.
| Local | Nube | |
|---|---|---|
| Respuesta | Muy rápida | Con retardo |
| Sin internet | Sigue funcionando | Deja de funcionar |
| Privacidad | Los datos se quedan en casa | Los datos salen a servidores de terceros |
| Dependencia del fabricante | Baja | Alta |
Explique qué es «la nube» en el contexto del internet de las cosas: dónde están realmente los datos y qué les ocurre a los dispositivos si la empresa cierra el servicio…
Explique qué es «la nube» en el contexto del internet de las cosas: dónde están realmente los datos y qué les ocurre a los dispositivos si la empresa cierra el servicio (casos reales de aparatos que se quedaron «tontos»).
Compare un dispositivo que funciona «en local» (toda la lógica dentro de la casa) con uno que depende de «la nube»: latencia de respuesta, privacidad y dependencia del…
Compare un dispositivo que funciona «en local» (toda la lógica dentro de la casa) con uno que depende de «la nube»: latencia de respuesta, privacidad y dependencia del fabricante, con un ejemplo de cada tipo.
Diseñe un sistema IoT que avise a una familia en el celular si la humedad de una planta baja demasiado: qué sensor usaría, cómo se conectaría, cómo llegaría el aviso y…
Diseñe un sistema IoT que avise a una familia en el celular si la humedad de una planta baja demasiado: qué sensor usaría, cómo se conectaría, cómo llegaría el aviso y qué comportamiento tendría el sistema cuando no haya internet.
Reglas domóticas y sus fallas
Una regla domótica tiene la forma «si [condición], entonces [acción]»: por ejemplo, «si el sensor de movimiento detecta a alguien después de las 20 h, encienda la luz del pasillo». El sensor no «entiende» nada: solo compara una lectura con un umbral.
Toda regla puede fallar: el sensor se ensucia, se acaba la pila, se cae el wifi o la condición está mal pensada. Para juzgar una regla pregúntese dos cosas: ¿qué pasa si se activa sin razón? y ¿qué pasa si no se activa cuando debía?
Cuando dos reglas se contradicen: confort frente a energía
En un sistema con varios actuadores, las reglas pueden chocar. Piense en un aula de un colegio de zona alta con sensor de CO₂, ventanas motorizadas y calefacción. Si el CO₂ pasa de 800 ppm (aire viciado), la regla de salud dice «abre la ventana». Pero en una mañana fría de 5 °C, abrirla deja entrar aire frío: baja la temperatura y la calefacción gasta más energía para compensar. Y si el sol le pega directo a la pizarra, cerrar la persiana mejora la visibilidad pero quita luz natural y calor gratis.
Para resolverlo se ordenan las reglas por prioridad y se agregan condiciones: primero la salud (el CO₂ alto manda), pero con la ventana abierta solo el tiempo necesario (por ejemplo 5 minutos) y apagando la calefacción mientras tanto; después la visibilidad; al final el ahorro de energía. Así el sistema no abre y cierra sin parar ni pelea consigo mismo. Por eso las reglas con varios actuadores se diseñan juntas, no una por una.
Invente una regla domótica útil y otra que sea una mala idea, ambas del tipo «si [condición], entonces [acción]». Justifique cada una pensando en falsos positivos y en…
Invente una regla domótica útil y otra que sea una mala idea, ambas del tipo «si [condición], entonces [acción]». Justifique cada una pensando en falsos positivos y en qué pasa cuando la regla falla.
En un aula inteligente con sensores de CO₂, temperatura y luminosidad, el sistema gestiona ventanas motorizadas, climatización y persianas. En una mañana fría de…
En un aula inteligente con sensores de CO₂, temperatura y luminosidad, el sistema gestiona ventanas motorizadas, climatización y persianas. En una mañana fría de invierno (5,0 °C en el exterior), el aula registra 1400 ppm de CO₂ (aire viciado; umbral recomendado: 800 ppm), la temperatura interior es de 19,0 °C y la radiación solar directa ciega la pizarra digital. a) Identifique los dos conflictos de actuación que surgen al intentar optimizar simultáneamente la salud de los estudiantes, la eficiencia energética y la visibilidad. b) Diseñe el algoritmo de control mediante reglas condicionales (SI... ENTONCES...) que resuelva ambos dilemas, justificando cuál de los objetivos debe tener prioridad absoluta en caso de contradicción.
Seguridad y privacidad
Una contraseña fuerte es larga (12 caracteres o más), mezcla letras, números y símbolos, no se repite entre aparatos y no es una palabra o secuencia común. Dejar «123456» en una cámara IP es regalar la entrada: los atacantes prueban primero las claves de fábrica y las más comunes, y pueden ver el video de su casa.
Una contraseña larga no basta: también hay que proteger el firmware (si el fabricante deja huecos sin corregir), la nube (si la atacan, caen todas las cuentas) y la red local. Por eso se separan las redes y se activa la verificación en dos pasos.
Si una cámara vieja, sin parches del fabricante, es vulnerada desde internet, el atacante puede usarla de trampolín para saltar a otros equipos de la misma red: es el movimiento lateral. Desde ahí puede espiar el tráfico o infectar la computadora donde se hacen trámites bancarios. La defensa es segmentar: una red de invitados o una red aparte (VLAN) para los aparatos IoT y otra para las computadoras, con el cortafuegos (firewall) del router activado.
Micrófonos y cámaras: botón físico o software
Los parlantes inteligentes y las cámaras tienen micrófonos y lentes que pueden quedar siempre activos. Silenciarlos con un botón de la app o con un ajuste de software depende del firmware: si alguien lo vulnera o el programa tiene un error, el micrófono puede seguir captando aunque la luz diga «silenciado».
Un interruptor físico de corte (hardware kill switch) desconecta eléctricamente el micrófono. Si el circuito está abierto, ningún programa, por más que lo ataquen, puede encenderlo: no hay señal que procesar. Por eso es más confiable que el silenciado digital.
Ejemplo: un parlante con un botón mecánico que corta la alimentación del micrófono. Si un atacante toma el control del software, no puede activarlo, porque el micrófono no recibe corriente. En cambio, con un silenciado solo por software, el atacante podría reactivarlo sin que usted lo note. Una tapa corrediza sobre la lente de una cámara también es una barrera física: con la tapa cerrada no hay imagen que grabar, pero solo protege la cámara, no el micrófono. Cuando un fabricante dice que su software es «impenetrable», desconfíe: ningún software lo es.
En Costa Rica, la Ley 8968 protege a la persona frente al tratamiento de sus datos personales, y la Agencia de Protección de Datos de los Habitantes (Prodhab) atiende las quejas. Por eso conviene saber qué datos recoge cada aparato.
Explique qué caracteriza a una contraseña fuerte y por qué dejar «123456» en una cámara IP es un problema serio de seguridad.
Explique qué caracteriza a una contraseña fuerte y por qué dejar «123456» en una cámara IP es un problema serio de seguridad.
Una pulsera de actividad registra sus pasos y su sueño. Razone qué sensores usa, dónde se guardan esos datos y qué aplicación los muestra. ¿Qué riesgo para su privacidad…
Una pulsera de actividad registra sus pasos y su sueño. Razone qué sensores usa, dónde se guardan esos datos y qué aplicación los muestra. ¿Qué riesgo para su privacidad ve en ese funcionamiento?
Un termostato inteligente «aprende» los horarios de la familia. Explique qué datos necesita registrar para conseguirlo, qué ahorro o comodidad aporta ese aprendizaje y…
Un termostato inteligente «aprende» los horarios de la familia. Explique qué datos necesita registrar para conseguirlo, qué ahorro o comodidad aporta ese aprendizaje y qué riesgo de privacidad implica.
Una familia duda si instalar tres dispositivos domóticos: un termostato con sensor de presencia, un robot aspirador con cámara de navegación y parlantes inteligentes en…
Una familia duda si instalar tres dispositivos domóticos: un termostato con sensor de presencia, un robot aspirador con cámara de navegación y parlantes inteligentes en los dormitorios. Quieren automatizar su casa pero exigen que ningún dato de hábitos privados, planos de la vivienda o grabaciones de voz se almacene en servidores de terceros. a) Analice para cada uno de los tres dispositivos qué tipo de datos sensibles recopila y justifique si es técnicamente viable que funcione al 100 % mediante procesamiento local (Edge Computing) sin conexión a la nube del fabricante. b) Establezca un criterio técnico de decisión para rechazar o aceptar cualquier futuro dispositivo conectado en su hogar, basándose en la arquitectura de datos (local frente a nube) y la política de privacidad.
Sostenibilidad y modelo de negocio del IoT
Diseñar pensando en el planeta y en todas las personas es diseñar mejor: elegir aparatos que funcionen también en local, que se puedan reparar y actualizar, y conectar solo lo que de verdad lo necesita.
Un fabricante de básculas de baño inteligentes ofrece dos versiones del mismo producto: el modelo A cuesta 15,00 colones y requiere crearse una cuenta gratuita en su…
Un fabricante de básculas de baño inteligentes ofrece dos versiones del mismo producto: el modelo A cuesta 15,00 colones y requiere crearse una cuenta gratuita en su aplicación móvil en la nube para registrar peso, grasa corporal y ritmos cardíacos; el modelo B cuesta 55,00 colones y almacena los datos únicamente en la memoria interna y en la red local de la persona usuaria (sin servidores externos ni suscripciones). a) Explique cuál es el modelo de negocio oculto del modelo A: cómo monetiza el fabricante la diferencia de precio a costa de los datos biométricos de la persona usuaria y qué riesgos de perfilado comercial o con terceros (como aseguradoras) conlleva. b) Justifique técnicamente por qué el modelo B es más resistente a la obsolescencia programada y garantiza la soberanía digital de la persona usuaria a largo plazo, a pesar de su mayor costo inicial.
IA y big data en un sistema conectado
Una regla programada («si la humedad baja de 30, riegue») la escribe una persona. Un modelo de inteligencia artificial aprende de ejemplos para predecir o reconocer imágenes. Big data son conjuntos de datos tan grandes, rápidos o variados que exigen técnicas especiales; no es sinónimo de IA. Aquí solo veremos la idea.
El flujo separa dos momentos: primero se entrena el modelo con muchos ejemplos (imágenes de botellas y latas, en el dibujo) y después se prueba con ejemplos nuevos que no usó para aprender. Si se probara con los mismos ejemplos del entrenamiento, el resultado sería engañoso.
En la prueba el modelo acierta casi siempre, pero no siempre: dos de tres en el dibujo. Un modelo solo es confiable con ejemplos parecidos a los que vio, y puede aprender sesgos de sus datos. Por eso, ante una predicción dudosa, un sistema conectado debe pedir revisión humana en lugar de actuar solo, y los datos personales deben limitarse.
Un termostato inteligente «aprende» los horarios de la familia. Explique qué datos necesita registrar para conseguirlo, qué ahorro o comodidad aporta ese aprendizaje y…
Un termostato inteligente «aprende» los horarios de la familia. Explique qué datos necesita registrar para conseguirlo, qué ahorro o comodidad aporta ese aprendizaje y qué riesgo de privacidad implica.
Una familia duda si instalar tres dispositivos domóticos: un termostato con sensor de presencia, un robot aspirador con cámara de navegación y parlantes inteligentes en…
Una familia duda si instalar tres dispositivos domóticos: un termostato con sensor de presencia, un robot aspirador con cámara de navegación y parlantes inteligentes en los dormitorios. Quieren automatizar su casa pero exigen que ningún dato de hábitos privados, planos de la vivienda o grabaciones de voz se almacene en servidores de terceros. a) Analice para cada uno de los tres dispositivos qué tipo de datos sensibles recopila y justifique si es técnicamente viable que funcione al 100 % mediante procesamiento local (Edge Computing) sin conexión a la nube del fabricante. b) Establezca un criterio técnico de decisión para rechazar o aceptar cualquier futuro dispositivo conectado en su hogar, basándose en la arquitectura de datos (local frente a nube) y la política de privacidad.
Resumen
Vuelva al principio: cuando se cae el internet, los aparatos que dependen de la nube dejan de recibir órdenes aunque estén bien; los que procesan en local siguen funcionando.