HERMES: Un marco formal basado en la Web de las Cosas y computación Edge para la definición, el descubrimiento y el procesamiento de datos de componentes ciberfísicos​

Resumen del proyecto​

Algunos modelos de Ciudad Inteligente emplean soluciones basadas en sistemas ciberfísicos con el propósito de mejorar la calidad de vida de las personas, en ámbitos como la salud, la eficiencia energética, movilidad, sostenibilidad, entre otros. En muchos casos, estas soluciones dan forma a redes y arquitecturas de componentes ciberfísicos, interconectados y configurados siguiendo directrices del Internet de las Cosas (IoT, Internet of Things). Aunque en los últimos años ha crecido el número de normas en IoT, la mayoría de ellas se centran en la parte electrónica o física del dispositivo, más que en el software. Hace unos años, el consorcio W3C creó el grupo de trabajo de la Web de las Cosas (WoT, Web of Things) con la idea de crear recomendaciones para la parte software de los componentes ciberfísicos (cosas). Pero el diseño de arquitecturas de componentes ciberfísicos no es una tarea nada fácil para los desarrolladores, debido a la falta de normas de interoperabilidad en ambas dimensiones, IoT y WoT, que faciliten las tareas de interconexión (localización, compatibilidad, seguridad, accesibilidad, etc.), pero especialmente de modelos formales para la definición de componentes ciberfísicos, y su descubrimiento automático. Estos problemas han sido ampliamente estudiados en la literatura de la Ingeniería del software basada en componentes y de la Ingeniería del software dirigida por modelos, y pueden ser extendidos al ámbito de la WoT. Aunque recientemente la WoT ha establecido unas recomendaciones que permiten la descripción (Thing Description) y el descubrimiento (Discovery) de Cosas (en términos de dispositivos IoT), estas se encuentran en un estado preliminar y no cubren las necesidades de interoperabilidad, anteriormente citadas. Algunos aspectos de interoperabilidad son tenidos en cuenta de forma colectiva, durante la definición de la arquitectura, pero otros lo son, de forma individual, al definir el componente ciberfísico. Este proyecto centrará su interés en el lado del dispositivo (Edge), para estudiar y describir un marco formal que proporcione las herramientas de desarrollo adecuadas que permitan, en primer lugar, la especificación de componentes ciberfísicos, extendiendo las recomendaciones de la WoT para considerar diferentes niveles en su definición, como aspectos de calidad del dato, calidad del servicio, seguridad, e información de contexto. En segundo lugar, también será necesario establecer un nuevo mecanismo de descubrimiento, basado en el que propone la WoT, pero extendiéndolo y adaptándolo para que soporte definiciones de componentes ciberfísicos descritos con el modelo de especificación desarrollado en este proyecto y capacidades de federación. En tercer lugar, se estudiarán estrategias de computación edge sobre el conjunto de datos asociado al componente ciberfísico y al servicio de descubrimiento, como nuevos algoritmos de procesamiento de consultas en streaming y sistemas de recomendación que permitan un pretratamiento de los datos en el lado del dispositivo, con analítica de datos e inferencia de información útil adicional que pueda proporcionar el dispositivo hacia un consumidor, todo ello bajo modelos de comportamiento reactivos y proactivos. En el proyecto también se pretende elaborar una colección de escenarios de sistemas ciberfísicos donde probar las herramientas desarrolladas en diferentes ámbitos, como el de la salud, el del hogar digital, o el de la eficiencia energética. Finalmente, se desarrollará un laboratorio remoto de pruebas reales con sistemas ciberfísicos. El proyecto está alineado con la estrategia “Internet de la próxima generación”, y con las sublíneas “Tecnologías digitales clave (IoT)”, “Edge Computing”, “Sistemas inteligentes de predicción y recomendación”, “Aprendizaje Automático” y “Ciudades y territorios inteligentes” de la Estrategia Española de Ciencia, Tecnología e Innovación 2021-2027.

Publicaciones​

Equipo​

El equipo del proyecto (investigación y trabajo) está compuesto por 15 investigadores. De ellos, 12 son miembros del Grupo de Investigación de Informática Aplicada (ACG/TIC211), 4 son investigadores de centros extranjeros, con los que se lleva colaborando activamente en proyectos anteriores. En el equipo hay 12 doctores en informática, y 3 son doctorandos en Informática.

Los 8 miembros del equipo de investigación llevan trabajando juntos activamente desde la creación del grupo de investigación ACG/TIC211, conformando los equipos humanos de proyectos precedentes, con numerosas publicaciones conjuntas.

Los profesores extranjeros también han sido investigadores del equipo de trabajo en los dos proyectos precedentes, con los cuales existe un gran número de publicaciones científicas en colaboración, tanto en revistas de impacto JCR como en congresos internacionales.

Luis Iribarne

Antonio Corral

Rosa Ayala

Nicolás Padilla

Javier Criado

Antonio Jesús Fernández-García

José Andrés Asensio

Francisco García

Manel Mena

Darwin Alulema

Yannis Manolopoulus

Michael Vassilakopoulos

James Z. Wang

Juan Jesús Ojeda

Juan Alberto Llopis

Información​

Referencia: PID2021-124124OB-I00

Entidad Financiadora: Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Proyectos de generación de conocimiento

Investigador Principal: Luis Iribarne (Univ. Almería)

Periodo: 01/09/2022-31/08/2026

Importe: 107.085,00 €