Yezid Donoso | Profesor titular del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Computación | ydonoso@uniandes.edu.co.
Mayo de 2023
El Departamento de Ingeniería de Sistemas y Computación de la Universidad de Los Andes se ha convertido en una incubadora de posibles soluciones a problemas urbanos, a través del uso de las TIC. Conoce el sistema de semáforos inteligentes para la gestión de tráfico en Bogotá y el sistema de monitoreo y asistencia para heridos desarrollados por nuestros investigadores.
¿Sabes cuáles son las ciudades más inteligentes del mundo? De acuerdo con el Smart City Index, realizado en 2022 por Intel y la consultora Juniper Research, Shangai, Seúl, Barcelona, Beijing y Nueva York ocupan los cinco primeros lugares de este ranking.
Pero ¿qué hace que estas ciudades sean catalogadas así? De acuerdo con los expertos, estas metrópolis han aprovechado el uso de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, TIC, para hacer más eficientes y sostenibles sus territorios, lo que les ha permitido evolucionar a lo que se conoce como ciudades 4.0 o smart city.
Estas ciudades cuentan, por ejemplo, con sensores para medir la calidad del aire, señalización inteligente, contadores para reducir el consumo de agua y luz, robots patrulla autónomos, balizas de señalización inteligente para proteger a los niños, contenedores inteligentes para el traslado de residuos, sistemas de movilidad y edificios sostenibles, entre muchas otras soluciones.
De esta manera, y gracias a estas tecnologías, logran una mejor gestión del tráfico, reducir sus niveles de contaminación, facilitar la gestión de los residuos, mejorar el aprovechamiento de los recursos naturales y proteger el cuidado de los ciudadanos, entre otras acciones, lo que al final se traduce en una mejor calidad de vida para quienes habitan estas ciudades, que es el gran pilar de las smart city.
Para los expertos, las smart city son, en resumidas cuentas, ciudades que se apalancan de la tecnología para crear soluciones innovadoras a problemas reales de los ciudadanos modernos.
Aunque para hacer realidad estos desarrollos se usan diversas tecnologías, la combinación entre el Internet de las cosas (IoT), es decir, los dispositivos (sensores, actuadores, entre otros) que permiten el intercambio de datos y ejecución de comandos a través del uso de las redes de comunicaciones como Internet, y Machine Type Communication (MTC), plataforma que habilita las comunicaciones M2M (Machie To Machine Communication), es decir que facilita la comunicación entre estos dispositivos, por ejemplo IoT, sin la necesidad de intervención humana directa, es una de las protagonistas de esta transformación digital.
De acuerdo con Yezid Donoso, profesor titular del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Computación de la Universidad de los Andes, estas dos tecnologías “son muy importantes dentro de las ciudades inteligentes porque permiten de manera eficaz y eficiente la puesta en operación de nuevos servicios a la ciudadanía basándose en las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones. Estas son tecnologías claves para eHealth, eTransportation, eGovernment, entre muchos otros campos de aplicación, las cuales en conjunto con 5G, amplían el espectro de posibilidades para el desarrollo de nuestras ciudades”.
Justamente, y aprovechando este tipo de tecnologías, investigadores del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Computación de Los Andes, impulsados por el profesor Yezid, demostraron el potencial de su uso para la gestión inteligente de casas, parqueaderos, bibliotecas y semaforización dentro de las urbes, además de su uso para solucionar problemas del país, como la búsqueda de personas desaparecidas y el acompañamiento médico a soldados heridos en combate.
De esta forma, el Departamento de Ingeniería de Sistemas y Computación de la universidad se ha convertido en una incubadora de posibles soluciones inteligentes a problemas urbanos, a través del uso de las TIC.
Estas son dos de las iniciativas que combinan el Internet de las cosas (IoT) y la Machine Type Communication (MTC), y que se han trabajado al interior del Departamento.
Gestión del tráfico en Bogotá
Uno de los problemas más acuciantes en las ciudades es el tráfico. Según la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE), el tráfico urbano aumenta cada año en un 2% y se espera que para el año 2050 el número de vehículos en las vías se duplique en comparación con la cifra actual. Esta es una de las razones por las que la implementación de IoT y MTC es frecuente para solucionar la congestión urbana.
De hecho, según el profesor Donoso, en el mundo se están utilizando sensores de tráfico equipados con tecnología MTC para monitorear el flujo vehicular y ajustar los semáforos en tiempo real para mermar los tiempos de desplazamiento y con ello, además, contribuir con la reducción de la emisión de gases contaminantes del aire, otro problema crítico de las ciudades actuales.
Bajo este contexto, los ingenieros de sistemas y computación Juan Camilo Bustamante Atehortúa, Juan Esteban Chaparro Machete, Alberto Mario Consuegra Laino y Alejandro Córdoba Borja, propusieron un sistema de control de tráfico y semáforos para Bogotá, basados en la infraestructura MTC.
En este proyecto, los investigadores construyeron un prototipo de sistema de control de tráfico, con sensores infrarrojos para captar la congestión en las intersecciones y la densidad del tráfico, y los semáforos como dispositivos para realizar la acción (actuadores), con el fin de asignar tiempos de duración de verdes dinámicamente en un diseño a escala de 12 vías.
“A partir del diseño realizado, la construcción del prototipo y la implementación del algoritmo, se pudo constatar el gran potencial que tiene la quinta generación de redes y telecomunicaciones. Queda demostrado que, con esta revolución de nuevas tecnologías entrantes, las oportunidades de desarrollos e implementaciones son infinitas”, concluyen los investigadores.
La MTC y la salud
Esta tecnología también se ha utilizado en el sector de la salud con el fin de monitorear pacientes en tiempo real y emitir alarmas para que el personal médico tome decisiones rápidas y basadas en datos inmediatos, en caso de un incremento de la presión arterial o la frecuencia cardíaca, por ejemplo.
Basados en esta posibilidad, los ingenieros de sistemas Mario Hernández Pérez, Carlos Rincón Hurtado y Mariana Villamizar Rodríguez, se propusieron crear un sistema de monitoreo y asistencia para soldados heridos en combate, utilizando drones y aplicaciones Machine to Machine (M2M).
Los investigadores utilizaron sensores de ritmo cardíaco y drones para que, al identificar anomalías en los signos vitales, se envíe una alerta que despliega un dron de asistencia médica.
Se implementó un sistema compuesto de tres nodos comunicados a través de una plataforma MTC. Uno de estos es un sensor de ritmo cardíaco conectado a un pequeño ordenador (Raspberry Pi) que monitorea continuamente los signos vitales de un soldado y envía una alerta en caso de detectar anomalías. Otro de los componentes es un dron que, al recibir la alerta, realiza las labores de localización y reconocimiento de la zona donde se encuentra el herido. Por último, se cuenta con un tablero de control que permite visualizar y monitorear en tiempo real el estado del soldado, sus signos vitales y su geolocalización”, señala la investigación.
Para concluir, el profesor Yezid afirma: “la Universidad de los Andes es un generador, transformador y agente responsable de la transferencia de conocimiento, además es un actor importante para la apropiación de la tecnología. Nosotros nos apropiamos de la MTC y somos pioneros en el país en realizar su integración con sensores, drones y diferentes tipos de dispositivos para generar soluciones a problemas reales. Estamos haciendo que nuestros estudiantes la conozcan, realicen implementación real de la tecnología y demuestren su potencial con casos exitosos”.
Spanish