Yearly Archive 26 de julio de 2023

El pasado mes de Julio de 2023 se defendió el Trabajo Fin de Máster titulado «Prácticas de ciberseguridad en comunicaciones con Arduino«, dirigido por los Profesores Elio San Cristóbal y Sergio Martín, del grupo In4Labs, correspondiente al Máster en Ciberseguridad.

El objetivo general del TFM es el de la creación e implementación de prácticas guiadas de ciberseguridad en comunicaciones para un laboratorio de 3 placas Arduino desarrollado en la UNED.

Para ello, previamente se ha realizado un análisis de la placa Arduino que se integra en el laboratorio, de los sistemas de comunicaciones más comunes en IoT (centrándonos en los que posee el laboratorio), y en las posibles vulnerabilidades y ataques que se pueden producir en el laboratorio.

A continuación, se explican todas las características del laboratorio de trabajo y se ha desarrollado un análisis de riesgos del laboratorio para categorizar las posibles amenazas y los efectos que se producirían sobre el sistema en caso de ser explotadas.

Seguidamente se han desarrollado una serie de casos de estudio de enseñanza/aprendizaje en el laboratorio de trabajo. Cada uno de estos casos de estudio se dedica a un protocolo de comunicaciones, entre los que se encuentran: Puerto Serie, RS485, I2C, BLE y WiFi.

Durante el desarrollo de los casos de estudio, que no solo están centrados en la programación de las placas, se irán demostrando las distintas vulnerabilidades, carencias o deficiencias en los protocolos de comunicaciones que provocan que exista posibilidad de ataque.

Ataques que se irán desarrollando a medida que avanza el caso de estudio, para al final concluir que existen amenazas que seguirán ocurriendo. Ya que son debidas a las características de los distintos sistemas de comunicaciones elegidos.

El próximo viernes 14 de Julio de 2023 se va a celebrar un webinar en línea sobre inteligencia artificial, dirigido a facilitar un espacio de reflexión y debate sobre las implicaciones en la educación universitaria ante la irrupción de la inteligencia artificial (IA) y la necesidad de desarrollar una evaluación auténtica ante el reto del ChatGPT.

La evaluación en tiempos de la IA(4 horas)

El webinar «La evaluación en tiempos de la IA», iniciativa del Vicerrectorado de Innovación Educativa, busca facilitar un espacio de reflexión y debate sobre las implicaciones en la educación universitaria ante la irrupción de la inteligencia artificial (IA) y la necesidad de desarrollar una evaluación auténtica ante el reto del ChatGPT. 

14/07/2023 – 10.00-14.00h.

Programa

10.00-11.00h. La irrupción de la IA en el proceso de enseñanza y aprendizaje: ¿a qué nos enfrentamos?

  Sergio Martín Gutiérrez.  Vicerrector Adjunto de Tecnologías Educativas. UNED

  María del Mar Román García. Directora Adjunta de Innovación Educativa IUED. UNED

11.00-12.30h. Estrategias y claves para adaptar las pruebas de evaluación ante la irrupción de la IA.

 – Pruebas de desarrollo

   María del Mar Sánchez Vera. Departamento de Didáctica y Organización Escolar. Universidad de Murcia

 – Pruebas objetivas

   Enrique Navarro Asencio. Departamento de Investigación y Psicología en Educación. Universidad Complutense de Madrid

 – Pruebas de evaluación continua en la UNED

   Tiberio Feliz Murias. Departamento de Didáctica, Organización Escolar y Didácticas Especiales. UNED

12.30 – 13.30h. Buenas prácticas en el uso de la IA en la realización de trabajos fin de título.

  Daniel Torres Salinas. Departamento de Información y Comunicación. Universidad de Granada

  Wesceslao Arroyo Machado. Departamento de Información y Comunicación. Universidad de Granada

Información y solicitud de inscripción

La sesión se desarrollará a través de Zoom y también se retransmitirá a través de Canal UNED.

Como resultado de este debate se espera aportar estrategias y claves que faciliten la adopción de distintas pruebas de evaluación y la generación buenas prácticas en el uso de la IA en la realización de trabajos fin de título.

Recientemente ha sido publicado varios artículos sobre nuestro » Laboratorio remoto de industria 4.0 basado en microcontroladores pic«, tanto en la revista DYNA, indexada en JCR, como en DYNA New Technologies.

Este artículo analiza el estado del arte en cuanto a laboratorios remotos basados en Internet de las Cosas, para poner de manifiesto la escasez de este tipo de herramientas educativas, muy útiles en la enseñanza de la ingeniería, especialmente en el contexto de la Industria 4.0.

El sistema propuesto en este artículo consiste en una plataforma web que permite a los estudiantes enviar y ejecutar su código C a una placa microcontroladora PIC remota diseñada para Internet de las Cosas

En este proyecto se ha conseguido diseñar y montar a modo de ejemplo un laboratorio remoto totalmente funcional basado en el módulo de desarrollo para IoT de microchip PIC-IoT WG, demostrando en gran medida el potencial que puede tener este tipo de dispositivos para la enseñanza de este mundo tan en auge. 

En él se ha expuesto como realizar el montaje de una estación del laboratorio, así como ejemplos resueltos de posibles prácticas que se pueden implementar dentro del entorno. Donde los alumnos pueden desarrollar distintas tareas relativas a la programación de microcontroladores PIC, conectividad Wi-Fi, protocolos de comunicación MQTT y despliegue de aplicaciones web en los principales proveedores de servicios cloud. 

Por parte de los trabajos futuros que quedan pendientes y que pueden mejorar el entorno se pueden plantear algunos. En primer lugar, se debe comentar que la placa después de su lanzamiento fue adaptada para el tercer gigante de los servicios cloud, Microsoft con Azure, pero debido a que Azure tiene un desarrollo totalmente a parte de los servicios de Google y Amazon, no se ha realizado una demostración de este servicio y puede ser interesante realizar ese trabajo. 

En la misma línea que lo anterior, no tiene por qué limitarse la comunicación de este laboratorio a los servidores de terceros como los que se exponen, también podría ser interesante realizar un estudio sobre cómo conectar por socket directos o mediante un protocolo MQTT bajo un bróker instalado en un servidor local, la comunicación con un servicio propio. 

Os dejamos las referencias por si queréis consultarlos:

• Gomez-Alonso A., Martin S. and Castro M., Development of an IoT remote laboratory based on PIC microcontrollers, DYNA New Technologies, January-December 2023, vol. 10, no. 1, p.[10P.]. DOI: https://doi.org/10.6036/NT10828

• A. Gómez-Alonso, S. Martin, M. Castro. Industry 4.0 remote lab based on PIC microcontrollers. Dyna, Julio-Agosto 2023, vol. 98, issue 4, pp. 72-84-9. Print ISSN: 0012-7361.EISSN: 1989-1490

La publicación es parte del proyecto TED2021-131535B-I00, financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033 y por la Unión Europea “NextGenerationEU”/PRTR.

El pasado 5 de Julio de 2023 se defendió el Trabajo Fin de Máster titulado «», dirigido por los Profesores Gabriel Díaz y Sergio Martín, del grupo In4Labs, correspondiente al Máster en «Investigación en Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Control Industrial».

El mercado y uso del llamado Internet de las Cosas está cada vez más extendido y continuamente se adapta a nuevos ámbitos y aplicaciones donde su empleo proporciona ventajas indudables.

El sector primario agrícola y ganadero ha estado frecuentemente relegado como actor secundario en el desarrollo económico, y retrasado en la adopción de los avances tecnológicos que se han ido implementado en otros sectores como por ejemplo el industrial o la automoción.
En la actualidad esta situación está cambiando con la creciente concienciación sobre la sostenibilidad, y la necesidad de asegurar la alimentación frente a retos como la superpoblación y el cambio climático que conduce a la exigencia de procesos más eficientes y limpios.

 El despliegue de tecnologías avanzadas de comunicación, gestión de datos y control, con una disponibilidad y precio no encontradas hasta el momento en los dispositivos electrónicos, permite que el sector primario pueda adoptar y utilizar los medios tecnológicos de la Industria 4.0 en lo denominado agricultura de precisión para optimizar sus procesos y conseguir mejores resultados.

Dentro de las necesidades de esta nueva agricultura, las redes de comunicación de largo alcance y bajo consumo como LoRaWAN suponen grandes ventajas al permitir monitorizar y gestionar de forma remota en tiempo real con una reducción de esfuerzo humano necesario, la optimización de recursos y la reducción de residuos.

Este trabajo describe las necesidades relativas la modernización de la agricultura, los conceptos de internet de las cosas y la aplicación de las tecnologías de la información y de las comunicaciones es este sector con especial interés en las redes LoRaWAN con un ejemplo final de implementación de un sistema de control y monitorización de bajo coste.

Se comprueba que los medios tecnológicos actuales permiten disponer de tecnologías avanzadas a sectores como el agrícola, y que una solución basada en redes LoRaWAN sirve como herramienta de mejora de los procesos tradicionales del sector.

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Recientemente han aprobado para publicación en la revista «IET Image Processing«, indexada en JCR, el artículo titulado «Human stability assessment and fall detection based on dynamic descriptors«.

Este trabajo es fruto de una tesis doctoral realizada dentro del programa de Doctorado en Tecnologías Industriales, y dirigida por Sergio Martín (Profesor Titular de la UNED) y Víctor Rodríguez Ontiveros (investigador colaborador de la Universidad de Zaragoza).

Aquí os dejamos el abstract por si os resulta de interés:

Both fall detection and fall prevention systems use an array of different technologies to achieve their goals, contributing this way to better life conditions for the elderly community. The artificial vision is one of these technologies and, within this field, it has gained momentum over the course of the last few years with the incorporation of different neural network architectures. These architectures, although different, share a common characteristic, they are used to extract static or kinematic descriptors from images and video clips that, properly processed, will determine if a fall has taken place or if a patient’s gait fulfils the characteristics associated to frequent fallers’ ones. However, these descriptors are inferred from datasets recorded by young volunteers or actors who simulate falls, and the differences between these falls and the real ones are well documented. This way, concerns about system performances in the wild, out of laboratory environments, are raised.

This work aims to reframe the problem of fall detection and approach it as a stability assessment task. To do it, for the first time to the best of our knowledge, we propose the introduction of human dynamic stability descriptors used in other fields. These new descriptors are determined by using the information provided by a neural network able to estimate the body center of mass and the feet projections onto the ground plane, as well as the feet contact status with the ground.

The theory behind this new approach and its validity is studied in this article with very promising results, as it is able to match or over exceed the performances of previous systems using kinematic or static descriptors in laboratory conditions and, given the independence of this system performances from fall dataset information, it has the potential to behave better than systems based on other approaches in real world environments.

Y aquí os dejamos la referencia por si queréis citarla:

• J. Gutierrez, S. Martin, V. Rodriguez. Human stability assessment and fall detection based on dynamic descriptors. IET Image Processing. 00, 1– 19 (2023), Wiley. Print ISSN: 1751-9659. EISSN: 1751-9667. https://doi.org/10.1049/ipr2.12847

Recientemente ha sido publicado nuestro artículo » Security management on Arduino-based electronic devices» publicado en la revista indexada en JCR (Q1) «IEEE Consumer Electronics Magazine».

Aquí os dejamos el abstract por si os interesa:

Arduino has emerged as a very popular electronic board because of its low-cost, open hardware approach and flexibility with a huge potential for prototyping, small product runs, Internet of Things, makers or educational electronic projects, among others. However, there is a literature gap concerning wide analysis on different versions and types of Arduino boards, which include software, hardware and communication vulnerabilities analysis. This work analyzes the software, hardware and communication vulnerabilities that can be found in different versions of Arduino boards (entry level, enhanced features, Internet of Things-oriented, non-official and with Operating System). The results of the analysis show that, in most cases, Arduino boards present hardware and software limitations and security vulnerabilities, probably due to their low-cost requirement design. Some examples are: an easy-to override firmware, lack of power protection or non-encrypted board communications in the case of Arduino Yun. Also Arduino does not check bad use of memory stack, so bad memory operations may end up easily on memory corruption and unexpected behavior.

All these limitations and vulnerabilities may lead to security breaches on the deployed environment. Therefore, any security management policy must take these weaknesses into account

Aquí os dejamos el enlace a la referencia por si queréis citarla:

• J. Sainz-Raso, S. Martin, G. Diaz, M. Castro. Security management on Arduino-based electronic devices. IEEE Consumer Electronics Magazine, May 2023, vol. 12, issue 3, pp. 72-84-9. Print ISSN: 2162-2248. On-line ISSN: 2162-2256. Digital Object Identifier: 10.1109/MCE.2022.3184118. IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers), Print ISSN: 2162-2248. Online ISSN: 2162-2256.

Esta investigación está muy relacionada con otras que llevamos realizando desde hace tiempo, a través por ejemplo de los artículos:

• Sainz-Raso J., Martin, S., Diaz G., and Castro. M. “Security Vulnerabilities in Raspberry Pi–Analysis of the System Weaknesses,” IEEE Consumer Electronics Magazine, vol. 8, no. 6, pp. 47-52, Nov. 2019.
• S. Martin-Gutierrez, P. Martin, G. Diaz-Orueta, and M. Castro-Gil, «Vulnerabilities on embeded systems,» Dyna. Septiembre 2016, pp. 484-484.

El pasado 2 de Mayo se ha presentado en la conferencia EDUCON 2023 el artículo titulado «Assessment and recognition in technical massive open on-line courses with and without on-line laboratories«. Ha sido presentado por Manuel Castro y escrito por todos los miembros del proyecto In4Labs.

Aquí os dejamos el abstract:

This paper describes the organization and results of several MOOCs delivered about technical topics (i.e., digital electronics, VHDL design on FPGAs, open education and OERs repositories and the use of STEAM technologies to encourage diversity and inclusion), where on-line laboratories have been used in some of them. An analysis of the enrollment, students participating on tasks or quizzes, drop-out rate and certifications requests have been done.

Y aquí tenéis la referencia completa:

S. Martin et al., «Assessment and recognition in technical massive open on-line courses with and without on-line laboratories,» 2023 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON), Kuwait, Kuwait, 2023, pp. 1-4, doi: 10.1109/EDUCON54358.2023.10125261.

Es posible descargar un preprint de ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/370972022_Assessment_and_recognition_in_technical_massive_open_on-line_courses_with_and_without_on-line_laboratories?_iepl%5BviewId%5D=hayv53BUIi6mWwnVnQGJ7XfB&_iepl%5Bcontexts%5D%5B0%5D=publicationCreationEOT&_iepl%5BtargetEntityId%5D=PB%3A370972022&_iepl%5BinteractionType%5D=publicationCTA

La publicación es parte del proyecto TED2021-131535B-I00, financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033 y por la Unión Europea “NextGenerationEU”/PRTR.