El internet de las cosas
Un foco que obedece al celular, una pulsera que cuenta tus pasos, un sensor que avisa que hay lugar libre en un estacionamiento de Montevideo: 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 tu casa? Al final de la página vas a saber 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 19:00 encendé 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.
Explicá qué es el internet de las cosas (IoT) y nombrá tres objetos conectados que conozcas, indicando qué dato o «sentido» aporta cada uno.
Explicá qué es el internet de las cosas (IoT) y nombrá tres objetos conectados que conozcas, indicando qué dato o «sentido» aporta cada uno.
¿Qué necesita un objeto cualquiera, por ejemplo una lámpara, para convertirse en un objeto conectado? Mencioná al menos tres elementos y explicá el papel de cada uno.
¿Qué necesita un objeto cualquiera, por ejemplo una lámpara, para convertirse en un objeto conectado? Mencioná al menos tres elementos y explicá 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 ?. Indicá qué elemento es y explicá el camino…
La figura muestra cómo se controlan varios aparatos de una casa desde el celular, con un elemento de la cadena marcado con ?. Indicá qué elemento es y explicá el camino que sigue la orden «encender la luz» desde que tocás la pantalla hasta que la lamparita se enciende.
Nombrá tres objetos conectados de tu casa o de tu barrio y explicá qué «trabajo» hace cada uno: medir algo, avisar de algo o automatizar algo.
Nombrá tres objetos conectados de tu casa o de tu barrio y explicá qué «trabajo» hace cada uno: medir algo, avisar de algo o automatizar algo.
Explicá qué es la «app» de control de un dispositivo IoT y qué tres funciones suele ofrecer (ver el estado, dar órdenes, programar reglas automáticas).
Explicá 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. Describí la cadena completa que sigue la orden (aplicación, redes, enchufe) y razoná qué ocurre si…
Un enchufe inteligente permite apagar el radiador desde fuera de casa. Describí la cadena completa que sigue la orden (aplicación, redes, enchufe) y razoná qué ocurre si el wifi de casa deja de funcionar.
Una ciudad instala sensores en los lugares de estacionamiento para indicar cuáles están libres. Describí la cadena completa (sensor, red de comunicación, plataforma,…
Una ciudad instala sensores en los lugares de estacionamiento para indicar cuáles están libres. Describí la cadena completa (sensor, red de comunicación, plataforma, aplicación) y dos beneficios medibles del sistema.
Protocolos de corto alcance y codificación de datos
Mové los bits y mirá 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.
Explicá 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…
Explicá 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.
Diferenciá Bluetooth y wifi como formas de conectar un dispositivo: alcance, consumo de energía y un ejemplo de dispositivo típico de cada uno.
Diferenciá Bluetooth y wifi como formas de conectar un dispositivo: alcance, consumo de energía y un ejemplo de dispositivo típico de cada uno.
Compará un control remoto por infrarrojos con el control de un aparato a través de internet: alcance, necesidad de red y privacidad. Poné un ejemplo en el que claramente…
Compará un control remoto por infrarrojos con el control de un aparato a través de internet: alcance, necesidad de red y privacidad. Poné 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 tus datos. Si la empresa cierra el servicio, muchos aparatos se quedan «tontos»: el hardware sirve, pero ya no hay a quién mandarle la orden.
| 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 |
Explicá 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…
Explicá 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»).
Compará un dispositivo que funciona «en local» (toda la lógica dentro de casa) con uno que depende de «la nube»: latencia de respuesta, privacidad y dependencia del…
Compará un dispositivo que funciona «en local» (toda la lógica dentro de casa) con uno que depende de «la nube»: latencia de respuesta, privacidad y dependencia del fabricante, con un ejemplo de cada tipo.
Diseñá un sistema IoT que avise a una familia en el celular si la humedad de una planta baja demasiado: qué sensor usarías, cómo se conectaría, cómo llegaría el aviso y…
Diseñá un sistema IoT que avise a una familia en el celular si la humedad de una planta baja demasiado: qué sensor usarías, 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 8 p. m., encendé 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 preguntate 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. Pensá en un salón 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 al pizarrón, cerrar la cortina 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.
Inventá una regla domótica útil y otra que sea una mala idea, ambas del tipo «si [condición], entonces [acción]». Justificá cada una pensando en falsos positivos y en…
Inventá una regla domótica útil y otra que sea una mala idea, ambas del tipo «si [condición], entonces [acción]». Justificá 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 cortinas. En una mañana fría de invierno…
En un aula inteligente con sensores de CO₂, temperatura y luminosidad, el sistema gestiona ventanas motorizadas, climatización y cortinas. 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 encandila en el pizarrón digital. a) Identificá los dos conflictos de actuación que surgen al intentar optimizar simultáneamente la salud de los alumnos, la eficiencia energética y la visibilidad. b) Diseñá 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 tu 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.
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 lo notes. 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», desconfiá: ningún software lo es.
Explicá qué caracteriza a una contraseña fuerte y por qué dejar «123456» en una cámara IP es un problema serio de seguridad.
Explicá 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 tus pasos y tu sueño. Razoná qué sensores usa, dónde se guardan esos datos y qué aplicación los muestra. ¿Qué riesgo para tu privacidad…
Una pulsera de actividad registra tus pasos y tu sueño. Razoná qué sensores usa, dónde se guardan esos datos y qué aplicación los muestra. ¿Qué riesgo para tu privacidad ves en ese funcionamiento?
Un termostato inteligente «aprende» los horarios de la familia. Explicá qué datos necesita registrar para conseguirlo, qué ahorro o comodidad aporta ese aprendizaje y…
Un termostato inteligente «aprende» los horarios de la familia. Explicá qué datos necesita registrar para conseguirlo, qué ahorro o comodidad aporta ese aprendizaje y qué riesgo de privacidad implica.
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, reutilizar y actualizar, y conectar solo lo que de verdad lo necesita.
Un liceo sustituye 60 lamparitas tradicionales por lamparitas «inteligentes» de bajo costo (5,0 W de iluminación LED y 1,5 W de consumo continuo en reposo/standby por la…
Un liceo sustituye 60 lamparitas tradicionales por lamparitas «inteligentes» de bajo costo (5,0 W de iluminación LED y 1,5 W de consumo continuo en reposo/standby por la conexión Wi-Fi). A los tres años, el fabricante quiebra, apaga sus servidores en la nube y la aplicación del celular deja de funcionar, impidiendo encenderlas o regularlas de forma remota. a) Calculá la energía total (en kWh) que consumieron en reposo las 60 lamparitas durante esos 3 años (1095 días) y compará con el consumo real de iluminación si se encienden 5 horas por día durante 180 días lectivos al año. Interpretá el resultado desde el punto de vista del ahorro energético. b) Explicá el fenómeno de «ladrillo electrónico» (bricking) que sufrieron estas lamparitas y qué alternativa de diseño técnico (protocolos abiertos locales frente a dependencia de la nube) habría garantizado que siguieran funcionando tras el cierre del fabricante.
Un fabricante de balanzas de baño inteligentes ofrece dos versiones del mismo producto: el modelo A cuesta 15,00 pesos y requiere crearse una cuenta gratuita en su…
Un fabricante de balanzas de baño inteligentes ofrece dos versiones del mismo producto: el modelo A cuesta 15,00 pesos y requiere crearse una cuenta gratuita en su aplicación del celular en la nube para registrar peso, grasa corporal y ritmos cardíacos; el modelo B cuesta 55,00 pesos y almacena los datos únicamente en la memoria interna y en la red local del usuario (sin servidores externos ni suscripciones). a) Explicá cuál es el modelo de negocio oculto del modelo A: cómo monetiza el fabricante la diferencia de precio a costa de los datos biométricos del usuario y qué riesgos de perfilado comercial o con terceros (como aseguradoras) conlleva. b) Justificá técnicamente por qué el modelo B es más resistente a la obsolescencia programada y garantiza la soberanía digital del usuario 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, riega») 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.
Resumen
Volvé 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.