El pasado 18 de Diciembre de 2023 se defendió la Tesis Doctoral titulada «SISTEMA DE DETECCIÓN DE CAIDAS BASADO EN IMÁGENES INFRARROJAS», dirigida por Sergio Martín y Víctor Rodríguez Ontiveros.
En un mundo cuya población está envejeciendo cada vez más, el campo del cuidado de las personas mayores, que ya es muy relevante, se espera que se vuelva extraordinariamente importante. Los recursos y el personal dedicado a tareas en este campo crecerán de forma exponencial durante las próximas tres décadas, ya que el número de personas mayores de 65 años o más se duplicará durante este período.
Hasta ahora, el sector ha automatizado muy pocas tareas. Sin embargo, un mayor número de ellas necesitarán ser automatizadas si se desea un cuidado universal de personas mayores a costos razonables. Una de las tareas candidatas para esta automatización será la vigilancia de personas mayores y, dentro de ese campo, la detección de caídas. Esta área ha atraído un considerable interés de investigación en los últimos años. Sin embargo, la desconexión entre las comunidades de investigadores y usuarios ha dificultado el uso generalizado de este tipo de sistemas.
Esta tesis abarca la identificación de las necesidades reales de los usuarios y el diseño y desarrollo de un sistema innovador adaptado a ellos y sus necesidades reales. Para hacerlo, se lleva a cabo una revisión exhaustiva de todos los trabajos de investigación en el campo publicados desde 2015. Esta revisión identifica dos deficiencias principales: una profunda desconexión entre los investigadores y los usuarios, y una casi completa ausencia de datos reales para desarrollar sistemas.
Para abordar el primer problema, se lleva a cabo un importante estudio entre los usuarios. Este trabajo, el más grande de su tipo, identifica cuáles son las necesidades y percepciones reales de las diferentes comunidades integradas en el campo del cuidado de personas mayores. El estudio sugiere claramente que, aunque la supervisión humana siempre es preferida debido al valor añadido que proporciona el contacto humano, existen circunstancias en las que los usuarios aceptarían el uso de sistemas de detección de caídas.
Algunas de estas situaciones no están cubiertas por ninguno de los sistemas ya desarrollados, ya que están asociados a entornos nocturnos no iluminados en los que el uso de sensores adheridos al cuerpo no sería una opción razonable. Sin embargo, la tecnología basada en imágenes de infrarrojo lejano (FIR) es ideal para abordar estos escenarios.
De esta manera, y con el fin de evaluar las prestaciones de los modelos más significativos de estimación de la postura humana desarrollados para procesar imágenes del espectro visible (RGB) cuando trabajan con imágenes FIR, se compila una base de datos compuesta por clips de video de infrarrojo lejano de varios voluntarios realizando diferentes actividades. Esta base de datos, llamada FIR-Human, también contiene las anotaciones de las posiciones de las articulaciones, lo que permite el entrenamiento y evaluación de los modelos.
Para abordar la segunda cuestión, la falta de datos reales, y el problema de la generalización asociado a ella, se propone en este trabajo un enfoque alternativo para la detección automática de caídas. Los sistemas actuales de detección de caídas basados en visión se desarrollan utilizando bases de datos grabados por actores o voluntarios jóvenes. Dadas las diferencias en la forma en que se mueven las personas jóvenes y mayores, los descriptores cinemáticos utilizados por estos sistemas para evaluar las caídas, que son una generalización de los descriptores determinados para personas jóvenes, podrían ser inapropiados para establecer si ha ocurrido una caída real. Nuestro sistema, que utiliza descriptores dinámicos en lugar de cinemáticos, aborda el cuerpo humano en términos de equilibrio y estabilidad, por lo que las diferencias entre caídas reales y simuladas se vuelven irrelevantes, ya que todas las caídas son el resultado directo de un fallo en el esfuerzo continuo del cuerpo por mantener el equilibrio, independientemente de otras consideraciones.
A continuación, se evalúan las prestaciones de un sistema que integra la estimación de la postura humana sobre imagen ifrarroja lejana y los descriptores dinámicos, utilizando para ello el bloque de caídas de la base de datos FIR-Human.
Por último, se llega a una serie de conclusiones generales y se hacen algunas sugerencias para futuras investigaciones.
En la pasada Conferencia UCAMI 2023 – International Conference on Ubiquitous Computing and Ambient Intelligence, celebrada en México del 28 al 30 de Noviembre de 2023, se presentaron resultados del proyecto In4Labs a través del artículo «Internet of Things Remote Laboratory for MQTT remote experimentation«.
Los laboratorios remotos han madurado sustancialmente y han visto una adopción generalizada en universidades de todo el mundo. Este artículo describe el diseño e implementación de un laboratorio remoto para la Industria 4.0, específicamente para el Internet de las Cosas (IoT).
Emplea microcontroladores Raspberry Pi y ESP8266 para reforzar plataformas de aprendizaje y experimentación en línea de IoT. Dichas plataformas tienen un valor significativo en la entrega de programas educativos en línea de alta calidad centrados en IoT.
Los estudiantes tienen acceso a una interfaz web donde pueden escribir código Arduino para programar el comportamiento de cada uno de los nodos de un escenario de Internet de las Cosas. Esta configuración les permite programar remotamente tres placas NodeMCU de manera similar al uso del IDE de Arduino conectado a una placa Arduino localmente.
El sistema ofrece la capacidad de compilar y subir código, completo con notificaciones de error. Además, proporciona varias funcionalidades como la capacidad de cargar nuevo código local, guardar el código creado en la computadora personal del usuario, cargar ejemplos predefinidos, acceder a un monitor serial y disponer de la plataforma Node Red.
Esta combinación de características promete ofrecer una experiencia de aprendizaje remoto interactiva y completa para los estudiantes que interactúan con tecnologías IoT.
Recientemente, investigadores del grupo I4Labs han publicado un artículo en la revista Sensors, titulado «Exploring IoT Vulnerabilities in a Comprehensive Remote Cybersecurity Laboratory», como resultado del proyecto In4Labs.
Esta es la referencia:
Delgado, I.; Sancristobal, E.; Martin, S.; Robles-Gómez, A. Exploring IoT Vulnerabilities in a Comprehensive Remote Cybersecurity Laboratory. Sensors2023, 23, 9279. https://doi.org/10.3390/s23229279
Este es el abstract:
Con la rápida proliferación de dispositivos del Internet de las Cosas (IoT) en diversos sectores, asegurar prácticas robustas de ciberseguridad se ha vuelto primordial. La complejidad y diversidad de los ecosistemas IoT plantean desafíos de seguridad únicos que los enfoques educativos tradicionales a menudo no logran abordar de manera integral.
Los currículos actuales pueden proporcionar conocimiento teórico, pero típicamente carecen de los componentes prácticos necesarios para que los estudiantes se involucren con escenarios de ciberseguridad del mundo real. Esta brecha obstaculiza el desarrollo de profesionales de ciberseguridad competentes capaces de asegurar infraestructuras IoT complejas.
Para cerrar esta brecha educativa, se desarrolló un laboratorio en línea remoto, permitiendo a los estudiantes adquirir experiencia práctica en la identificación y mitigación de amenazas de ciberseguridad en un contexto de IoT.
Este entorno virtual permite trabajar con ecosistemas IoT reales, permitiendo a los estudiantes interactuar con dispositivos y protocolos reales (RSs485, I2C, Serial, WiFi, BLE) mientras practican diversas técnicas de seguridad:
Monitorización
Suplantación
Main in the middle
Denial of service
Cifrado de comunicaciones
El laboratorio está diseñado para ser accesible, escalable y versátil, ofreciendo una gama de módulos desde el análisis de protocolos básicos hasta la gestión avanzada de amenazas. La implementación de este laboratorio remoto demostró beneficios significativos, equipando a los estudiantes con las habilidades necesarias para enfrentar y resolver de manera efectiva los problemas de seguridad de IoT. Nuestros resultados muestran una mejora en las habilidades prácticas de ciberseguridad entre los estudiantes, destacando la eficacia del laboratorio en mejorar la educación en seguridad de IoT.
Recientemente se ha defendido el Trabajo Fin de Máster titulado «GEMELO DIGITAL HUMANO PARA LA INDUSTRIA 5.0», y dirigido por el profesor Sergio Martín, del grupo In4Labs, como parte del Master of Information and Communication Electronic System.
La creciente complejidad de los entornos laborales en la Industria 5.0 requiere un enfoque integral para garantizar la seguridad de los trabajadores. Esta tesis de maestría se centra en la aplicación de la seguridad laboral aprovechando la tecnología de gemelo digital y técnicas avanzadas de inteligencia artificial (IA). El objetivo es desarrollar un sistema integrado que permita el monitoreo y análisis en tiempo real de los aspectos físicos, mentales y emocionales de los trabajadores, mejorando así su bienestar y seguridad general.
La tesis abarca una gama de enfoques tecnológicos para lograr su objetivo. En primer lugar, se utilizará una báscula inteligente para recopilar datos precisos sobre la composición corporal, incluyendo peso, porcentaje de grasa corporal y masa muscular. Estos datos proporcionarán información valiosa sobre la salud física y los niveles de aptitud de los trabajadores, lo que permitirá tomar medidas proactivas para abordar cualquier riesgo potencial. Para abordar posibles emergencias de salud, se utilizará un reloj inteligente equipado con GPS y capacidades de monitoreo de frecuencia cardíaca.
Este dispositivo portátil permitirá el seguimiento en tiempo real de la ubicación de los trabajadores y facilitará la detección temprana de problemas relacionados con el corazón. La identificación pronta de situaciones peligrosas o emergencias médicas facilitará la intervención y respuesta rápida, mejorando la seguridad de los trabajadores. La tesis también se enfoca en el bienestar mental de los trabajores. Se administrarán pruebas de personalidad para obtener una comprensión más profunda de las características psicológicas y los niveles de estrés de los trabajadores. Los resultados de estas pruebas servirán como base para identificar factores que pueden contribuir a problemas de salud mental o impactar el desempeño y la seguridad de los trabajadores.
Al reconocer y abordar estos factores, se pueden implementar medidas para promover un entorno de trabajo más saludable. Se emplearán registros de video para capturar las expresiones faciales y los patrones de habla de los trabajadores. Técnicas de IA como el reconocimiento de voz a texto y el análisis de texto a emoción se utilizarán para extraer y analizar estados emocionales a partir de los datos recopilados. Este enfoque innovador permite identificar estrés, ansiedad u otros factores emocionales que pueden afectar el bienestar y la seguridad de los trabajadores. En consecuencia, se pueden implementar intervenciones para proporcionar apoyo oportuno y mitigar riesgos potenciales.
La tesis propone el desarrollo de un chatbot entrenado como un evaluador empático, que analiza las emociones expresadas en conversaciones escritas utilizando procesamiento de lenguaje natural y análisis de sentimiento. Al proporcionar retroalimentación y apoyo en tiempo real, el chatbot puede ayudar a los trabajadores a manejar su bienestar emocional e identificar posibles problemas que puedan impactar su seguridad. Al integrar estos enfoques tecnológicos dentro del marco de la tecnología de gemelo digital, esta tesis de maestría tiene como objetivo revolucionar la seguridad de los trabajadores en la Industria 5.0.
El monitoreo holístico y el análisis de IA de los aspectos físicos, mentales y emocionales de los trabajadores permitirá intervenciones proactivas y facilitará la creación de entornos de trabajo más seguros. Los resultados de esta investigación tienen el potencial de mejorar significativamente el bienestar y la seguridad de los trabajadores, estableciendo nuevos estándares para la Industria 5.0.
Recientemente la Comisión Europea ha concedido el proyecto Erasmus+ «SUTEE project (Showcasing Urban Trees for Environmental Education with IoT Technology«, coordinado en la UNED por Sergio Martín, y como coordinador principal a Bernardo Tabuenca de la Universidad Politécnica de Madrid, ambos miembros también del proyecto eMadrid. Este proyecto está englobado en la acción KA220-SCH – Cooperation partnerships in school education.
El proyecto SUTEE se dedica a contribuir a la lucha contra el cambio climático, con un enfoque especial en los entornos naturales (árboles, espacios verdes, riberas de ríos) en regiones afectadas por la creciente urbanización, es decir, grandes áreas metropolitanas. Conecta cinco grandes ciudades europeas en sus esfuerzos por abordar las islas de calor urbanas, la contaminación del aire/ruido, los déficits de humedad del suelo, etc., con una serie de medidas educativas para aumentar la conciencia ambiental en la joven población urbana.
El proyecto utilizará y desarrollará tecnologías modernas como sensores IoT, datos abiertos vinculados y aplicaciones para smartphones para facilitar la exploración pedagógica de información y conjuntos de datos altamente complejos sobre entornos urbanos y microclimas por parte de estudiantes y sus profesores.
Con este enfoque, el proyecto avanzará las competencias de los educadores en dos dominios muy importantes: el aprendizaje basado en datos/digitalización y la educación ambiental. Para alcanzar a los beneficiarios previstos de las generaciones del siglo 21, nos dirigiremos a sus profesores en un enfoque en cascada que se extiende desde los profesores a los padres y ciudadanos adultos involucrados en la educación ambiental urbana, ya sea a través de actividades curriculares o extracurriculares, o a través de movimientos activistas seleccionados.
Con la participación de expertos en planificación de ciudades verdes y utilizando tecnologías portátiles disponibles (IoT, datos abiertos vinculados, computación en la nube, aplicaciones para smartphones), se idearán y probarán actividades de aprendizaje estimulantes e innovadoras sobre el entorno urbano en un enfoque de ciencia ciudadana basada en la indagación. Una colección general de documentos de desarrollo urbano, estrategias de la UE, marcos de competencia (DigComp, GreenComp) e iniciativas individuales proporcionará una visión general de los sistemas más completa de lo que actualmente está disponible para la población urbana común.
Las disposiciones educativas generadas por el proyecto SUTEE conducirán a microcredenciales para el desarrollo profesional continuo (CPD) de profesores en servicio y otras personas. Además, se generarán una aplicación para smartphones y una colección de actividades de aprendizaje innovadoras y estimulantes para compartir entre una comunidad educativa internacional más amplia.
El proyecto tratará las plantas y espacios urbanos al aire libre como objetos de aprendizaje vivos para mejorar la comprensión y apreciación de la flora y fauna urbanas en relación con la protección del clima, la biodiversidad y el medio ambiente. Además de una serie de actividades de capacitación para profesores y conferenciantes, se producirá una plataforma para compartir actividades de aprendizaje recién desarrolladas y probadas, basadas en modelos pedagógicos sólidos para mejorar las competencias digitales y verdes de los futuros ciudadanos europeos.
Todos los resultados estarán abiertos y disponibles gratuitamente. Las plantillas, la tecnología y las prácticas de enseñanza se promocionarán y, por lo tanto, se podrán transferir a otras grandes ciudades europeas con circunstancias ambientales y necesidades educativas similares.
Recientemente se ha defendido el Trabajo Fin de Grado titulado «DESARROLLO DE UN COMPROBADOR DEL PANEL DE CONDUCCIÓN DE LAS UNIDADES DE TREN 4300 DE METROVALENCIA», y dirigido por el profesor Sergio Martín, del grupo In4Labs, como parte del Grado en Ingeniería Electrónica y Automática.
En la realización de los trabajos de mantenimiento y reparación de los paneles de conducción de las UT 4300 de Metrovalencia no se tiene una herramienta para su comprobación.
De esa necesidad surge la idea de este PFG y este nos lleva a la realización en todas sus etapas de un comprobador de dicho panel cuyo objetivo sea la comprobación de todos los elementos que lo componen: llave de habilitación de cabina, selector de sentido de marcha, manipulador de T/F y codificadores.
Para su diseño se han utilizado herramientas de software de simulación, programación y diseño. Como componente principal se ha utilizado la placa Arduino Mega que utiliza el microcontrolador ATmega2560 y tiene una capacidad de 54 entradas digitales necesarias por la gran cantidad de señales digitales que posee el panel de conducción.
Como periférico de salida se ha utilizado una pantalla LCD que nos muestra mediante un menú principal las distintas opciones de pruebas de todos los componentes del panel de manera individual y conjunta y como periféricos de entrada se han usado dos pulsadores que nos permiten interactuar con el programa.
Se ha realizado el montaje de un prototipo y se han realizado pruebas de este en los talleres. Con este nuevo equipamiento se ha mejorado sustancialmente los trabajos de comprobación y reparación ahorrando en tiempo de trabajo y aumentando la fiabilidad.
Recientemente se ha defendido el Trabajo Fin de Máster titulado «CYBERSECURITY SECURE BOOT FOR IOT DEVICES», y dirigido por los profesores Gabriel Díaz y Sergio Martín, del grupo In4Labs.
Debido al creciente despliegue global de dispositivos IoT, las consideraciones de seguridad deben aumentar en consecuencia. Parte de estos dispositivos IoT están siendo desarrollados directamente por los usuarios en plataformas estándar como Arduino. Una característica básica de seguridad que estos sistemas embebidos deben implementar es la funcionalidad de arranque seguro.
El arranque seguro es una característica de seguridad que garantiza que solo se permita la ejecución de software confiable, como sistemas operativos y software de arranque, durante el proceso de arranque. Cuando se habilita el arranque seguro, el sistema verifica las firmas digitales de los componentes de software que se cargan durante el proceso de arranque. Esta verificación asegura que el software provenga de una fuente confiable y no haya sido alterado o modificado por entidades maliciosas.
El objetivo de este trabajo es explorar e investigar la viabilidad de esta implementación en la plataforma ampliamente utilizada de Arduino para sistemas embebidos. Se evalúan diferentes criptosistemas en términos de viabilidad para los recursos del microcontrolador y nivel de seguridad, para seleccionar el más adecuado para tales dispositivos.
Además de la implementación de la funcionalidad dentro de un firmware de gestión de arranque, se generan y proporcionan herramientas utilizadas para la validación funcional y para la composición de firmas de firmware dentro de esta tesis.
Recientemente se ha defendido el Trabajo Fin de Máster titulado «ADVANCED PROCESSING OF DATA WITH QUANTUM COMPUTING», y dirigido por los profesores Manuel Castro y Sergio Martín, del grupo In4Labs, como parte del Máster UNED en Ciberseguridad.
Este trabajo Fin de Máster pretende ofrecer un ejercicio exploratorio sobre la disciplina emergente de computación cuántica. Este trabajo cubre una revisión exhaustiva del Estado del Arte y presenta dos problemas básicos – aleatoriedad real y modelado de red Bayesiana – junto a las soluciones propuestas, a modo de prueba de conceptos, usando un marco de trabajo híbrido de computación clásica y cuántica.
Finalmente, este trabajo Fin de Máster lleva a cabo una evaluación crítica de los resultados obtenidos al ejecutar los circuitos cuánticos creados para la resolución de cada problema en un ordenador cuántico real de IBMQ e identifica una potencial línea de trabajo futura.
El contexto de los problemas descritos está asociado al procesamiento de datos avanzados con aplicación a la observación de la Tierra. El código creado de los circuitos cuánticos y clásico con la plataforma de IBMQ se han incluido como anexos.
El pasado mes de Septiembre 2023, se defendió el Trabajo Fin de Máster «Design and implementation of an IoT-based Infrared Thermal Imaging System with low-cost thermal camera for fire and human detection» correspondiente al Máster UNED en «INFORMATION AND COMMUNICATION ELECTRONIC SYSTEMS», defendido por los Profesores Sergio Martín y Francisco Mur, ambos investigadores del grupo I4Labs.
Este es el resumen del trabajo:
La imagen térmica opera bajo el principio de detectar y visualizar la radiación infrarroja emitida por los objetos. Todos los objetos emiten radiación infrarroja, la cual es invisible al ojo humano. Las cámaras de imagen térmica capturan esta radiación y la convierten en imágenes visibles. El color de cada píxel representa una temperatura diferente. Las cámaras de imagen térmica tradicionales son muy efectivas, sin embargo, su principal desventaja es su alto costo, que puede variar desde unos pocos miles de dólares hasta decenas de miles de dólares, dependiendo de sus especificaciones y características.
En este trabajo, se han revisado varias aplicaciones de la imagen térmica infrarroja así como algunas alternativas de bajo costo. Además, utilizando la cámara térmica AMG8833, se ha implementado una solución basada en IoT para recopilar datos ambientales y térmicos. Toda la información se gestiona a través de una aplicación web en línea, donde el usuario puede visualizar los datos recién adquiridos y obtener alertas si se ha detectado un humano o fuego por el dispositivo. El dispositivo IoT se configura fácilmente gracias a una aplicación móvil personalizada. También se muestra el diseño de un mecanismo movido por dos microservomotores con el objetivo de controlar la posición de la cámara térmica.
Recientemente se ha defendido el Trabajo Fin de Máster titulado «Ransomware en España: Análisis de los ataques y defensas de las infraestructuras críticas», y dirigido por los profesores Gabriel Díaz y Sergio Martín, del grupo In4Labs, como parte del Máster UNED en Ciberseguridad.
Con este trabajo se pretende realizar un estudio del ransomware en España, en concreto se plantea un análisis de los ataques y defensas de las infraestructuras críticas en los sectores energético y sanitario.
Es común que los ataques de ransomware se produzcan en todo el mundo y en diferentes organismos, incluidas las infraestructuras críticas de los sectores energéticos y sanitarios españoles, un incidente en alguna de estas infraestructuras tendrá un impacto disruptivo muy elevado, es por ello por lo que se quiere medir el grado de transparencia de la información de los ataques ransomware recibidos en estas infraestructuras.
También se quiere medir el impacto económico del ransomware en estas infraestructuras críticas en los últimos 3 años.
Así mismo, se evaluará la utilidad frente a los ataques de ransomware, los diferentes procedimientos y herramientas para mejorar la ciberseguridad en las infraestructuras críticas que se analizarán en este trabajo.
Por último, se extraerán conclusiones de todo lo anterior sobre el estado actual de la cultura y concienciación sobre la ciberseguridad en las infraestructuras críticas.
Enl pasado mes de Septiembre, investigadores del grupo I4Labs, publicaron un artículo titulado «IoT Cybersecurity Virtual Laboratory Based On MQTT» en la International Conference on Interactive Collaborative Learning 2023 (ICL 2023), celebrada en Madrid los días 26-29 de Septiembre de 2023, como resultado del proyecto In4Labs. Esta es la referencia:
Santiago R. Urbano, Gabriel Diaz and Sergio Martin, IoT Cybersecurity Virtual Laboratory Based On MQTT, ICL2023 – 26th International Conference on Interactive Collaborative Learning, pp 1061-1068, 26–29 September 2023, Hotel NH Ventas.
Este es el abstract del artículo publicado: Uno de los desafíos que enfrenta la ciberseguridad industrial es la falta de trabajadores capacitados. El protocolo MQTT se está utilizando extensamente tanto en entornos IoT como en OT para enviar mensajes entre diferentes procesos.
El objetivo de este trabajo es proporcionar las herramientas necesarias (máquinas virtuales) y el conocimiento (prácticas) para enseñar a los estudiantes progresivamente a comprender cómo funciona el protocolo MQTT, auditar la seguridad de su implementación y resolver las debilidades encontradas.
Las sesiones están pensadas desde un punto de vista ofensivo y defensivo, haciendo que los alumnos adopten una mentalidad de atacante y defensor. Además, se ha adoptado un enfoque metodológico para aumentar la dificultad de los temas relacionados con el protocolo. Para ello, se han diseñado seis prácticas con diferentes escenarios para, primero, aprender sobre el protocolo y luego mejorar progresivamente el nivel de seguridad del entorno.
Mientras que los primeros escenarios cubren el análisis del protocolo y sus funciones básicas de seguridad, en los últimos, se encuentra un escenario donde las zonas de red de IT y OT están segmentadas, pero los conductos no están implementados correctamente. Esta implementación permite movimientos laterales de IT a entornos OT. De esta manera, los estudiantes verán el peligro que representa la presencia de una vulnerabilidad explotable.
Recientemente se ha defendido el Trabajo Fin de Máster titulado «REDES LORAWAN Y SU APLICACIÓN EN LA AGRICULTURA», y dirigido por los profesores Gabriel Díaz y Sergio Martín, del grupo In4Labs, como parte del Máster Investigación en Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Control Industrial.
El mercado y uso del llamando internet de las cosa[SM1] s 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.
Recientemente, el pasado mes de Septiembre 2023, se ha defendido el Trabajo Fin de Máster «Application of a Convolutional Neural Network for a Fall Detection System», dirigido por Sergio Martín, investigador del grupo de investigación I4Labs. Este TFM pertenece al Máster UNED en «INFORMATION AND COMMUNICATION ELECTRONIC SYSTEMS».
La necesidad de desarrollar diversas soluciones que permitan disminuir los efectos de los accidentes por caídas está aumentando como consecuencia del creciente envejecimiento de la población. Es importante vigilar a las personas mayores con movilidad limitada para disminuir las consecuencias de posibles caídas.
El objetivo de este proyecto es examinar el comportamiento de las redes neuronales profundas para analizar su posible aplicación a la detección rápida y precisa de las caídas en este segmento de población. Para llevar a cabo esta tarea se necesita algún tipo de tecnología, como sensores no intrusivos que recojan continuamente datos de aceleración. Este proyecto se ha centrado en la utilización de redes neuronales profundas convolucionales que procesan datos procedentes de los sensores.
Se ha realizado un análisis previo de las propiedades y el rendimiento de estas redes y, posteriormente, se ha llevado a cabo un estudio de su aplicación al reconocimiento de movimientos de actividad humana registrados en la base datos SisFall. Este conjunto de datos contiene registros de acelerómetros y giroscopio que llevan los voluntarios cuando simulan caídas o realizan actividades de la vida diaria. Se han probado varios parámetros buscando los ajustes más precisos.
Los resultados se ofrecen siempre basados en las métricas precisión, sensibilidad y especificidad, que son aceptadas en el entorno de la investigación, como buenos indicadores de rendimiento para el reconocimiento de patrones. Por último, se ofrece una comparación para poder decidir objetivamente cuál sería la combinación más precisa de los parámetros, con el fin de obtener los mejores resultados.
Recientemente, los co-ips del grupo de investigación I4Labs han publicado un artículo en la revista IEEE Access titulado «RGB-D-Fusion: Image Conditioned Depth Diffusion of Humanoid Subjects».
Referencia: S. Kirch, V. Olyunina, J. Ondřej, R. Pagés, S. Martín and C. Pérez-Molina, «RGB-D-Fusion: Image Conditioned Depth Diffusion of Humanoid Subjects,» in IEEE Access, vol. 11, pp. 99111-99129, 2023, doi: 10.1109/ACCESS.2023.3312017.
En este artículo presentamos RGB-D-Fusion, un modelo probabilístico de difusión de denoising condicional multimodal para generar mapas de profundidad de alta resolución a partir de imágenes monoculares RGB de baja resolución de sujetos humanoides. RGB-D-Fusion primero genera un mapa de profundidad de baja resolución utilizando un modelo probabilístico de difusión de denoising condicionado por imagen y luego aumenta la resolución del mapa de profundidad utilizando un segundo modelo probabilístico de difusión de denoising condicionado por una imagen RGB-D de baja resolución.
Además, introducimos una técnica de aumento novedosa, el aumento de ruido de profundidad, para incrementar la robustez de nuestro modelo de super-resolución.
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
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.
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 toachieve their goals, contributing this way to better life conditions for the elderlycommunity. The artificial vision is one of these technologies and, within this field, it hasgained momentum over the course of the last few years with the incorporation ofdifferent neural network architectures. These architectures, although different, share acommon characteristic, they are used to extract static or kinematic descriptors fromimages and video clips that, properly processed, will determine if a fall has taken placeor if a patient’s gait fulfils the characteristics associated to frequent fallers’ ones.However, these descriptors are inferred from datasets recorded by young volunteers oractors who simulate falls, and the differences between these falls and the real ones arewell documented. This way, concerns about system performances in the wild, out oflaboratory environments, are raised.
This work aims to reframe the problem of fall detection and approach it as a stabilityassessment task. To do it, for the first time to the best of our knowledge, we proposethe introduction of human dynamic stability descriptors used in other fields. These newdescriptors are determined by using the information provided by a neural network ableto estimate the body center of mass and the feet projections onto the ground plane, aswell as the feet contact status with the ground.
The theory behind this new approach and its validity is studied in this article with verypromising results, as it is able to match or over exceed the performances of previoussystems using kinematic or static descriptors in laboratory conditions and, given theindependence of this system performances from fall dataset information, it has thepotential to behave better than systems based on other approaches in real worldenvironments.
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 electronicdevices» 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 electronicboard because of its low-cost, open hardware approach andflexibility with a huge potential for prototyping, small productruns, Internet of Things, makers or educational electronicprojects, among others. However, there is a literature gapconcerning wide analysis on different versions and types ofArduino boards, which include software, hardware andcommunication vulnerabilities analysis. This work analyzes thesoftware, hardware and communication vulnerabilities that canbe found in different versions of Arduino boards (entry level,enhanced features, Internet of Things-oriented, non-official andwith Operating System). The results of the analysis show that, inmost cases, Arduino boards present hardware and softwarelimitations and security vulnerabilities, probably due to theirlow-cost requirement design. Some examples are: an easy-to overridefirmware, lack of power protection or non-encryptedboard communications in the case of Arduino Yun. Also Arduinodoes not check bad use of memory stack, so bad memoryoperations may end up easily on memory corruption andunexpected behavior.
All these limitations and vulnerabilities may lead to security breaches on the deployed environment.Therefore, any security management policy must take theseweaknesses 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. “SecurityVulnerabilities 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.
La publicación es parte del proyecto TED2021-131535B-I00, financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033 y por la Unión Europea “NextGenerationEU”/PRTR.
Como parte de la estancia de investigación del Profesor Sergio Martín en Northumbria University, se va a impartir un seminario presencial el próximo 19 de Abril de 2023 donde se describirá la investigación llevada a cabo en el grupo de investigación I4Labs, «Industria Conectada y Tecnologías Educativas para la Ingeniería» de la UNED, poniendo especial foco en el proyecto de investigación In4Labs que está actualmente en marcha.
Los desarrollos más representativos que se comentarán son el trabajo en torno a las tecnologías educativas, principalmente a través de laboratorios remotos y MOOCs, centrando últimamente muchos esfuerzos en fomentar los impulsores de la Industria 4.0 en el aprendizaje en línea. También se discutirán otros trabajos, como la ciberseguridad de IoT, la inteligencia artificial y la salud digital.
El pasado 1 de Diciembre de 2022 dio comienzo el proyecto «In4Labs – Plataforma abierta para facilitar el desarrollo de laboratorios remotos de industria 4.0«, correspondiente a la convocatoria 2021 de «Proyectos Estratégicos Orientados a la Transición Ecológica y a la Transición Digital«.
Dirigido por los Profesores Sergio Martín y Antonio Robles, ambos pertenecientes al Grupo de Investigación I4Labs de la UNED, tendrá una duración de 2 años
Como objetivo fundamental tendrá el desarrollo de una plataforma abierta que permita el desarrollo rápido de laboratorios remotos sobre Industria 4.0, tales como Internet de las Cosas, Big Data, Robótica, Cloud Computing, Ciberseguridad, Sistemas de Percepción e Integración de Sistemas.
Así, cualquier institución podrá utilizar nuestra plataforma para desarrollar sus propios laboratorios de Industria 4.0 en menos de 2 horas.
El Consejo Social de la UNED ha concedido a los investigadores del grupo I4Labs Sergio Martín, África López y Germán Carro el Accesit al Premio a las buenas prácticas del Personal Docente e Investigador y de Administración y Servicios de la UNED, al proyecto títulado “UNEDAppify: Proyecto de creación rápida de aplicaciones móviles nativas educativas”.
El proyecto consiste en el desarrollo de un esqueleto de aplicación móvil que permite a cualquier docente UNED la creación de una aplicación móvil Android e iOS para su asignatura con un esfuerzo mínimo y sin conocimientos técnicos.
El hecho de que esté al alcance de cualquier docente sin conocimientos técnicos se debe a que dicho esqueleto ha sido desarrollado con la herramienta MIT App Inventor, que es una herramienta visual que permite la creación de aplicaciones móviles de manera sencilla solo con arrastrar bloques a un lienzo. Dicha aplicación móvil puede ser subida a los markets de apps, como Google Play Store o AppStore, ofreciéndola tanto gratuitamente como con coste, creando así también otra forma de rentabilizar los esfuerzos en la preparación de materiales docentes de calidad por parte de los profesores UNED.
Aquí os dejamos el vídeo explicatorio del proyecto:
El grupo In4Labs de la UNED participó el pasado 7 de Noviembre de 2022 en la jornada de colaboración Universidades-Airbus Collaboration#Tech que tuvo lugar en FIDAMC (Getafe).
Desde el área de tecnología de Airbus Defence and Space, como impulsores de esta iniciativa de Colaboración Tecnológica Universidad – Empresa realizada conjuntamente con el Instituto de la Ingeniería de España, se ha reunido con 32 grupos de investigación seleccionados de las Escuelas de Ingeniería de toda España, siendo I4Labs el único representante de la UNED.
La línea de investigación presentada por nuestro grupo de investigación está relacionada con la Factoría del Futuro, a través de tecnologías como el Internet de las Cosas y Drones.
El pasado 10 de Noviembre de 2022, el Profesor Sergio Martín, co-IP del grupo de investigación I4Labs de la UND, impartió la conferencia magistral de apertura «Laboratorio remoto para experimentación sobre el Internet de las Cosas» en el Primer Congreso de Ciencias Exactas e Ingenierías (ConCEI-1) organizado por la Universidad Autónoma de Yucatán, (UADY).
Esta conferencia magistral describe el diseño y desarrollo de varios laboratorios remotos para experimentar en entornos del Internet de las Cosas, todos ellos basados en Arduino y en la plataforma UNED Arduino Remote Labs. Como principales características de este laboratorio están el uso de varios nodos, cada uno con distintos componentes conectados y pudiendo actuar cualquier de ellos como maestro o esclavo en la transmisión. Además, la comunicación se podrá programar a través de varios métodos de comunicación, tales como I2C, SPI, RS-485, Serial/UART, WiFi y Bluetooth, cubriendo las necesidades de aprendizaje para entornos del Internet de las Cosas Industrial.
La Escuela de Ingenieros Industriales de la UNED ha obtenido recientemente el informe favorable por parte de la ANECA para el arranque en el curso 2023/24 del nuevo Máster en Industria Conectada. Se trata de un Máster a distancia, siguiendo con la metodología UNED, donde se profundizará en los pilares de las tecnologías habilitadoras de la Industria 4.0.
Es relevante destacar la importancia que tiene para la puesta en marcha del título el hecho de que la Industria 4.0 sea un campo con tanta proyección de futuro que permita a los Ingenieros actuales adaptarse a las nuevas necesidades del mercado laboral. En este contexto, esta propuesta permitiría, por un lado, dar continuidad a los estudios impartidos en las Escuelas de Ingenieros Industriales e Ingeniería Informática den la UNED que pueden completar su oferta formativa desde estos contenidos con un gran carácter innovador. Por otra parte, captaría estudiantes procedentes de dichas titulaciones junto con los egresados de titulaciones relacionadas con la Ingeniería de Telecomunicaciones de las universidades presenciales que, ya incorporados al mercado laboral, no pueden continuar los estudios en este modelo. Para unos y otros estudiantes, este máster permitiría completar un currículo académico especializado en Industria 4.0.
Estructura del Máster en Investigación en Industria Conectada:
Máster de 1 año de duración, compuesto de 60 ECTS, con sistema de enseñanza a distancia y con la metodología propia de la UNED, basada en la enseñanza virtual y otros medios de apoyo a distancia. Consta de:
a) Un módulo general obligatorio de formación investigadora, de 25 ECTS, compuesto por cinco asignaturas.
b) Un módulo de especialización investigadora, de carácter optativo, de 25 ECTS, compuesto por 15 asignaturas de 5 créditos, a elegir 5 de ellas
c) Un módulo dedicado al Trabajo de Fin de Máster, de 10 ECTS.
PLAN DE ESTUDIOS
Módulo 1: MÓDULO GENERAL DE FORMACIÓN INVESTIGADORA EN INDUSTRIA CONECTADA. ASIGNATURAS COMUNES OBLIGATORIAS (25 ECTS).
1. Sistemas Digitales para el Internet de las Cosas (1C) (5 ECTS)
2. Comunicaciones Industriales (1C) (5 ECTS)
3. Computación en la nube para entornos Industriales (1C) (5 ECTS)
4. Metodología de investigación en Industria Conectada (2C) (5 ECTS)
5. Comunicaciones inalámbricas y protocolos para el Internet de las Cosas (2C) (5 ECTS)
Módulo 2. MÓDULO DE ESPECIALIZACIÓN INVESTIGADORA EN INDUSTRIA CONECTADA. OPTATIVAS (Oferta 15 asignaturas): 25 ECTS
Sistemas de percepción (1C) (5 ECTS)
Procesamiento y control en tiempo real (1C) (5 ECTS)
Plataformas para procesamiento de datos masivos (1C) (5 ECTS)
Fundamentos matemáticos para la analítica de datos (1C) (5 ECTS)
Transformación digital (1C) (5 ECTS)
Tecnologías avanzadas de fabricación (1C) (5 ECTS)
Inteligencia artificial en la Ingeniería (1C) (5 ECTS)
Simulación de procesos industriales conectados (2C) (5 ECTS)
Robótica para la industria conectada (2C) (5 ECTS)
Ciberseguridad en industria conectada (2C) (5 ECTS)
Técnicas de aprendizaje profundo en la industria (2C) (5 ECTS)
Visualización y gestión de datos (2C) (5 ECTS)
Fabricación aditiva en Industria conectada (2C) (5 ECTS)
Desarrollo web y aplicaciones móviles para entornos industriales (2C) (5 ECTS)
Sistemas y componentes mecánicos para la industria conectada (2C) (5 ECTS)
Módulo 3. TRABAJO DE FIN DE MÁSTER (10 ECTS)
Más información: Sergio Martín (smartin@ieec.uned.es). Coordinador del Máster en Industria Conectada
La Agencia Estatal de Investigación recientemente nos ha notificado de la aceptación del proyecto «In4Labs – Plataforma abierta para facilitar el desarrollo de laboratorios remotos de industria 4.0» solicitado en la convocatoria 2021 de «Proyectos Estratégicos Orientados a la Transición Ecológica y a la Transición Digital«.
Dirigido por los Profesores Sergio Martín y Antonio Robles, ambos pertenecientes al Grupo de Investigación I4Labs de la UNED, tendrá una duración de 2 años y como objetivos fundamentales el desarrollo de laboratorios remotos sobre Industria 4.0, tales como Internet de las Cosas, Big Data, Robótica, Cloud Computing, Ciberseguridad, Sistemas de Percepción e Integración de Sistemas.
Este proyecto ha sido el único de esta convocatoria concedido en la Escuela de Ingenieros Industriales de la UNED.
El pasado 14 de Octubre de 2022 se defendió satisfactoriamente el Proyecto Fin de Máster correspondiente al Máster en Investigación en Ingeniería de Software y Sistemas Informáticos de la UNED titulado «Diseño de Sistema de Internet de las cosas para la Apicultura ’, dirigido por la Prof. Elena Ruiz y el Prof. Sergio Martín.
Aquí os dejamos el resumen del trabajo por si os resulta de interés:
El proyecto se centra en el ámbito de la crianza de abejas y producción de miel. Para ello se procede a crear un prototipo que resuelva la problemática inicial de la gestión y cuidado de apiarios utilizando para ello un escenario básico elegido utilizando la tecnología disponible y se propone la utilización de otras tecnologías en casos específicos.
En un primer caso se tiene que resolver el problema de comunicación entre el apiario y el centro de calculo que gestiona e interpreta la información generada en las colmenas. La tecnología para aplicar aquí está directamente relacionada con el entorno en donde se encuentra el apiario. En el prototipo se opta por un entorno donde se aplica una red Wifi por simplificar el desarrollo y los componentes a utilizar.
Por la parte de cómputo en la zona de explotación se opta por la utilización de la placa ESP32, por la disponibilidad, facilidad de configuración y gran aceptación por la comunidad de desarrollo de Internet of Things (IoT).
En el lado de sistema informático para la recepción de la información, adaptación, procesamiento y visualización se opta por la tecnología de AWS IoT. Donde existe una gran compatibilidad con las tecnologías anteriormente seleccionadas.
Se seleccionan los sensores de peso, temperatura, humedad como indispensables para el prototipo. Dando la posibilidad de ampliar con más sensores en el futuro, simplemente conectándolos al sistema de adquisición en el apiario.
La principal mejora que se pretende en la introducción de las tecnologías avanzadas, escalables de AWS, utilizando la placa de cómputo ESP32, la cual está soportada por los distintos sistemas de Amazon, y siendo esta placa muy popular con una gran comunidad que la soporta. Se consigue un producto final, robusto, altamente tecnológico, comedido en el costo y mantenimiento del mismo. En comparación con los distintos proyectos de investigación o productos estudiados que utilizan sistemas propios, componentes en ocasiones sobredimensionados y un software costoso de escalar.
El pasado 13 de Octubre de 2022 se defendió satisfactoriamente el Proyecto Fin de Máster correspondiente al Máster en Ingeniería Industrial de la UNED titulado «Modelado y control de cama caliente para impresora 3D’, dirigido por el Prof. Santiago Monteso.
Aquí os dejamos el resumen del trabajo por si os resulta de interés:
Este trabajo nace de la necesidad de ampliar información sobre un campo bastante interesante y novedoso, en donde la información al respecto de los controles de una impresora 3D no son de accesibles al público general y solo se limitan a su documentación e investigación entre fabricantes.
Por lo que este trabajo busca introducir algo de información al respecto a la vez que desarrolla un modelo de control independiente pero igualmente válido con el fin de aumentar y fomentar el desarrollo de investigaciones y modelos alternativos en este tipo de campos tan novedosos.
El objeto de este proyecto consiste en analizar y desarrollar un sistema de control que permita controlar un componente de una impresora 3D, por medio la realización de experimentos para así determinar su comportamiento.
El alcance de este proyecto es llevar a cabo un análisis del comportamiento de una superficie de impresión de una impresora 3D con el fin de desarrollar un control preciso, sin entrar en el control de otros elementos de la impresora 3D, y por medio del empleo de placas controladoras de código abierto.
El pasado 3 de Octubre de 2022 se defendió satisfactoriamente el Trabajo Fin de Máster correspondiente al Master of Information and Communication Electronic System de la UNED titulado «STATE OF THE ART AND APPLICATIONS BASED ON LoRa®, LoRaWAN® and AIoT ’, dirigido por Sergio Martín.
Aquí os dejamos el resumen del trabajo por si os resulta de interés:
The initial exposition of this thesis on the history of communication seeking to reach increasingly distant transmissions, is fundamental to reach the conclusion that, even today, the transmission of signals along the increasingly saturated electromagnetic spectrum, maintains the essence of symbols and rhythms of the past, even basing itself on the study of theoretically more primitive but really sophisticated forms of communication and orientation, such as those of birds, dolphins or bats. Such is the case of LoRa’s Chirp Spread Spectrum modulation, whose success, even though LoRa is a Semtech patent, lies in having licensed it to multiple companies, hence its benefits, so that it is the physical layer below LoRaWAN, whose architecture supported by the LoRa Alliance, has made it become the dominant LPWAN technology on the market and with greater future foresight than those cited here within the long range and low power.
Another aspect to highlight, and which is also reflected in this thesis in a practical way, is LoRaWAN’s ability to provide real solutions to a wide range of applications at a very low cost, so that anyone can incorporate their own devices with different microprocessors, LoRa® modules and sensors to your own private network, or simply connect them through a gateway that is within communication range – or incorporate one that does – to a constantly growing public network such as The Things Network, always respecting the regional parameters of ISM frequency bands, power, duty cycle, fair access policy and the country’s own regulations.
To demonstrate it, we will acquire different LoRa®/LoRaWAN® modules to analyze the spectrum and visualize a LoRa PHY frame using a RTL-SDR.
Then, we will try to establish communication in the LoRa physical layer through two nodes in cyclic transmission-reception.
And thanks to LoRaWAN we will integrate one of them in TTN to do GPS mapping in TTNMapper.
Finally we will build a gateway to extend the range of the TTN community.
El pasado 3 de Octubre de 2022 se defendió satisfactoriamente el Trabajo Fin de Máster correspondiente al Master of Information and Communication Electronic System de la UNED titulado «Development of A Low Power Anti-Theft IoT System For Mobility Devices’, dirigido por Sergio Martín.
Aquí os dejamos el resumen del trabajo por si os resulta de interés:
The advancements in the communication technologies, such as wireless sensor networks (WSN), mobile networks or global positioning systems (GPS), have facilitated the development of devices capable of position tracking anything that roams earth’s surface. This allows the end user to locate a stolen device from a terminal like a smart phone or a personal computer connected to the network.
The evolution of long-range communications, along with the improvement of microcontroller features, has allowed these types of devices to increase their efficiency in power management and reduce their footprint and weight, allowing them to be embedded in very tight spaces like the handlebar of a bike or the platform of an electric scooter.
This thesis consists of the analysis of the current available technologies for wireless sensor networks, focusing on the field of the Internet of Things, and low power architectures offered by modern microcontroller manufacturers. It concludes with the development of a functional prototype of a low-power anti-theft IoT system.
En esta ocasión os queremos hacer llegar una iniciativa relacionada con el proyecto Erasmus+ I4EU, en el que participamos, a través de la cual podrás complementar gratuitamente los conocimientos que has obtenido en ese curso a través de unas Certificaciones Profesionales diseñadas usando el Sistema Europeo de Créditos para la Formación Profesional (EQVET), que homologan 5 créditos EQVET.
Se trata de los siguientes 4 cursos en inglés:
Para matricularse de alguno de estos cursos es necesario seguir las instrucciones que encontraréis en este enlace.
IMPORTANTE: Dichos cursos serán gratuitos sólo durante el mes de julio y agosto, por lo que te recomiendo que los termines (vídeos y examen online) lo antes posible y aproveches para obtener una certificación profesional gratuita.
También te informo que puedes cursar tantos como quieras dentro de ese periodo.
El pasado 12 de Julio de 2022 se defendió satisfactoriamente el PFG titulado «El Metaverso y su aplicación en la Industria’, dirigido por Clara Pérez.
Aquí os dejamos el resumen del trabajo por si os resulta de interés:
Actualmente hemos entrado en una fase de desarrollo abierto del Metaverso, que podría ser considerado como una colección de mundos virtuales 3D conectados a través de Internet y habilitado por varias tecnologías inmersivas, como son la realidad aumentada AR, la realidad virtual VR y la realidad mixta MR, que a menudo se conocen colectivamente como realidad extendida XR.
Si bien todavía no existe una definición unificada del Metaverso generalmente se entiende como el Internet de la próxima generación, e integra tecnologías como 5G, XR, Edge Computing, Blockchain y Deep Learning DL, entre otras.
Las tecnologías AR/VR/MR juegan un papel fundamental ya que aumentan o suplantan nuestra visión del mundo y son la clave del éxito del Metaverso. La realidad virtual VR hace que las personas se sumerjan por completo en el mundo virtual. La realidad aumentada AR permite que los gemelos digitales DT en el Metaverso se superpongan con objetos físicos de una manera perceptible, conectando efectivamente el Metaverso con el mundo físico. La realidad mixta MR facilita a los usuarios interactuar con objetos virtuales, creando más conexiones y relaciones de colaboración entre el mundo físico, el espacio virtual y los usuarios.
El Metaverso está evolucionando para integrar a la perfección el mundo físico y el espacio virtual, tanto a través de gemelos digitales DT como de economías digitales basadas en Blockchain (criptomonedas).
El pasado 5 de Julio de 2022 se defendió satisfactoriamente el TFM titulado «Building Automation System’, dirigido por Sergio Martín.
Aquí os dejamos el resumen del trabajo por si os resulta de interés:
Hoy en día hay cierta tendencia en construir “edificios inteligentes”, con aplicaciones automáticas como monitorear ciertos parámetros con sensores, interactuar con algunos actuadores (motores, calefacción, etc…) o teniendo cámaras de vigilancia para poder ver que ocurre en instalaciones desde casi cualquier parte del mundo con acceso a internet. En este sentido, pueden verse en internet múltiples sistemas domóticos alrededor del planeta, cuyos sistemas están basados en pequeñas tarjetas como la Raspberry Pi 4B, algunos Arduinos, o dispositivos ESP32.
Este documento constituye una aproximación a esos complejos sistemas para monitorear con sensores y cámaras, e interactuar con actuadores en edificios, usando elementos de comunicación como conexiones Ethernet, dispositivos WiFi y LoRa.
La principal manera de interactuar con el sistema, es mediante cualquier dispositivo con conexión a internet, y posibilidad de abrir páginas web. El sistema puede ser controlado desde internet accediendo a: https://www.AritzCP.es. Donde está toda la información obtenida desde las cámaras y sensores, y los botones para actuar sobre diversos actuadores. El sistema tiene además 8 tarjetas dedicadas a control de accesos. También 4 relés WiFi de un canal y una tarjeta WiFi con 8 relés. En adición hay 4 sensores WiFi y 2 LoRa meteorológicos para controlar ambientes en interior y exterior. También se dispone de 7 cámaras de vigilancia, 3 Ethernet, y 4 WiFi.
En el pasado congreso internacional TAEE 2022, celebrado en Teruel, hemos publicado el artículo «Development of a remote laboratory to control the FPGA iceZUM Alhambra to perform practices at UNED».
Os dejamos aquí el abstract:
In this work, a Remote Laboratory is implemented with the FPGA IceZUM Alhambra. Applications and components are currently being developed, so all the advances made are new contributions. The remote laboratory allows to manipulate the IceZUM Alhambra FPGA. Industrial engineering students can learn how to set it up from home. Being able to carry out practices remotely is of great importance in Distance Education since the student and the educational center do not usually coincide in space. For the remote control of the FPGA a web page has been implemented. The user can handle different peripherals controlled by the FPGA. Teaching material has been developed for the use of the remote laboratory. Finally, a report of practices with increasing order of difficulty has been proposed to be carried out in a remote laboratory.
Aquí os dejamos la referencia: M. Hernáiz-Pérez and S. Martín, «Development of remote laboratory of the FPGA iceZUM Alhambra,» 2022 Congreso de Tecnología, Aprendizaje y Enseñanza de la Electrónica (XV Technologies Applied to Electronics Teaching Conference), 2022, pp. 1-5, doi: 10.1109/TAEE54169.2022.9840628.
Recientemente nos han aceptado el artículo «Security management on Arduino-based electronic devices» en la revista IEEE Consumer Electronics Magazine, indexada en JCR Science con un factor de impacto de 4.135.
En este artículo, los profesores Sergio Martín, Gabriel Díaz y Manuel Castro junto con un alumno de Máster, hacemos un exhaustivo análisis de seguridad distintos tipos de placas Arduino, para ello realizamos un estudio desde el punto de vista tanto hardware, firmware como de comunicaciones. Las conclusiones de este estudio
Os dejamos el resumen del mismo por si os resulta de interés:
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.
Y aquí tenéis la referencia para que la incluyáis en vuestros estudios:
J. Sainz-Raso, S. Martin, G. Diaz and M. Castro, «Security management on Arduino-based electronic devices,» in IEEE Consumer Electronics Magazine, 2022, doi: 10.1109/MCE.2022.3184118.
Los investigadores UNED del grupo de investigación I4Labs Rafael Pastor y Sergio Martín participarán como ponentes en el próximo seminario organizado por la Red eMadrid el 25 de Febrero de 2022.
Johann Marquez-Barja. IMEC & University of Antwerp
Sergio Martín. UNED
Rafael Pastor. UNED
Fecha y registro
Viernes, 25 de febrero 2022.
La entrada a este seminario es gratuita pero exigeregistro previo
IMPORTANTE: Aquellos participantes que quieran recibir un justificante que acredite su asistencia, deberán rellenar esteformulario y seguir las instrucciones que se indican. El no cumplimiento de los requisitos imposibilitará la emisión de dicho documento.
El seminario dará comienzo a las 11:00 horas(CET, UTC +1) a través de Blackboard Collaborate
El profesor de la UNED e integrante del grupo de investigación I4Labs, Sergio Martín, junto con el Director del CA de A Coruña y tutor UNED Germán Carro, y los alumnos de TFM Sergio Roldán, Luis Beltrán y Atilano Fernández-Pacheco, han sido premiados el pasado 21 de Diciembre con el Premio del Consejo Social de la UNED a las Buenas Prácticas PDI/PAS 2021 por el proyecto Click and Learn.
Os dejamos a continuación un extracto de la entrevista realizada por el Departamento de Comunicación de la UNED al equipo desarrollador:
Cuenta Sergio Martín que después de ocho años trabajando en este proyecto el reconocimiento del Consejo Social de la UNED supone un gran aliento, “nuevos ánimos para seguir trabajando en el sistema y mejorarlo”.
“Click&Learn es un sistema que permite crear laboratorios remotos con un click, conectando la placa electrónica (basada en Arduino) con el equipamiento que se desee, y que esté siendo utilizado por el docente en sus prácticas presenciales, al USB de nuestro servidor de bajo coste. De la complejidad del software y de las comunicaciones se encarga nuestra plataforma UNED Arduino Remote Labs, solo es necesario indicar la URL de la cámara web que se va a usar”, explica Sergio.
Para los estudiantes de la UNED que utilizan los laboratorios remotos creados con la plataforma, este sistema les permite realizar prácticas de programación de dispositivos Arduinos reales desde su casa. “Con esto evitamos desplazamientos a la sede central para realizar dichas prácticas, la adquisición de equipamiento innecesario, y que su aprendizaje sea incompleto al estudiar únicamente con simulaciones”, señala.
En un futuro, el equipo quiere seguir desarrollando nuevos experimentos y añadir un módulo de analíticas de aprendizaje para conocer mejor cómo es el desempeño de los estudiantes en sus prácticas de laboratorio.
A Sergio Roldán Gómez le ha hecho “mucha ilusión” el reconocimiento de la UNED. “Para mí significa un gran honor que el Consejo Social haya decidido premiar todo el trabajo y esfuerzo que hemos invertido en un proyecto tan bonito, del que pueden beneficiarse profesores y alumnos, pues es una gran herramienta para el aprendizaje en línea, como complemento práctico a la enseñanza tradicional”, explica.
“El proyecto Click&Learn presenta la plataforma Arduino Remote Labs, un laboratorio Arduino real y completamente virtualizado que está enfocado a la enseñanza práctica de la electrónica, y en concreto al aprendizaje de microcontroladores”. Dicha plataforma facilita la integración de diversos experimentos en un entorno web, que son dirigidos mediante las instrucciones de un microcontrolador Arduino. “Por ejemplo, para encender un led, leer la temperatura ambiente o mover el brazo de una grúa. Los estudiantes pueden utilizar este laboratorio de manera remota y visualizar el resultado de sus experimentos en tiempo real a través de internet mediante una webcam, poniendo así en práctica su conocimiento teórico en la materia, o para aprender de manera interactiva”, indica Sergio.
En algunas materias la actividad práctica es fundamental, pero cuando se aprende a distancia no es tan sencillo de aplicar esta máxima del aprendizaje. Aquí es donde cobra todo el sentido Click&Learn. “La plataforma de Arduino Remote Labs es una gran herramienta para profesores y alumnos ya que conseguimos que todo el conocimiento práctico que refuerza la teoría impartida pueda ser adquirido de manera remota, en un entorno escalable e intuitivo. Por otro lado, con situaciones como las que hemos vivido recientemente debido a la pandemia causada por el coronavirus, este tipo de laboratorios se hace indispensable ya que permite el aprendizaje sin necesidad de salir de casa”, expone el premiado.
Gracias a este sistema, durante la pandemia los alumnos han podido seguir adquiriendo el refuerzo práctico sobre las materias impartidas sin necesidad de salir de casa. “Por otro lado, el profesorado no necesita invertir tiempo en adquirir todos los conocimientos que se necesitan para la creación de un simulador virtual, ya que este entorno permite añadir de manera sencilla nuevos experimentos, y a su vez los alumnos con menos recursos pueden hacer uso de este entorno virtual sin tener que invertir dinero en adquirir todos los componentes electrónicos que necesitarían si tuviesen que replicarlo en sus casas”.
Luis Beltrán recuerda que durante su colaboración en este proyecto una de sus principales motivaciones era “la sensación de estar trabajando en algo realmente útil y de valor para otras personas”. “Es una alegría ver como aquella intuición está ahora respaldada por este reconocimiento de la UNED”, dice.
Construir una plataforma de aprendizaje online a través de la cual los estudiantes de la UNED pudieran interactuar con dispositivos electrónicos reales a través de internet, le pareció a Luis un proyecto interesante. “Eliminaba la necesidad de que los estudiantes tuvieran que invertir en dispositivos propios, y permitía el acceso en cualquier momento y desde cualquier lugar con una conexión a internet. Además, facilita la experimentación con dispositivos reales, lo cual es siempre valioso para la formación, y particularmente para la educación a distancia como es el caso de la UNED”.
“El sistema facilita el acceso a herramientas de aprendizaje en tecnologías de la información con enfoques innovadores, que normalmente estarían limitadas por los recursos disponibles para los estudiantes, su ubicación y los horarios”. En el futuro -cree Luis- la plataforma podría expandirse con mayor cantidad de dispositivos y ejercicios para los alumnos.
Atilano Fernández-Pacheco está “muy contento”. “Pocas veces se reconoce el trabajo realizado con un premio y el reconocimiento es muy importante para animarte a realizar este tipo de proyectos”, confiesa.
“Democratizar los laboratorios es el objetivo de este proyecto. Hacerlos accesibles a cualquier persona o estudiante que disponga de un ordenador o una tablet y una conexión a internet. Permite que desde todos los lugares de España se pueda acceder a tecnología puntera”.
Esta práctica impacta, según Atilano, a más de 17 principios de sostenibilidad de la ONU (ODS). “El principio 4 de Educación de Calidad, el 5 de Igualdad de género (porque facilita a las mujeres el acceso a STEM), el 9 de Industria Innovadora, el 12 de Producción y Consumo Responsable (reduce la generación de laboratorios con poco uso). “Los planes para el futuro incluyen avanzar mejorando la securización del laboratorio y el almacenamiento de datos para poder explotar información con herramientas de Big Data”.
Atilano opina que el impacto de Click&Learn para los estudiantes es muy importante: “La UNED muchas veces puede ser criticada por la falta de aplicabilidad de la teoría y este proyecto rompe totalmente con este paradigma”.
Para Germán Carro, este reconocimiento representa “la cristalización de la recompensa por el esfuerzo realizado durante varios años. Este premio, así como otros recibidos por nuestra labor, nos impulsan a seguir trabajando en esta línea”.
“Desde hace más de una década uno de los esfuerzos principales del Departamento en que colaboro, ha sido diseñar, desarrollar y facilitar el acceso a laboratorios online con interacción real y virtual, para los alumnos de ingeniería. Este proyecto es solo uno de los desarrollos realizados siguiendo esa línea de trabajo”, explica.
German señala que desde la UNED el objetivo era “dar el servicio más cercano al alumno”. “Y para ello nada mejor que utilizar las tecnologías remotas. Durante el pasado año de pandemia y confinamiento este punto ha sido fundamental. En un entorno que se vio virtualizado de un día para otro, nosotros ya teníamos desde el primer momento herramientas desarrolladas y testadas para ser usadas de inmediato”.
“La UNED se ha caracterizado durante sus casi 50 años de existencia, por llevar la universidad allí donde otros no son capaces de llegar. En el caso de los grados técnicos existen ciertas dificultades para cumplir ese objetivo. Con proyectos como el nuestro demostramos que también desde la ingeniería podemos acercar al alumno las herramientas físicas que podría encontrar en cualquier universidad presencial. Pero para ello debemos seguir conservando nuestra capacidad de adaptación, flexibilidad y ejecución. El carácter UNED que aglutina la colaboración, el trabajo distribuido y el servicio al alumno, se adapta a los cambiantes momentos que vivimos actualmente a través del aprovechamiento de las nuevas tecnologías”, explica.
En opinión de Germán, acercar aún la posibilidad de estudiar un grado universitario técnico a todas las personas es de por sí una defensa clara del derecho a la educación, la formación y la cualificación. “Pero además no debemos olvidar la posibilidad del alumno de proponer mejoras a los procesos y colaborar, con mentalidad crítica con su evolución para modificar y adaptar su entorno y la sociedad en que se desenvuelve”.
El pasado 4 de Octubre de 2021, se ha defendido el Trabajo Fin de Máster titulado «Design of a WSN for Following and Controlling the Daily Habits of Endangered Species in a Specific Re-Introductory Area«, dirigido por el Prof. Manuel Castro, y enmarcado en el Electronics for Information and Communication Technologies Master de la UNED.
A continuación os dejamos el resumen del trabajo:
La evolución de la sociedad humana y el crecimiento de su población ligados al desarrollo de nuevas tecnologías desde la revolución industrial han provocado una reducción sustancial del número de animales debido a la reducción de los hábitats en detrimento de la industria. Las actividades de sobreexplotación y caza y otros factores como el cambio climático son responsables de la reducción e incluso extinción de diferentes especies. Sin embargo, desde mediados del siglo XX se ha provocado un cambio en la tendencia de la sociedad y la acción de los gobiernos para revertir esta situación.
De esta forma una serie de medidas para regular y proteger a las especies en peligro y concienciar a la población para reducir las tendencias de decrecimiento. Entre esas medidas se encuentran los programas de cría en cautividad y liberación para especies en peligro de extinción. En estas medidas los programas cuentan con varias fases, siendo la fase de monitoreo por liberación una de las más cruciales para determinar el éxito o fracaso del programa.
En esta fase, se sigue el comportamiento y la actividad del animal para determinar su readaptación al medio salvaje y su comportamiento en sociedad y para asegurar su estado de salud. Para esta fase se usan técnicas directas e indirectas entre las que destacan medidas de foto-trampeo, posicionamiento por radio y seguimiento visual y seguimientos mediante rastro o avistamientos de los habitantes de la zona. La información recopilada es un factor clave para determinar las causas del éxito o fracaso. Por esta razón, un método basado en el uso de redes de sensores inalámbricas, un tipo de sistemas que consiste en desplegar una serie de dispositivos de telecomunicaciones con la capacidad de medir variables determinadas y comunicarse entre ellos, se ha diseñado en este proyecto con el objetivo de proveer un método de monitoreo directo con una interacción mínima sobre el animal.
Una red compuesta por diferentes tipos de nodos y desplegada a lo largo del hábitat del animal en cuestión que permite tomar medidas de temperatura, posicionamiento y ritmo cardiaco del animal para poder determinar sus movimientos diarios y su actividad y poder actuar en caso de que exista algún problema que requiera la intervención del equipo de veterinarios por riesgo en la salud del animal.
Un diseño basado en el consumo mínimo de energía y la reducción del tráfico en la red que consta de cuatro tipos diferentes de nodos: un nodo sensor ubicado en un collar portátil que llevará el animal, nodos repetidores ubicados en lugares fijos cuya función es retransmitir la información medida y dos tipos de nodos base que enviarían la información a otros equipos fuera de la red.
Un nodo fuente fijo que mediante tecnologías de GPRS/GSM enviaría a un servidor remoto y un nodo móvil que permitiría transmitirla en directo a través de un puerto USB. De esta forma, el monitoreo de una especie en concreto, el lince ibérico, se podría realizar sin intervención con la propia especie y en un tiempo real.
El pasado 4 de Octubre de 2021, se ha defendido el Trabajo Fin de Máster titulado «Design of didactic practices to analyze the cybersecurity state of art of MQTT protocol«, dirigido por el Prof. Sergio Martín, y enmarcado en el Electronics for Information and Communication Technologies Master de la UNED.
A continuación os dejamos el resumen del trabajo:
Este trabajo explora el protocolo MQTT teniendo en cuenta, en primer lugar, la familia de protocolos a la que pertenece, su historia y una descripción técnica del protocolo. Además, incluye una descripción profunda de los paquetes que se envían. Finalmente, se cubre la seguridad del protocolo.
MQTT se ha convertido en un protocolo usado ampliamente en entornos IT e IoT para dar las capacidades de mensajería entre procesos. Es muy sencillo de implantar y muy ligero, lo que le hace adecuado con casi cualquier proceso industrial. Durante su evolución, se han ido añadiendo capacidades de seguridad para proporcionar integridad y confidencialidad de datos.
Basado en esta descripción se han desarrollado seis prácticas de laboratorio para cubrir los problemas de seguridad que se han encontrado durante la investigación. Éstas ayudarán a los estudiantes a entender por completo como funciona y se comporta el protocolo.
Las practicas cubren:
Entender cómo se transmiten los paquetes y qué pinta tienen
Cómo identificar y esconder brokers en la red.
Cómo usar las capacidades básicas de seguridad (usuario y password y ACL)
Cómo añadir cifrado
Mostrar los efectos del envenenamiento y la manipulación de los paquetes
Mostrar la importancia de tener un entorno seguro para evitar que los actores maliciosos interfieran las comunicaciones.
MQTT puede ser utilizado en muchas aplicaciones diferentes. La recomendación que sale de este trabajo es usar autenticación fuerte basada en certificados, de manera que se asegure que quien está interactuando con el broker es quien esperamos que lo haga.
El pasado 4 de Octubre de 2021, se ha defendido el Trabajo Fin de Máster titulado «Implementation of Wireless Sensor Networks within 5G: Current and Future Standardization and Technical Implications of massive Machine-Type Communications Use Cases«, dirigido por el Prof. Manuel Castro, y enmarcado en el Electronics for Information and Communication Technologies Master de la UNED.
A continuación os dejamos el resumen del trabajo:
La tecnología 5G ha sido posicionado como una transformación revolucionaria para la industria. La adopción de las comunicaciones móviles para las comunicaciones masivas de máquinas en la industria ha sido lenta, debido principalmente a la falta de funcionalidades que existen ya en tecnologías de redes de sensores. Para asegurar el éxito de 5G en casos de uso de industrial, es necesario cambiar la forma en la que se piensa sobre las redes móviles, adoptar ciclos de vida más largos, ofrecer mayor flexibilidad y adaptabilidad, e incluir una serie de funciones que no solo deben igualar, sino mejorar frente a las que existen ya en protocolos de comunicaciones existentes.
La estandarización de 5G todavía no se ha completado – la versión 15 está enfocada principalmente en los casos de uso de ancho de banda móvil, mientras que la versión 16 ofrece algunas mejoras sobre funcionalidades del internet de las cosas en 4G. La versión 17 promete mejoras adicionales para traer las funcionalidades más importantes del internet de las cosas a 5G.
Ayer 4 de Octubre se defendió el Trabajo Fin de Máster titulado « DESIGN AND DEVELOPMENT OF AN AIR QUALITY MONITORING PLATFORM IN A LORAWAN NETWORK «, dirigido por el Prof. Sergio Martín, y enmarcado en el Electronics for Information and Communication Technologies Master de la UNED. Aquí os dejamos su resumen:
El interés por los sensores de bajo coste para la detección de contaminantes en entornos interiores y exteriores se ha incrementado durante los últimos años, debido al mayor interés por los efectos adversos que estos contaminantes producen en la salud de las personas y del medio ambiente. Hemos diseñado y desarrollado una plataforma para monitorizar la calidad del aire usando una Red de Sensores Inalámbrica. Un microcontrolador recoge las muestras obtenidas por tres sensores de metal-óxido semiconductor, un sensor de partículas, un sensor de CO2, un sensor de luz ambiente y un sensor de temperatura/humedad, y los transmite de forma inalámbrica a una red LoRaWAN implementada con los servicios proporcionados por The Things Network.
En este trabajo se describen las tecnologías empleadas y presentamos el proceso de diseño del dispositivo desarrollado.
Hoy 4 de Octubre se ha defendido el Trabajo Fin de Máster titulado «Concepts and Methodologies for Zone-based Automotive Electric/Electronic Arquitectures«, dirigido por el Prof. Sergio Martín, y enmarcado en el Electronics for Information and Communication Technologies Master de la UNED. Aquí os dejamos su resumen:
La complejidad de las arquitecturas Eléctricas/Electrónicas en el sector de la automoción, ha aumentado drásticamente en los últimos 20 años. Comenzando con menos de 10 ECUs por sus siglas en inglés o unidades de control electrónico, por ejemplo, para la gestión del motor o el control electrónico de estabilidad, la demanda en constante aumento de sistemas de seguridad, confort e información y entretenimiento ha llevado a las arquitecturas E/E actuales con más de 150 ECU. La cantidad de componentes, ECU, sensores, actuadores tiene un impacto directo en la complejidad del arnés de cableado, ya que están altamente interconectados con diferentes tecnologías de comunicación, LIN, CAN, Ethernet … Además, todos los periféricos, es decir, sensores y actuadores, de una ECU determinada normalmente están conectados directamente a ese nodo. El arnés de cableado resultante es muy complejo, tiene una estructura monolítica y puede tener un peso de hasta 60 kg para vehículos de lujo. Por lo tanto, no se puede fabricar automáticamente, sino que se debe construir a mano. Sin embargo, para otras arquitecturas de vehículos, un proceso de trabajo manual ya no será factible debido al aumento de los costos de mano de obra y la seguridad del proceso.
Monolithic Wiring Harness. (J. Klaus-Wagenbrenner, “Zonal EE Architecture: Towards a Fully Automotive Ethernet–Based Vehicle Infrastructure,” p. 20, 2019.)
Una solución a este problema sería pasar de un enfoque funcional a un enfoque geométrico. Los componentes correspondientes a un nodo ya no se conectarían directamente a su nodo de control, sino que se conectarían a un “hub”. A continuación, sus datos se canalizarían a través de este “hub” hasta el nodo de control correspondiente.
Este enfoque, se conoce como “zonalización” o arquitectura eléctrica / electrónica zonal.
Este TFM analiza y describe diferentes metodologías y enfoques para migrar arquitecturas de comunicaciones e interconexión actuales en automoción a una arquitectura zonal. Comenzando con una división geométrica física del mazo de cables dentro del vehículo y pasando a una división lógica y funcional del sistema.
La división física reduce directamente la complejidad del cableado, permitiendo así la automatización de su producción. Por otro lado, una división lógica y funcional requiere un estudio adicional que incluye la adición de un controlador para cada zona que servirá como centro de conexión o proxy de la zona geométrica. El controlador de zona es clave para la “zonalización”., sin embargo, tiene un impacto negativo en la latencia de los sistemas. Este controlador sirve como puerta de enlace entre los buses heredados (CAN, LIN, FlexRay…) y la comunicación basada en Ethernet añadiendo cierto tiempo a la comunicación entre el componente y su nodo central. Por esta razón, se organizará una clasificación de los diferentes mensajes basados en señales antes de que se canalicen en una comunicación basada en IP. Esos son: el mejor esfuerzo, basado en eventos, bucle de control de ciclo de baja latencia, mensajes de audio / video y de tiempo crítico.
El pasado 16 de Julio, el Prof. Sergio Martín impartió la ponencia invitada «IoT Education through Remote Laboratories» en el IEEE 7th World Forum on Internet of Things.
Abstract: One of the most challenging issues in special education is how to facilitate Science, Engineering, Technology and Mathematics (STEM) experimental activities in technical fields. Laboratory practice is essential in STEM disciplines to help students assimilate correctly the theory concepts and can acquire the practical skills to be used in their professional career once their degree is finished. Traditionally, on-campus education provides hand-on practice sessions where students can physically conduct experimentation with technical equipment once a week. However, students with physical, psychic or sensory disability, or serious conduct disorder may find problematic to attend to a physical laboratory to conduct such practices.
One potential solution to this problem can be found in the use of virtual and remote laboratories. The use of these on-line labs in engineering education is becoming more and more important everyday because of the need of providing flexible, scalable and high quality access to acquire practical competences with real instrumentation at anytime and anyplace, not only within a classroom. This presentation will introduce some remote laboratories to facilitate IoT learning at University level. They will help students to acquire technical skills related to electronics, communications and computer science without having to attend an on-campus laboratory.
Hoy, 6 de Julio de 2021, se ha defendido el Trabajo Fin de Máster titulado «Adversarial Domain Adaptation of Synthetic 3D Data to Train a Volumetric Video Generator Model«, dirigido por el Prof. Sergio Martín, y enmarcado en el Electronics for Information and Communication Technologies Master de la UNED.
A continuación os dejamos el resumen del trabajo:
El entrenamiento de un modelo de aprendizaje automático requiere datos de entrenamiento representativos de la aplicación de destino. En algunos casos, los datos no están disponibles en la cantidad requerida o solo están disponibles datos similares de otro dominio de datos. Los datos se pueden generar sintéticamente traduciendo datos de un dominio a otro dominio. La adaptación de un dominio adversario es el proceso de traducir datos de un dominio de origen a un dominio de destino utilizando enfoques de aprendizaje contradictorio. Dado que ninguna de las muestras está disponible en ambos dominios, la adaptación del dominio adversario es un problema de aprendizaje no supervisado.
El marco CycleGAN es una red de confrontación generativa que se utiliza para tareas de traducción de datos a datos no emparejados. Se construye a partir de un generador y un discriminador para cada dominio que se entrena simultaneamente. El desafío de entrenar CycleGANs radica principalmente en la gran cantidad de hiperparámetros y la diferencia de complejidad entre el discriminador y el generador. Además, el objetivo de aprendizaje es cualitativamente más complejo para el generador que para el discriminador. Además, especialmente para redes convolucionales que traducen imágenes multicanal de alta resolución, los modelos se vuelven complejos y requieren muchos recursos para entrenar.
En este estudio, hay dos dominios diferentes de imágenes RGBD con las dimensiones 512x512x4. Las imágenes del primer dominio se generan mediante fotogrametría y las imágenes del segundo dominio se generan desde un teléfono móvil utilizando un escáner LIDAR.
El objetivo de este trabajo es traducir imágenes RGBD generadas mediante fotogrametría a imágenes que podrían ser del dominio generado por el escaneo LiDAR. Debido a la similitud de ambos dominios, el modelo necesita aprender características complejas. Además, el tamaño de las imágenes implica un modelo con muchos parámetros entrenables. Al mismo tiempo, los recursos de capacitación son limitados y solo se encuentran disponibles unas pocas muestras de capacitación.
En este trabajo se investigan diferentes arquitecturas CycleGAN basadas en arquitecturas novedosas como el discriminador basado en UNet y el discriminador One-Shot GAN. Estas arquitecturas se adaptan y optimizan cuidadosamente teniendo en cuenta las limitaciones mencionadas anteriormente.
El pasado 6 de Julio de 2021, se ha defendido el Trabajo Fin de Máster titulado «DEVELOPMENT OF AN IOT REMOTE LAB BASED ON ARDUINO», dirigido por el Prof. Sergio Martín, y enmarcado en el Electronics for Information and Communication Technologies Master de la UNED.
Esta tesis de master describe el desarrollo de un laboratorio remoto basado en Raspberry Pi y microcontroladores ESP8266 para dar soporte a entornos de prácticas y aprendizaje remoto de IoT on-line, que son muy importantes para ofrecer programas de educación en línea de calidad sobre IoT.
Este trabajo evoluciona la plataforma Arduino Lab desarrollada por UNED integrándole nuevas funcionalidades, como el monitor serie, el uso de un nuevo tipo de placa (NodeMCU), además de proponer una serie de nuevos experimentos más orientados al Internet de las Cosas, sobre todo basados en el uso del protocolo MQTT y la plataforma NodeRED.
Los estudiantes pueden acceder a través de un navegador web a un IDE basado en el lenguaje Arduino y programar tres placas nodeMCU de forma remota de una manera similar a usar el IDE de Arduino conectado a una placa Arduino localmente.
El código se puede compilar y cargar con aviso de errores y adicionalmente existen algunas funcionalidades como cargar un nuevo código localmente, guardar el código escrito en su computadora, cargar algunos ejemplos predefinidos, un monitor serie y el acceso a la plataforma Node Red.
Hoy, 6 de Julio de 2021, se ha defendido el Trabajo Fin de Máster titulado «BLE Mesh Indoor Localization System», dirigido por el Prof. Sergio Martín, y enmarcado en el Electronics for Information and Communication Technologies Master de la UNED.
A continuación os dejamos el resumen del trabajo:
Global Positioning System (GPS) es la tecnología más usada para posicionamiento en exteriores gracias a su precisión. Sin embargo, GPS no puede mantener la misma precisión en interiores, así que otras tecnologías son consideradas para interiores debido a su mayor exactitud comparadas a GPS.
Los dispositivos Bluetooth Low Energy (BLE) son usados extensamente en múltiples campos en el mundo gracias a su baja complejidad y bajo consumo de potencia. BLE mesh mejora y amplía el rango de aplicaciones con capacidades de red, que permiten la implementación de nuevos escenarios, especialmente en sistemas de posicionamiento en interiores.
Este trabajo presenta la implementación de un sistema interactivo de localización BLE mesh a través del desarrollo firmware y software en placas de evaluación.
La placa utilizada fue una Nordic Semiconductors nRF52-DK, que cuenta con una solución de chip único con suficientes capacidades para los servidores Mesh BLE, nRF52832, y un microcontrolador adicional (ATSAM3U2CA) para la interfaz Segger J-Link incorporada y la comunicación USB, entre otras capacidades, requeridas especialmente para la estación de nodo de puerta de enlace del cliente.
En dicho libro aparecen, entre otros, artículos de varios investigadores de la red eMadrid, pertenecientes a UNED y UPM.
Aquí tenéis el resumen:
This book focuses on all the technologies involved in improving the teaching and learning process of some of the sensor-based IoT topics, such as virtual sensors, simulated data acquisition, virtual and remote labs for IoT sensing, gamification experiences and innovative teaching materials, among others. In particular, the articles inside the book show excellent works about hot topics, such as:
Remote labs for IoT teaching, including the full development cycle. – Practical guides for IoT cybersecurity.
Innovative multimodal learning analytics architecture that builds on software-defined networks and network function virtualization principles.
Problem-based learning experiences using designed complex sensor-based IoT ecosystems with sensors, actuators, microcontrollers, plants, soils and irrigation systems.
Block-based programming extensions to facilitate the creation of mobile apps for smart learning experiences.
The articles published in this book present only some of the most important topics about sensor-based IoT learning and teaching. However, the selected papers offer significant studies and promising environments.
El pasado 17 de Marzo de 2021 se defendió el Trabajo Fin de Máster «DESIGN AND DEVELOPMENT OF AN ARDUINO IoT EXPERIMENT INTEGRATED INTO AN E-LEARNING REMOTE LABORATORY» dirigido por el Prof. Sergio Martín, como requisito último del Máster en Ingeniería Industrial de la UNED.
Este proyecto fin de máster describe el diseño y desarrollo de un experimento sobre el Internet de las Cosas (IoT) basado en Arduino, así como su integración en una plataforma laboratorio remoto de enseñanza virtual la cual posibilita la interacción con el experimento a través de internet y la visualización de los resultados a través de una cámara web.
El experimento aquí introducido está compuesto de tres placas Arduino UNO Wifi Rev2, un sensor de humedad y temperatura, un ventilador, diodos LED y una pantalla TFT, que pueden ser programados para interactuar y llevar acabo comportamientos representativos de un sistema de refrigeración IoT. Por lo tanto, permitiendo a estudiantes testar y experimentar – a través del laboratorio remoto – con equipos reales conceptos sobre IoT relevantes para la educación en ingeniería a nivel académico.
Arduino IoT Lab – UNED
También se presenta una propuesta para un programa de ejercicios remotos a ser seguido por los alumnos como complemento al desarrollo del experimento IoT. Esto incluye la descripción de un conjunto de ejemplos programados para este propósito y la sugerencia de posibles tareas a realizar por los estudiantes empleando estos ejemplos como base.
El pasado 15 de Marzo de 2021, se defendió el Trabajo Fin de Máster titulado «Development of a device implementing RFID and 3G technologies for automated stock control«, dirigido por el Prof. Sergio Martín. Dicho TFM ha sido defendido por un alumno del Academic Master of Information and Communication Electronic System.
Con este fin, en esta tesis se describe el desarrollo de un sistema de gestión automática de stock mediante el uso de tecnología RFID. El objetivo de este sistema es controlar automáticamente, en los almacenes del cliente, el nivel de stock de cada producto proporcionado por el proveedor, de modo que sea el propio sistema de control de stock quien realice nuevos pedidos de productos una vez el nivel crítico de stock (definido por el cliente) es alcanzado. De este modo se fideliza al cliente asegurándole siempre una cantidad mínima de stock de cada producto sin necesidad alguna de interacción ni control por su parte, ya que todo el proceso es llevado a cabo por el sistema y gestionado por el proveedor.
Os informamos de un Call for Papers para el Special Track «ICT-enhanced Education with social impact» organizado por el Prof. Sergio Martín y Johann Marquez-Barja, dentro de la conferencia ACM International Conference on Information Technology for Social Good (GoodIT 2021), 9-11 September 2021, Rome, Italy.
Las áreas sobre las que se busca artículos es, entre otras, las siguientes: • Adaptive and personalized learning • Chatbots and Virtual assistants • Digital accreditations (badges, free and paid digital diplomas) • Digital fabrication and makerspaces • Digital Twins • Distributed remote labs (federated remote labs) • Games & Serious games to foster student’s engagement and motivation • Intelligent tutoring system • Internet of Things use in the classroom/laboratory • Learning analytics • Massive Open Online Courses • Mobile apps • Open Educational Resources and Practices • Remote labs standards and federations • Robotics in the classroom to enhance student motivation • Virtual labs • XR and immersive environments
Queremos anunciar que ya podéis encontrar en Google Play la aplicación móvil Electrónica Digital UNED, desarrollada por el Equipo Docente de la asignatura Electrónica Digital, impartida en varios Grados de la Escuela de Ing. Industriales de la UNED.
Los alumnos encontrarán video clases cortas y preguntas de autoevaluación de cada uno de los temas de la asignatura.
La app cubre los 13 temas de la asignatura, con 19 vídeos cortos de una duración total de 267 minutos. También se incluyen numerosas preguntas de autoevaluación tipo test:
Esperamos que sirva de ayuda para preparar el examen de septiembre y los próximos cursos facilitando el estudio de la asignatura en cualquier momento y lugar.
Al entrar os pedirá una palabra clave, para que sólo puedan acceder nuestros alumnos. Aquellos interesados en probarla que no seais alumnos de la asignatura, igualmente podéis contactarnos para que os digamos cuál es y tengáis acceso.
El pasado 1 de Febrero de 2021 fue publicado en la revista Sensors (JCR Q1) el artículo «Comprehensive Review of Vision-Based Fall Detection Systems», escrito por el doctorando Jesús Gutiérrez, y sus directores Sergio Martín (UNED) y Víctor Rodríguez (EduQTech).
Dicho artículo está enmarcado en la colaboración entre el departamento IEECTQAI y el grupo EduQTech, de la E.U. Politécnica (Teruel) de la Universidad de Zaragoza, que vienen desarrollando en el ámbito de la detección de caídas desde hace más de una década.
Aquí podéis ver el abstract del artículo:
Vision-based fall detection systems have experienced fast development over the last years. To determine the course of its evolution and help new researchers, the main audience of this paper, a comprehensive revision of all published articles in the main scientific databases regarding this area during the last five years has been made. After a selection process, detailed in the Materials and Methods Section, eighty-one systems were thoroughly reviewed. Their characterization and classification techniques were analyzed and categorized. Their performance data were also studied, and comparisons were made to determine which classifying methods best work in this field. The evolution of artificial vision technology, very positively influenced by the incorporation of artificial neural networks, has allowed fall characterization to become more resistant to noise resultant from illumination phenomena or occlusion. The classification has also taken advantage of these networks, and the field starts using robots to make these systems mobile. However, datasets used to train them lack real-world data, raising doubts about their performances facing real elderly falls. In addition, there is no evidence of strong connections between the elderly and the communities of researchers.
Podéis visualizar y descargar el artículo completo, al estar publicado con acceso abierto, en el siguiente enlace:
El pasado 20 de enero de 2021, el profesor Elio San Cristobal impartió el Webinar «Security, Devices and Education» dentro de la serie de webinars «IoT and new Frontiers in Education».
Este webinar ha sido organizado por los capítulos de España, Portugal y Bangalore de la IEEE Education Society, en colaboración con la IEEE Student Branch de la UNED, el IEEE HKN Nu Alpha chapter de la UNED, la sección española de IEEE, la Sociedad Portuguesa para la Educación en Ingeniería (SPEE) y la REVA University.
El Comité CTN 71/SC 41 «IoT y Tecnologías relacionadas«, organizado por la Asociación Española de Normalización (UNE), del que el profesor Sergio Martín es vocal, se reunió el pasado 18 de Enero de 2021 de forma telemática para revisar el estado del grupo y planificación de actividades en el año 2021.
Este comité se encarga de revisar las nuevas propuestas de normas y estándares internacionales en el campo de «IoT y tecnologías relacionadas» tales como por ejemplo la elaboración estándares como la serie ISO/IEC 21823 «Interoperability for IoT systems».
El pasado 19 de enero de 2021, el profesor Sergio Martín impartió el Webinar «IoT and Practical Laboratories» dentro de la serie de webinars «IoT and new Frontiers in Education».
Este webinar ha sido organizado por los capítulos de España, Portugal y Bangalore de la IEEE Education Society, en colaboración con la IEEE Student Branch de la UNED, el IEEE HKN Nu Alpha chapter de la UNED, la sección española de IEEE, la Sociedad Portuguesa para la Educación en Ingeniería (SPEE) y la REVA University.
El pasado 18 de Enero de 2021 se defendió satisfactoriamente el Proyecto Fin de Grado titulado «Sistema de Bombeo de Agua controlado por variador de frecuencia y monitorizado en ThingSpeak mediante Arduino» dirigido por el Prof. Sergio Martín.
El sistema IoT implementado representa los diferentes estados de las variables comentadas en el punto anterior en la nube, mediante la plataforma ThingSpeak. Como objetivo en esta sección será la visualización de las variables comentadas anteriormente. En la figura siguiente se representa un esquema en el cual se puede apreciar, en una sola gráfica, una visión general del Proyecto.
El pasado 18 de enero de 2021, el Catedrático Manuel Castro impartió el Webinar «Education and Remote Laboratories» dentro de la serie de webinars «IoT and new Frontiers in Education».
Este webinar ha sido organizado por los capítulos de España, Portugal y Bangalore de la IEEE Education Society, en colaboración con la IEEE Student Branch de la UNED, el IEEE HKN Nu Alpha chapter de la UNED, la sección española de IEEE, la Sociedad Portuguesa para la Educación en Ingeniería (SPEE) y la REVA University.
El pasado 18 de Enero de 2021 se publicó la Editorial «Internet of Things Learning and Teaching» correspondiente al Special Issue «Technology Advances on IoT Teaching and Learning» del mismo nombre publicado en la revista de acceso abierto Technologies.
La IEEE Education Society inaugura el año con la serie de webinars «Iot and new frontiers in education» que tendrá lugar entre el 18 y el 22 de enero. Un evento que copatrocina la red eMadrid y que está organizado por los capítulos de España, Portugal y Bangalore de la IEE Education Society, en colaboración con la IEEE Student Branch de la UNED, el IEEE HKN Nu Alpha chapter de la UNED, la sección española de IEEE, la Sociedad Portuguesa para la Educación en Ingeniería (SPEE) y la REVA University.
La presentación de las ponencias estará a cargo de Manuel Castro, Rayapur Siva Reedy y Oscar M. Bonastre. El programa del webinar es el siguiente:
18 de enero, 2021: Manuel Castro, Educación y Laboratorios Remotos.
19 de enero, 2021: Sergio Martín, IoT y Laboratorios Prácticos.
20 de enero, 2021: Elio Sancristóbal, Seguridad, Dispositivos y Educación.
21 de enero, 2021: Pedro Plaza, FPGAs y actividades educativas remotas.
22 de enero, 2021: Alejandro Macho, FPPAAs y Laboratorios Remotos.
Está previsto que los webinars se emitan online a las 4:30 pm CET. Más detalles y registro gratuito, pinchando en el enlace.
Recientemente varios investigadores del grupo, Sergio Martín y Manuel Castro, han recibido el Premio del Consejo Social de la UNED a las Buenas Prácticas del PDI/PAS por el proyecto «Vídeos interactivos de Electrónica Digital».
Dicho proyecto consistió en la realización de una serie de materiales didácticos basados en vídeos que incluían dentro laboratorios virtuales interactivos y preguntas de autoevaluación.
Se puede ver un vídeo resumen de los materiales en este enlace:
La buena práctica presentada aquí consiste en la grabación en vídeo de todos los temas de la asignatura Electrónica Digital. En total se han grabado 19 vídeos con una duración total de 267 minutos. La duración media de cada vídeo es de 14 minutos. Pueden encontrarse dichos vídeos en la siguiente URL de Canal UNED: https://canal.uned.es/series/magic/hckyjrztce80sc4c4oo4g0oc0gcwk0w Basándonos en esos vídeos hemos creado unas presentaciones Web HTML5 interactivas, en la plataforma Vish que dispone el departamento, donde se incluyen los vídeos creados por cada tema. Dicha plataforma permite generar presentaciones web on-line, mucho más avanzadas que un Powerpoint, al ser on-line y permitir incrustar todo tipo de recursos Web, como vídeos interactivos, creación de mapas interactivos, cuestionarios de distintos tipos, laboratorios virtuales, etc. Los materiales generados se basan en los 19 vídeos grabados per añadiéndoles elementos interactivos prácticos y autoevaluativos que aparecen en determinados instantes del vídeo para facilitar la comprensión de los contenidos explicados. Los elementos prácticos se realizan a través de la Laboratorios Virtuales HTML5 de distintos circuitos digitales que aparecen tras explicar los contenidos teóricos para practicar lo aprendido en el vídeo. Los elementos autoevaluativos consisten en varias preguntas que aparecen en cada vídeo para asegurar la comprensión de los contenidos. En total se han creado 13 presentaciones VISH integrando los 19 vídeos, 13 laboratorios virtuales y 40 preguntas de autoevaluación. Adicionalmente, se ha creado otra presentación Vish que incluye todos los temas juntos a modo de índice: http://vish.ieec.uned.es/excursions/36.full Estos materiales se utilizarán en la asignatura de Grado Electrónica Digital, pero adicionalmente, para poderlos testar de manera masiva y así mejorarlos progresivamente se ha impartido, en colaboración con UNED Abierta, un MOOC (inicio en Mayo y fin en Agosto 2019) titulado Electrónica Digital, con dichos contenidos.
Los materiales desarrollados son innovadores desde varios puntos de vista. Por un lado, el uso de la innovadora plataforma VISH que permite crear presentaciones on-line enriquecidas con todo tipo de recursos Web. Habitualmente esta plataforma ha sido usada a nivel de educación primaria y secundaria, no a nivel de educación superior en áreas técnicas. La segunda innovación es la inclusión de laboratorios virtuales en una presentación Vish, algo que no se había realizado antes. En tercer lugar, la inclusión de preguntas de autoevaluación como refuerzo de los vídeos y los laboratorios virtuales. Y en cuarto lugar, la utilización en paralelo de dichos materiales en una asignatura de Grado y en MOOC, maximizando así el uso de dichos materiales y permitiendo la mejora constante de los mismos.
Podéis disfrutar de dichos materiales en el siguiente enlace a nuestra plataforma Vish:
El Catedrático Manuel Castro, ha recibido un reconocimiento otorgado por Madrid Convention Bureau por su colaboración con la entidad y, en especial, por su labor durante la pandemia. Ha sido durante la Recognition Night 2020, un evento que pretende dar las gracias a todos aquellos profesionales que promueven la imagen de Madrid en el ámbito de la celebración de congresos.
MCB ha querido sumar dos nuevas categoría de premios, atendiendo a las complejas circunstancias que han marcado este año. Una, que busca destacar a 7 colaboradores y embajadores veteranos por su apoyo -entre ellos, Manuel Castro-; y otra, en el plano sectorial, que ha galardonado al sector MICE y al sanitario.
Manuel Castro es embajador del MCB desde 2014 y embajador de honor desde 2017. Dos reconocimientos que comparte, también, con otro miembro de la Red eMadrid, Edmundo Tovar.
En su decimotercera edición, el formato de la Recognition Night se ha adaptado a las nuevas circunstancias, además de cumplir con todos los protocolos sanitarios y de prevención recomendados por las autoridades. El encuentro ha puesto sobre la mesa el papel de Madrid como destino capaz de acoger eventos seguros.
El Programa de Embajadores promovido por el Área Delegada de Turismo a través de Madrid Convention Bureau tiene como objetivo ayudar a los responsables de la organización de un congreso en Madrid. Este plan de promoción de la ciudad cuenta con 13 años de trayectoria a sus espaldas y fue pionero en nuestro país.
Os queremos proponer que empecéis el año 2021 actualizando vuestros conocimientos con nuestros cursos on-line en áreas tan estratégicas como la Industria 4.0, la computación en la nube, el Internet de las cosas o el Desarrollo de aplicaciones móviles, que estamos seguros que os resultarán de gran interés para completar vuestra formación:
Todos ellos se tratan de cursos prácticos on-line basados en vídeo-clases y una planificación muy flexible impartidos desde la Fundación UNED. Esperamos que os resulten interesantes.
IMPORTANTE: La matrícula se cierra el 20 de Enero de 2020 con inicio de curso el 21 de Enero. Las plazas son limitadas.
En el pasado mes de Octubre de 2020 se defendió satisfactoriamente el Trabajo Fin de Máster titulado «DEVELOPMENT OF MODBUS GATEWAY FOR IoT PLATFORMS’, dirigido por Sergio Martín, enmarcado en el Master of Information and Communication Electronic System de la UNED.
En este trabajo se muestra la manera en que las nuevas alternativas open source se pueden combinar con la tecnología industrial tradicional, aportando a las empresas un enorme abanico de nuevas posibilidades por un coste realmente bajo.
Partiendo de la plataforma open source FIWARE,
desarrollada inicialmente para el contexto Smart City, se desarrolla el Gateway
que permita la transmisión de datos con el protocolo de comunicación industrial
Modbus, en sus variantes TCP/IP y RTU.
Para las pruebas del sistema se desarrolla un
dispositivo basado en Arduino, sobre el cual se implemente el protocolo Modbus
simulando un sistema industrial tradicional.
Todo el Software es capaz de correr en sistemas Cloud, aprovechando todas las ventajas que ello aporta, y permitiendo la fácil migración entre sistemas ya que corre sobre contenedores Docker virtualizados.
El pasado 14 de Octubre de 2020 se defendió el Trabajo Fin de Máster «Integración de un sistema de visión artificial y robot paletizador en cadena productiva», dirigido por la Profesora Clara Pérez.
El principal objetivo de este PFM es mostrar un pequeño resumen de cuáles son las opciones que se pueden emplear dentro de un proceso productivo para controlar la calidad del mismo o bien controlar la calidad de los productos obtenidos; de la misma forma también se pretende dar a conocer los últimos avances en materia de control automático de la calidad de productos y procesos.
Uno de los sistemas automáticos más empleados en la actualidad para este control de calidad de proceso o producto son los sistemas de visión artificial.
En el presente PFM se pretende ilustrar como los sistemas de visión artificial pueden ser fundamentalmente sistemas que permitan reducir los productos defectuosos que se puedan llegar a entregar al cliente de forma que se puedan reducir de igual manera los costes de no calidad y reprocesado de productos defectuosos.
Otro de los puntos que se quieren abordar en este PFM es la inclusión de los sistemas robóticos para manipulación y ejecución de procesos, como elemento de reducción o eliminación de errores humanos y en mayor medida como elemento para la reducción de costes debidos a la manipulación de productos.
El pasado 13 de Octubre de 2020 participaron Manuel Castro, Elio San Cristobal, Sergio Martín, Pedro Plaza y Luis Rodríguez en un programa de radio sobre laboratorios virtuales y remotos en Radio 3-RNE titulado «El auge imparable de los laboratorios remotos y virtuales«.
La situación actual provocada por la pandemia está revolucionando el panorama educativo y las formas de aprendizaje. El auge de los laboratorios remotos y virtuales es una buena muestra de ello. Estamos ante un conjunto de tecnologías que permiten al usuario, a través de Internet, realizar un experimento como si estuviera en un laboratorio presencial. La UNED es una universidad pionera y de referencia en este tipo de herramientas que aportan especialmente a los estudiantes de ingenierías y ciencias una enorme versatilidad en sus prácticas. Estos laboratorios también son una fuente de innovación para sectores como la industria o la empresa, entre otros.
El pasado 13 de Octubre se defendió el Trabajo Fin de Máster «Desarrollo de un laboratorio remoto basado en Arduino para la creación de recursos educativos orientados a la visión artificial», dirigido por la Profesora Clara Pérez y el Profesor Sergio Martín.
El propósito de este trabajo fin de máster es la creación de un sistema de captación de imágenes mediante Arduino y su posterior procesamiento. El proceso se divide en una captación/conversión de la imagen y su posterior análisis. En esta segunda parte es donde entra la parte educacional ya que es en la que se pueden realizar diferentes tipos de tratamiento de imágenes. En el actual trabajo se presentan dos posibilidades, un reconocimiento de formas y un OCR basado en red neuronal. En este punto es donde se puede profundizar en el campo de la visión artificial realizando diferentes tratamientos y operaciones con imágenes captadas.
El hardware utilizado es bastante asequible ya que es una tarjeta Arduino Uno o Mega y una cámara OV7670, cuyo coste es inferior a 3€.
El pasado 13 de Octubre también se defendió el Trabajo Fin de Máster «El pasado 2 de Julio se defendió el Proyecto Fin de Grado «Termostato inteligente de aprendizaje y gestión predictiva basado en IoT», dirigido por la Profesora Rosario Gil.», dirigido por Sergio Martín y Félix García Loro.
El proyecto que se describe en este documento se basa en el desarrollo de un laboratorio remoto de bajo costo teniendo como base el ordenador de placa reducida Raspberry Pi 3B. El laboratorio cuenta con 3 controladores encargados de realizar las peticiones realizadas por el usuario, seleccionar de entre 3 tipos diferentes de experimentos para el control de equipos eléctricos y electrónicos, enfocados en la teoría de control de lazo abierto y control de lazo cerrado.
Inicialmente el laboratorio se construye probando cada elemento por separado, iniciando en el servidor que se constituye por el Raspberry Pi 3B, los dispositivos de almacenamiento y los dispositivos de comunicaciones, seguido se construye y prueba cada uno de los controladores individualmente, verificando así su funcionamiento y el respaldo de la información.
Este laboratorio permite al usuario hacer uso de los equipos desde cualquier parte del mundo, y su construcción con equipos de bajo costo, software libre y el uso del protocolo Modbus para las comunicaciones.
El pasado 9 de Octubre se defendió el Proyecto Fin de Grado El pasado 24 de Julio se defendió el Proyecto Fin de Grado «Plataforma IoT para la gestión de un Invernadero Inteligente (Smart Greenhouse)«, dirigido por Sergio Martín.», dirigido por la Profesora Rosario Gil.
El objetivo del presente proyecto ha sido crear una serie de sistemas/aplicaciones basadas en tecnología 4.0 y englobarlas dentro del concepto “supervisión avanzada”(figura 1), para que las instalaciones de distribución de energía eléctrica sean más fiables, seguras y sobre todo para dar una respuesta más rápida y flexible en caso de incidente, avería, trabajo programado o cambio de estado de la red a la vez que se reduce costes y aumenta la seguridad.
Las distintas estrategias y recursos tecnológicos se han adaptado a las necesidades requeridas en cada caso, siendo en algunos casos aplicables conjuntamente y también en otro tipo de industria previa adaptación. Los sistemas desarrollados han sido los siguientes:
-Supervisión de operación mediante visión artificial.
Mediante este sistema se pretende establecer el estado y posición de seccionadores de AT en subestaciones eléctricas de forma remota e inequívoca. En la actualidad la verificación del estado de los seccionadores se hace de forma visual por aparte de los operarios o técnicos de la compañía, lo cual implica un despliegue de personal en cada maniobra de este tipo de aparamenta.
El sistema propuesto se ha diseñado para que aumente la seguridad en la operación y la disponibilidad de la red con una reducción de costes.
-Sistema de alarma mediante visión artificial.
En este caso la aplicación se ha enfocado a la red de BT, en concreto a los centros de transformación y sus cuadros de baja tensión. El objetivo es localizar y disminuir el tiempo de reparación de distintos tipos de averías que afectan a esta red. Para lo cual se ha seguido una lógica que comunique la incidencia en tiempo real y proporcione la información necesaria al técnico para su reparación o gestión.
-Sistemas de bloqueo 4.0.
Por último, los sistemas de bloqueo 4.0 tiene su finalidad en realizar un bloqueo remoto, seguro y monitorizado que cumpla con el RD/614 y su segunda regla de oro, todo ello cuando se precise en posiciones de línea o trafo de una subestación eléctrica de alta tensión. Dentro de este apartado se han implementado dos aplicaciones.
Por un lado, Locking Cloud siendo esta la principal y que cumple con el anterior párrafo, y el Telebloqueo que nace de aprovechar parte de la inversión realizada y que su propósito es evitar cortocircuitos y accidentes por una energización errónea, indebida o intempestiva en una línea de interconexión entre subestaciones.
Durante la realización del proyecto han surgido una serie de necesidades que se han solventado desarrollando unas sub-aplicaciones. Destacables son alimentación segura y supervisión de comunicación. Ambas tienen como fin garantizar el suministro eléctrico y comunicación de forma automática y hasta última instancia en la instalación objeto.
En el pasado mes de Octubre de 2020 se defendió satisfactoriamente el Trabajo Fin de Máster titulado «REDESIGN AND DEVELOPMENT OF AN ARDUINO REMOTE LABORATORY’, dirigido por Sergio Martín, enmarcado en el Master of Information and Communication Electronic System de la UNED.
El presente trabajo describe la creación y virtualización de un laboratorio remoto para Arduino cuyo propósito principal es proporcionar a los estudiantes un entorno de desarrollo web que puede ser usado en un contexto de aprendizaje electrónico.
El objetivo de este entorno es crear una herramienta a tiempo real, accesible mediante internet en cualquier momento, permitiendo a los usuarios desarrollar y ejecutar código C para diferentes microcontroladores que pertenecen a un conjunto de placas Arduino, sin necesidad de poseer ningún tipo de hardware.
Los usuarios del laboratorio de Arduino pueden interactuar remotamente con los diferentes periféricos incluidos en los experimentos que están conectados a las placas de Arduino, tales como LEDs, servomotores, pantallas, sensores, etc. Esto permite la posibilidad de leer y escribir sus valores actuales, estables un comportamiento procedural e incluso, visualizar la ejecución del código por medio de las cámaras web IP que están físicamente instaladas en el laboratorio.
Los resultados de este trabajo fueron publicados en formato de artículo en la Conferencia Internacional EDUCON 2019, en la que fue galardonado con el Premio a Mejor Artículo.
Aquí os dejamos la referencia de dicho artículo:
A. Fernández-Pacheco, S. Martin and M. Castro, «Implementation of an Arduino Remote Laboratory with Raspberry Pi,» 2019 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON), Dubai, United Arab Emirates, 2019, pp. 1415-1418, doi: 10.1109/EDUCON.2019.8725030.
La revista Sensors está indexada en el Journal Citation Ranking (Science) con un índice de impacto en 2019 de 3.275, lo que supone estar en el Q1 de su categoría.
Aquí os dejamos el abstract:
Internet of Things (IoT) learning involves the acquisition of transversal skills ranging from the development based on IoT devices and sensors (edge computing) to the connection of the devices themselves to management environments that allow the storage and processing (cloud computing) of data generated by sensors. The usual development cycle for IoT applications consists of the following three stages: stage 1 corresponds to the description of the devices and basic interaction with sensors. In stage 2, data acquired by the devices/sensors are employed by communication models from the origin edge to the management middleware in the cloud. Finally, stage 3 focuses on processing and presentation models. These models present the most relevant indicators for IoT devices and sensors. Students must acquire all the necessary skills and abilities to understand and develop these types of applications, so lecturers need an infrastructure to enable the learning of development of full IoT applications. A Web of Things (WoT) platform named Labs of Things at UNED (LoT@UNED) has been used for this goal. This paper shows the fundamentals and features of this infrastructure, and how the different phases of the full development cycle of solutions in IoT environments are implemented using LoT@UNED. The proposed system has been tested in several computer science subjects. Students can perform remote experimentation with a collaborative WoT learning environment in the cloud, including the possibility to analyze the generated data by IoT sensors.
Y aquí os dejamos la referencia:
Pastor-Vargas, R.; Tobarra, L.; Robles-Gómez, A.; Martin, S.; Hernández, R.; Cano, J. A WoT Platform for Supporting Full-Cycle IoT Solutions from Edge to Cloud Infrastructures: A Practical Case. Sensors2020, 20, 3770.
El pasado 2 de Julio se defendió el Proyecto Fin de Grado «Termostato inteligente de aprendizaje y gestión predictiva basado en IoT», dirigido por la Profesora Rosario Gil.
El Propósito de este TFG es la creación de un sistema de control de temperatura en dos estancias de una vivienda. El usuario interactuará con el sistema por medio de una aplicación móvil creada para tal efecto, en ella se establecerá una agenda semanal programada. En esta agenda, se fijan los rangos de hora de inicio y hora de finalización, así como la temperatura deseada para ese rango horario. Se realiza para todos los días de la semana y para las dos estancias a controlar.
El control del sistema de calefacción consiste en activar la caldera para que envíe agua caliente y a su vez activar los mecanismos necesarios para dejar pasar el flujo de agua al radiador en el que se ha dado la orden de activación, este control de caudal se realizara mediante un servomotor que actuara sobre una llave manual. El resto de los radiadores, si no han cumplido los requisitos de activación, se les impedirá el paso de agua caliente cerrando la válvula a través de la posición en grados de los servomotores.
El sistema se encargará de gestionar las horas de arranque en función de los datos suministrados por el usuario y de la temperatura actual en el exterior de la vivienda mediante los datos obtenidos de AEMET, consiguiendo así una mejor eficiencia energética.
El pasado 24 de Julio se defendió el Proyecto Fin de Grado «Plataforma IoT para la gestión de un Invernadero Inteligente (Smart Greenhouse)«, dirigido por Sergio Martín.
Este proyecto aborda la creación de una plataforma industrial del Internet de las Cosas cuya finalidad se centra en la monitorización y el control de un Invernadero Inteligente (Smart Greenhouse) de forma telemática. De las distintas arquitecturas posibles, se ha optado por el paradigma del Edge Computing, que implica el uso de una pasarela (gateway) para la gestión del flujo de información entre los dispositivos IoT e Internet. Por lo tanto, se dividen los servicios y funcionalidades necesarios entre esta pasarela y la nube, que se supondrá privada y perteneciente a la empresa.
Como criterios generales tenidos en cuenta en el diseño, esta plataforma permite las siguientes funciones:
− Gestión telemática de las instalaciones
− Monitorización de los aspectos ambientales relevantes
− Control de los sistemas de riego y climatización
− Supervisión de la red de dispositivos inalámbricos
− Administración del flujo de datos
− Obtención de valores estadísticos y operacionales de los datos almacenados
La revista Sustainability está indexada en el Journal Citation Ranking (Science) con un índice de impacto en 2019 de 2.576, lo que supone estar en el Q2 de su categoría.
Aquí os dejamos el abstract:
Over the last years, existing technologies have been applied to agricultural environments, resulting in new precision agriculture systems. Some of the multiple profits of developing new agricultural technologies and applications include the cost reduction around the building and deployment of them, together with more energy-efficient consumption. Therefore, agricultural precision systems focus on developing better, easier, cheaper, and overall more efficient ways of handling agricultural monitoring and actuation. To achieve this vision, we use a set of technologies such as Wireless Sensor Networks, Sensors devices, Internet of Things, or data analysis. More specifically, in this study, we proposed a combination of all these technologies to design and develop a prototype of a precision agriculture system for medium and small agriculture plantations that highlights two major advantages: efficient energy management with self-charging capabilities and a low-cost policy. For the development of the project, several prototype nodes were built and deployed within a sensor network connected to the cloud as a self-powered system. The final target of this system is, therefore, to gather environment data, analyze it, and actuate by activating the watering installation. An analysis of the exposed agriculture monitoring system, in addition to results, is exposed in the paper.
Y aquí os dejamos la referencia:
Rodríguez-Robles, J.; Martin, Á.; Martin, S.; Ruipérez-Valiente, J.A.; Castro, M. Autonomous Sensor Network for Rural Agriculture Environments, Low Cost, and Energy Self-Charge. Sustainability2020, 12, 5913.
Os queremos proponer que empecéis la vuelta del verano a tope con nuestros cursos on-line en áreas tan estratégicas como la Industria 4.0, la computación en la nube, el Internet de las cosas o el Desarrollo de aplicaciones móviles. En esta edición estrenamos el nuevo curso «Experto en Cloud Computing» que estamos seguros que os resultará de gran interés para completar vuestra formación:
Todos ellos se tratan de cursos prácticos on-line basados en vídeo-clases y una planificación muy flexible impartidos desde la Fundación UNED. Esperamos que os resulten interesantes.
IMPORTANTE: La matrícula se cierra el 21 de Septiembre de 2020 y las plazas son limitadas.
El pasado 2 de Julio de 2020 se defendió satisfactoriamente el PFG titulado «Sistema para el desarrollo de prototipos IoT mediante FPGA Libre ‘UNED Alhambra’, dirigido por Sergio Martín.
Aquí os dejamos el resumen del trabajo por si os resulta de interés:
Las FPGA’s son circuitos integrados para el control electrónico que pueden
implementar distintos circuitos digitales, de forma reversible.
Tradicionalmente su utilización ha estado reducida a situaciones muy
específicas debido a su carácter privativo. Sin embargo en 2015 se desveló el
funcionamiento interno de una familia de FPGA’s, lo que permitió comenzar a
configurarlas mediante herramientas gratuitas. Desde entonces, se está
extendiendo el uso de estas FPGA’s, conocidas como FPGA’s libres.
Por otra parte, la plataforma
para el desarrollo de prototipos Arduino ha simplificado muchos aspectos de la
programación del microcontrolador y ha permitido el acceso a la electrónica
digital de aficionados y estudiantes. Arduino se emplea especialmente en la
docencia.
Finalmente, está la tendencia
creciente de dotar a los dispositivos electrónicos de conexión a Internet,
dando lugar a la arquitectura conocida como Internet de las Cosas, Internet
of Things (IoT), para que compartan la información que adquieren de su
entorno. Las FPGA’s son idóneas para el IoT, pero apenas se utilizan para ello
debido a las dificultades que entraña su configuración.
Este proyecto surge de la convergencia de estas tres corrientes. Su finalidad hacer más sencillo el desarrollo de prototipos IoT controlados por una FPGA libre en entornos académicos. Consiste en un circuito implementado en la FPGA y un programa que se ejecuta en un módulo de transmisión inalámbrica. Juntos automatizan la adquisición, encriptación y transmisión de la información de la FPGA a la plataforma IoT ThingSpeak.
Esto se complementa con otro programa que permite a una máquina remota comunicarse con la FPGA a través de la plataforma IoT, una interfaz gráfica para la configuración y un servidor de datos que emula ThingSpeak en modo local. Por último se ha diseñado una tarjeta de desarrollo de estilo Arduino para dar soporte hardware al sistema.
En esta ocasión os queremos hacer llegar una iniciativa relacionada con el proyecto Erasmus+ IoE-EQ, en el que participamos, a través de la cual podrás complementar gratuitamente los conocimientos que has obtenido en ese curso a través de unas Certificaciones Profesionales diseñadas usando el Sistema Europeo de Créditos para la Formación Profesional (EQVET), que homologan 5 créditos EQVET.
Se trata de los siguientes 4 cursos en inglés:
Internet of Energy Manager
Internet of Energy for Smart Cities
Internet of Energy for Smart Metering Systems
Internet of Energy Renewable Energies
IMPORTANTE: Dichos cursos serán gratuitos sólo hasta el mes de agosto, por lo que te recomiendo que los termines (vídeos y examen online) lo antes posible y aproveches para obtener una certificación profesional gratuita.
También te informo que puedes cursar tantos como quieras dentro de ese periodo. En este enlace encontrarás una guía donde se explica el proceso de registro.
El pasado 29 de Junio de 2020 nos reunimos los socios del proyecto IoE-Q, sobre Educación y calidad en el Internet de la Energía, por última vez antes del final del proyecto. Esta reunión se tenía que haber realizado en Roma, pero como consecuencia de las restricciones de movimiento ocasionadas por el COVID-19, se decidió realizar de forma telemática, para así poder realizar seguimiento de los desarrollos realizados en el proyecto.
Entre otras cosas, se revisaron los trabajos realizados en los demostradores (área que coordina UNED), que ya están terminados y listos para su uso a través de la plataforma Vish, gestionada por UNED, y se comentó la apertura de las 4 certificaciones gratuitas que se publicarán dentro del curso, pero eso ya será otro post.
El pasado 9 de Junio de 2020 participaron Manuel Castro, Elio San Cristobal y Sergio Martín en un programa de radio sobre Industria 4.0 en Radio 3-RNE titulado «Industria 4.0. La industria conectada del futuro ya está aquí«.
Entre los temas que se trataron, hablamos de los siguientes:
Que es la Industria Conectada y por que es importante en la Escuela de Ingenieros Industriales de la UNED
Es lo mismo que la Industria 4.0 ?
Como enlaza la Industria Conectada con las tecnologías habilitadoras
Internet de las cosas
Computación en la nube
Inteligencia artificial y aprendizaje automático
Datos masivos y analíticas
Sistemas y ciudades Inteligentes
Internet de la energía
Actividades del departamento de Ingeniería eléctrica, Electrónica, Control, Telemática y Química Aplicada a la Ingeniería
Formación reglada (Grados y Máster)
Formación Permanente
Proyectos de investigación e innovación docente. Cursos online masivos
Futuro profesional y empresarial
Aquí os dejamos la grabación completa, esperamos os resulte interesante:
Presentación webinar de ICACIT, realizada el 27 de Mayo de 2020 por el director de nuestro grupo de investigación G-eLios, Manuel Castro, sobre la evolución de la educación y la tecnología en la ingeniería considerando los cambios sociales del siglo XXI y aportando nuevas ideas debido al COVID-19.
El pasado 13 de Mayo nuestro grupo organizó un Webinar enmarcado dentro del proyecto IoE-EQ con título «PV self consumption grid connected as decentralized generation strategy», impartido por el Dr. Rafael Jiménez Castañeda, de la Universidad de Cadiz.
Este webinar trató sobre la descentralización de la producción de energía eléctrica, los conceptos y sus relaciones en un mercado libre de energía. La diferencia entre la medición neta o el autoconsumo instantáneo es muy importante para conocer las diferentes estrategias utilizadas en el mundo sector de energía eléctrica.
Hoy en día, en muchos países, la generación descentralizada de energía eléctrica es una actividad competitiva para participar en el mercado eléctrico. En este webinar se explicará, un ejemplo, la regulación española de autoconsumo.
Comentaremos la estructura típica y los componentes de una instalación fotovoltaica para autoconsumo, en una configuración conectada a la red. Las instalaciones conectadas a la red fotovoltaica para autoconsumo necesitan una nueva visión para diseñar la planta, para adaptar la operación al marco legal económico, buscando la máxima rentabilidad.
Podéis volver a ver este Webinar a través de este vídeo:
Queremos compartir con vosotros que varios miembros de nuestro grupo de investigación en la UNED formamos parte del Technical Program Committee en una Sesión Especial sobre «Internet of Things Education» en la Conferencia Internacional EDUCON2020 – IEEE Global Engineering Education Conference, que inicialmente se iba a celebrar en Oporto los días 27-30 Abril pero que finalmente se celebró de forma on-line con motivo de las restricciones de movilidad ocasionadas por el COVID-19.
A dicha sesión especial se enviaron numerosos artículos de gran interés de los que solo fueron aprobados para ser publicados 6, que fueron presentados de forma telemática. De todos ellos, los integrantes del grupo de investigación de la UNED participamos como autores en dos de ellos:
Internet of Things education for the business sector: three years of experience.
Dario Assante1, Claudio Fornaro1, Manuel Castro2, Sergio Martin2, Manfred Leisenberg3, Philipp Kronsbein3. 1Università Telematica Internazionale UNINETTUNO, Italy; 2UNED – Spanish University for Distance Education, Spain; 3Fachhochschule des Mittelstands, Germany
Analysis of management systems for virtual and remote labs
Sergio Martin Gutierrez1, Aldo Gordillo2, Elio Sancristobal1, Juan Quemada2, Manuel Castro1. 1UNED – Spanish University for Distance Education, Spain; 2Universidad Politécnica de Madrid, Spain
Dentro de las actividades realizadas por nuestro grupo en el proyecto IoE-EQ, se organizó el pasado 30 de Abril un Webinar con título «Some Aspects of Cybersecurity in Internet of Energy», impartido por el Prof. Gabriel Díaz Orueta, integrante de nuestro grupo de investigación en la UNED.
En este webinar se explicó cómo el Internet of Energy es un buen ejemplo del resultado de la interacción actual entre Operations Technologies (OT) y Information Technologies (IT). IT ha aportado enormes mejoras en las funcionalidades, la automatización y el control.
Las IT han aportado enormes mejoras en las funcionalidades, la automatización y la gestión de control para las plantas de energía y, en general, la red inteligente. Pero, como en cualquier otro contexto afectado por las TIC, también ha traído grandes desafíos para mantener la seguridad. Los cambios del hardware, el software y los protocolos de comunicación patentados a los estándares han provocado grandes problemas relacionados con la seguridad en IoE: la confidencialidad, integridad y disponibilidad no son fáciles de obtener en estos Sistemas de Control Industrial (ICS).
Este seminario web explora todos estos temas, comenzando con la declaración del problema, luego describiendo los principales problemas que enfrenta IoE ahora para Smart Grid y entrando en detalles de ataques y vulnerabilidades para el lado del cliente de ciudades inteligentes y en sistemas inteligentes de energía renovable.
Dicho webinar puede verse en diferido a través del siguiente vídeo:
Dentro de las actividades realizadas por nuestro grupo en el proyecto IoE-EQ, se organizó el pasado 23 de Abril un Webinar con título «Electric Vehicles and their integration on the electric grid through the Internet of Energy», impartido por el Dr. Jesús Fraile Ardanuy, de la Universidad Politécnica de Madrid. A continuación podéis ver el resumen de dicho webinar:
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el 90% de las personas que viven en las ciudades no respiran aire seguro. El transporte por carretera es uno de los principales productores de contaminantes del aire y, por este motivo; La promoción de la electrificación del transporte por carretera es un objetivo crítico para las administraciones locales, regionales y nacionales. Un despliegue masivo de vehículos eléctricos (EV) puede ayudar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y cumplir con los estándares internacionales de contaminación del aire en ciudades congestionadas, pero también, este despliegue puede tener un impacto negativo en la red eléctrica, particularmente en la red de distribución.
En este seminario web, se describirán los principales impactos de este despliegue en la red eléctrica y se analizarán varias acciones para reducir estos impactos. Particularmente, presentaremos una solución novedosa para reducir el impacto del proceso de carga de EV en la red eléctrica durante el horario comercial, permitiendo un novedoso sistema de intercambio de energía entre pares (P2P) entre dos conjuntos de vehículos eléctricos que están estacionados en el mismo área de estacionamiento durante el mismo horario. Este sistema comercial será económicamente beneficioso para todos los usuarios involucrados en el proceso comercial.
Y también podéis volver a visionarlo a través de este vídeo:
A continuación publicamos una serie de grabaciones muy interesantes hechas por algunos colaboradores de nuestro grupo de investigación que pertenecen a la Rama de Estudiantes del IEEE en la UNED, una asociación muy dinámica que os recomendamos a todos los alumnos de la UNED para que os unais. Realizan numerosos talleres, proyectos y actividades. Podéis ver todos sus vídeos en su canal de YouTube.
Este primer vídeo es una introducción a Arduino, en el que se realiza programación en directo de placas a través de laboratorios remotos de Arduino usando la plataforma LabsLand.
El siguiente vídeo es una introducción a la electrónica de potencia con Arduino.
El siguiente vídeo es una introducción al gemelo digital con Arduino y mBlock.
Finalmente, os dejamos un vídeo introductorio de Raspberry Pi.
Recientemente hemos lanzado públicamente el vídeo promocional del proyecto IoE- EQ (Internet of Energy – Education and Qualification).
Aprovechando este vídeo, os anunciamos que el próximo mes de Junio 2020 lanzaremos una serie de cualificaciones profesionales gratuitas que se podrán realizar de forma on-line sobre Internet of Energy.
El pasado 12 de Febrero de 2020, fue aprobado para publicación en la revista IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine, con un factor de impacto JCR de 3.294, el siguiente artículo publicado por varios profesores e integrantes de nuestro grupo de investigación en la UNED:
Belmonte, F. J., Martín, S. Sancristobal, E., Ruipérez-Valiente, J. A., Castro M. (2020). Overview of embedded systems to build reliable and safe ADAS and AD systems. IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine (In press). https://doi.org/10.1109/MITS.2019.2953543
Aquí os dejamos el abstract del artículo por si os resulta de interés:
Automotive industry is a key sector in developed countries, taking advantage from Electronic and Semiconductor industries, for which this work is focused on, including an overview of embedded systems and related technologies for Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) development, end user applications and their implementation (SoCs, Application Processors-APs, MCUs, software and boards), manufacturer solutions, architectures, trends and other aspects (like methodologies) to improve functional safety, reliability and performances. The current status to permit the transition from ADAS to Autonomous Driving (AD) systems and Self-Driving Cars (SDC) is also explored.
El pasado mes de Noviembre tuvo lugar en Burdeos (Francia) el kick-off meeting del proyecto europeo I4EU – «Key competences for an European model of Industry 4.0», en el que nuestro grupo de la UNED participa como socio.
Foto de grupo de los participantes en el Kick-off meeting en Burdeos (Francia).
El proyecto I4EU ha sido diseñado para compartir buenas prácticas y nuevos modelos de negocio, crear conciencia sobre las nuevas tecnologías que apoyan las transformaciones digitales a nivel europeo y calificar a los profesionales capaces de operar dentro de las empresas europeas, mejorando sus competencias digitales y mejorando / capacitándolos para Competencias clave de la Industria 4.0.
El consorcio I4EU involucra a 8 socios provenientes de 6 países diferentes (Francia, Austria, Alemania, Italia, Portugal y España). Los principales resultados del proyecto I4EU serán:
– un manual conciso y práctico para todos los profesionales que adoptan / gestionan / implementan soluciones relacionadas con la Industria 4.0;
– una colección de entrevistas, estudios de casos y mejores prácticas sobre la adopción del paradigma de la Industria 4.0;
– una herramienta en línea para medir el nivel de competencias digitales 4.0 de las empresas europeas;
– un conjunto de calificaciones profesionales de FP relacionadas con la Industria 4.0, que cumplen con el marco ECVET;
– un conjunto de laboratorios remotos o virtuales, para experiencias «prácticas» en las tecnologías de la Industria 4.0;
– una colección de cursos para capacitar y calificar profesionales.
Se puede encontrar toda la información relativa al proyecto en la URL: http://www.i4eu-pro.eu/
El pasado 19 de Enero de 2020, se defendió el Proyecto Fin de Grado titulado «Sistema de Bombeo de agua controlado por variador de frecuencia y monitorizado en ThingSpeak mediante Arduino«, que fue dirigido por Sergio Martín.
La plataforma IoT empleada para la recogida y visualización de los datos recogidos con los sensores es ThingSpeak.
El Profesor Sergio Martín, integrante de nuestro grupo de investigación de la UNED, asistió el pasado 17 de diciembre de 2020 como vocal a la reunión de constitución del comité «CTN 71/SC 41 IoT Y TECNOLOGÍAS RELACIONADAS», donde se analizarán las normas internacionales y se definirán los estándares sobre IoT a nivel español.
Os queremos proponer que empecéis el año a tope con nuestros cursos on-line en áreas tan estratégicas como la Industria 4.0, el Internet de las cosas y el Desarrollo de aplicaciones móviles:
Todos ellos se tratan de cursos prácticos on-line basados en vídeo-clases y una planificación muy flexible impartidos desde la Fundación UNED. Esperamos que os resulten interesantes.
IMPORTANTE: La matrícula se cierra el 11 de Febrero de 2020 y las plazas son limitadas.
El pasado Noviembre de 2019, la prestigiosa revista IEEE Consumer Electronics, indexada en el Q1 del Journal Citation Ranking (JCR), ha publicado el artículo titulado «Security Vulnerabilities in Raspberry Pi–Analysis of the System Weaknesses» escrito por investigadores de nuestro grupo de investigación, y con un factor de impacto de 3.273.
Este es el abstract del artículo:
The Internet of Things (IoT) is made up of many devices, platforms, and communication protocols. Among them, Raspberry Pi has arisen as one of the most popular equipment for hobby and education purposes because of its low cost, small size, flexibility, and potential. Nevertheless, Raspberry Pi needs an operating system to work, which exposes it to software vulnerabilities despite the many advantages it provides in comparison with nonoperating system devices. This device also has hardware limitations, which impact on its security. These limitations exist because some concessions had to be done during the design in order to decrease the cost of the device. This article analyzes different hardware and software vulnerabilities that can be found in a Raspberry Pi when using a default installation of different available operating systems. Finally, we propose a list of good practices to minimize the presented issues.
Y aquí os dejamos la reseña por si os resulta de interés:
Sainz-Raso, J., Martin, S., Diaz, G y Castro, M.
Security vulnerabilities in Raspberry Pi –Analysis of the System Weaknesses.
IEEE Consumer Electronics Magazine, November 2019, Volume: 8, Issue: 6, pp. 47-52,
El pasado 14 de Noviembre de 2019 nos reunimos los socios del proyecto IoE-Q, sobre Educación y calidad en el Internet de la Energía, en Berlín (Alemania) para realizar seguimiento de los desarrollos realizados en el proyecto.
Entre otras cosas, se revisaron los trabajos realizados en los demostradores (área que coordina UNED). La implementación didáctica de los mismos se ha realizado a través de la plataforma Vish, gestionada por UNED, y se comenzó la revisión interna de los demostradores antes de incluirlos en las cualificaciones profesionales que se están desarrollando para lanzarse en primavera de 2020.
El pasado 7 de Octubre de 2019 se defendió el PFG de un alumno del Grado de Ingeniería en Electrónica Industrial y Automática.
Aquí os dejamos un resumen:
La generación tradicional de energía, basada en combustibles fósiles, está considerada insostenible a largo plazo. Por esta razón, son muchos los esfuerzos que se hacen en todo el mundo para integrar las energías renovables al sistema de generación actual. Como resultado, el nuevo sistema energético deberá afrontar diferentes retos, como el envejecimiento de la infraestructura y la continua creciente demanda.
La integración de la energía renovable en la red inteligente ayudará a satisfacer las crecientes demandas de energía eléctrica de manera efectiva. Sin embargo, esta integración, junto con las nuevas tecnologías, viene acompañada de diversos desafíos de los cuales, el más importante, es la seguridad.
Los sistemas energéticos modernos dependen cada vez más de los sistemas de comunicación para sus operaciones, por lo que, en consecuencia, son más susceptibles a ciberataques. Así pues, de la misma manera que nosotros protegemos la información personal contenida en nuestros ordenadores o teléfonos móviles, las compañías eléctricas tienen que protegerse de las amenazas que ponen en peligro tanto la información privada de sus clientes como los datos recogidos por cada uno de los componentes, así como la propia infraestructura energética y la estabilidad de la red. Estos ataques podrían buscar el robo de información esencial para el fraude o el chantaje, así como provocar apagones generalizados en zonas críticas.
A la vez que la red tradicional evoluciona hacia una red más inteligente y eficiente, los ciberataques, las amenazas y las vulnerabilidades que aparecen en esta nueva red también evolucionan, haciendo que el estudio de la ciberseguridad y la prevención de ataques sea un continuo, tanto en el sector energético como en el industrial y en el hogar.1
Como consecuencia de la importancia de la ciberseguridad y su análisis, en los sistemas energéticos y el entorno del Internet de la Energía, surge el presente trabajo, que tiene como objetivos:
Realizar el análisis de tecnologías de comunicaciones en Smart Grid y en las energías renovables.
Realizar el análisis de seguridad en Smart Grid y en las energías renovables.
Ofrecer una serie de buenas prácticas para el diseño y despliegue de estos entornos
Os queremos proponer que empieces la vuelta del verano a tope con nuestros nuevos cursos on-line en áreas tan estratégicas como la Industria 4.0, el Internet de las cosas y el Desarrollo de aplicaciones móviles :
Todos ellos se tratan de cursos prácticos on-line basados en vídeo-clases y una planificación muy flexible impartidos desde la Fundación UNED. Esperamos que os resulten interesantes.
IMPORTANTE: La matrícula se cierra el 23 de Septiembre y las plazas son limitadas.
En esta ocasión queremos hacerte llegar una iniciativa a través de la cual podréis obtener gratuitamente unas Certificaciones Profesionales diseñadas usando el Sistema Europeo de Créditos para la Formación Profesional (EQVET), que homologan 5 créditos EQVET.
Se trata de los siguientes 4 cursos en inglés desarrollados dentro del proyecto europeo IoT4SMEs:
IMPORTANTE: Dichos cursos serán gratuitos sólo hasta el mes de agosto, por lo que te recomiendo que los termines (vídeos y examen on-line) lo antes posible y aproveches para obtener una certificación profesional gratuita.
La fecha límite para envío de trabajos es el 22 de Octubre de 2019.
Aquí os dejamos la llamada a participación:
Dear Colleagues,
The Internet of Things (IoT) is widely considered the next step towards a digital society where objects and people are interconnected and interact through communication networks. The IoT not only has a huge social impact, but can also support the employability and boost the competitiveness of companies. It is widely considered one of the most important key drivers for the implementation of the so-called Industry 4.0 and for the digital transformation of the companies.
Sensing is a fundamental part of IoT environments, where massive amounts of data are constantly sensed. Proper quality data acquisition leads to more accurate decision-making. Thus, the importance of good practices when sensing data in IoT environments is growing.
The rapid diffusion of IoT technologies has created an important educational challenge, namely the need to train a large number of professionals able to design and manage a fast evolving and complex ecosystem. Thus, an important research effort is being carried out in innovative technologies (simulators, virtual and remote labs, mobile apps, robotics, e-learning platforms, gamification, learning analytics, etc.) applied to innovative teaching practices.
This Special Issue focuses on all the technologies involved in improving the teaching and learning process of some of the sensor-based IoT topics such as virtual sensors, simulated data acquisition, virtual and remote labs for IoT sensing, gamification experiences and innovative teaching materials among others.Dr. Sergio Martin Guest Editor
Hemos sido recientemente premiados en la conferencia EDUCON2019 – IEEE Global Engineering Education Conference, celebrada en Dubai los días 9 a 11 de Abril de 2019, con el premio a Mejor Artículo del Area 5: Virtual and Remote Labs (V&RL) in Engineering Education
Aquí os dejamos la referencia al mismo, por si queréis leerlo y citarlo:
A. Fernández-Pacheco, S. Martin and M. Castro, «Implementation of an Arduino Remote Laboratory with Raspberry Pi,» 2019 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON), Dubai, United Arab Emirates, 2019, pp. 1415-1418. doi: 10.1109/EDUCON.2019.8725030
Popularity of Arduino has grown in the last years, mainly as part of the Internet of Things, which is producing a relevant impact in several economic sectors (industry, transportations, energy, agriculture, home automation, etc.). Several national and European policies have been set-up to train the EU companies to the adoption and diffusion of the IoT technologies. In this paper, we describe the development of a remote lab of Arduino to give support to on-line IoT learning experimentation environments, which are very important to provide quality on-line education programs on IoT.
Los pasados 9 a 11 de Abril de 2019, dentro del marco de los proyectos «IoE-Q, sobre Educación y calidad en el Internet de la Energía» e IoT4SMEs – Internet de las Cosas para PyMEs, se organizó una sesión especial sobre IoT Education englobada en la conferencia internacional EDUCON2019 – IEEE Global Engineering Education Conference, celebrada en Dubai.
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