Sociedad de la Información

Los investigadores de IMDEA Networks Narseo Vallina-Rodríguez, Research Associate Professor, y Guillermo Suárez-Tangil, Research Assistant Professor, han sido galardonados con las ayudas Ramón y Cajal del Ministerio de Ciencia e Innovación. Estas becas promueven la incorporación de investigadores nacionales y extranjeros con una trayectoria destacada en centros de I+D. Se trata de ayudas para la contratación laboral, para la creación de puestos de trabajo de carácter permanente y su posterior incorporación en los agentes del Sistema Español de Ciencia, Tecnología e Innovación benefeciarios de estas ayudas. Todo un reconocimiento a la labor de transferencia tecnológica, al impacto práctico en la sociedad, de instituciones como IMDEA Networks.

La selección se fundamenta en un riguroso proceso de concurrencia competitiva de acuerdo a méritos curriculares y la capacidad para liderar una línea de investigación, en función de la experiencia científica y profesional y de la independencia de su trayectoria. En el caso de Narseo Vallina-Rodríguez, Research Associate Professor y Research Staff del International Computer Science Institute (ICSI, Berkeley), destaca la importancia de esta distinción: “Es muy satisfactorio ver cómo, en muchos niveles, se reconoce el arduo trabajo en el área de seguridad y privacidad, no solo por mi parte, sino también por la de mis tres estudiantes de doctorado en IMDEA Networks y de mis colaboradores”.

Sin descuidar los aspectos teóricos, Vallina-Rodríguez destaca la perspectiva trabajo de la investigación: “A nivel general, mi trabajo se centra principalmente en dos áreas de investigación: mediciones de redes y privacidad y seguridad en línea. Internet es un ecosistema complejo y de rápida evolución formado por miles de tecnologías, miles de millones de usuarios y actores de todo tipo. Como consecuencia de ello, los usuarios habituales están expuestos a muchas amenazas de privacidad y seguridad, incluso sin darse cuenta. En mi carrera investigadora, he desarrollado metodologías y herramientas innovadoras para estudiar empíricamente Internet y el software móvil, caracterizar la llamada economía de datos y los riesgos de seguridad y privacidad inherentes a los productos digitales. Mis resultados han contribuido a mejorar la seguridad del sistema operativo Android o a informar acciones regulatorias”.

En el caso de Guillermo Suárez-Tangil, Research Assistant Professor, su trabajo también está relacionado con la mejora de la seguridad y protección de los usuarios de Internet. “El panel de Ramón y Cajal elogió mi liderazgo en lo que respecta al impacto procesable en la sociedad, lo que me ofrece un sentido reforzado de recompensa. Mi trayectoria se caracteriza por más de seis años de experiencia postdoctoral en investigación internacional en centros de investigación líderes en el mundo (como UCL o KCL). Me siento verdaderamente honrado de poder beneficiarme de un mecanismo que me permite traer este talento de regreso a España”, señala.

La carrera de Suárez-Tangil se ha desarrollado en tres direcciones principales: amenazas cibernéticas, fraude cibernético y seguridad cibernética, y un apoyo tan importante como el de estas ayudas permitirá seguir avanzado en la protección de las comunidades online. “En particular, varios problemas plantean desafíos únicos. Es el caso de los asistentes inteligentes como Amazon Echo (Alexa) o los chatbots, ahora omnipresentes y que se consideran la fuente de futuras amenazas cibernéticas. Por otro lado, la proliferación de lugares anónimos aislados bajo tierra está habilitando el núcleo del fraude cibernético actual. Finalmente, mi última dirección de investigación busca mejores formas de proteger a los usuarios contra las amenazas en línea en las redes sociales (por ejemplo, ataques de odio o sexistas)”, destaca.

“La Ramón y Cajal apoyará parcialmente mi investigación durante los próximos cinco años, lo que me permitirá seguir haciendo lo que más me gusta: comprender cómo funcionan los procesos, sistemas y redes para encontrar mejores formas de asegurarlos. Estoy encantado de poder continuar con mi investigación bajo el paraguas de una prestigiosa beca que tiene como objetivo la consolidación de investigadores de carrera temprana como yo”, concluye Suárez-Tangil. Todo un importante apoyo que, como comenta Vallina-Rodríguez, sería aún más relevante si las autoridades incrementasen la dotación: “Sigue siendo muy limitado en comparación con otros países europeos. Un apoyo financiero más ambicioso para las acciones de RYC sería un gran catalizador para la Comunidad Científica Española”.

IMDEA Networks ha participado un año más en la Semana de la Ciencia y la Innovación de Madrid, un evento de divulgación científica y participación ciudadana organizado por la Comunidad de Madrid a través de la Fundación para el Conocimiento madri+d cuyo objetivo es involucrar activamente a los ciudadanos en la ciencia, la tecnología y la innovación. Ha acogido en su sede de Leganés a estudiantes de 4º de la ESO del instituto bilingüe IES La Serna de Fuenlabrada. Este evento ha supuesto una excelente oportunidad para fomentar vocaciones científicas y continuar así nuestra labor de transferencia de conocimiento a la sociedad.

En esta ocasión, la ponencia ha corrido a cargo de la dra. Katia Obraczka (Profesora de Ciencias e Ingeniería Informática en UC Santa Cruz), que actualmente es Visiting Professor en IMDEA Networks a través de una Cátedra de Excelencia Universidad Carlos III de Madrid y Banco Santander, bajo el título “Un sistema basado en Internet de las Cosas para monitorizar los incendios forestales”. En la charla educativa (introducida por Domenico Giustiniano, profesor de investigación en IMDEA Networks) se ha tratado un asunto de candente actualidad, como son los múltiples incendios forestales de gran magnitud que se han producido en los últimos años en diferentes partes del mundo causando daños catastróficos. California, estado en el que trabaja Katia, es un buen ejemplo de ello. También se han dado casos en España donde, por ejemplo, este verano, en Ávila se sufrió uno de los peores incendios de la historia de Castilla y León. Además, la previsión es que aumenten en frecuencia e intensidad en los próximos años debido al cambio climático y a los cambios en los patrones de urbanización.

La Profesora Obraczka ha presentado PANTHER (Persistent Autonomous Monitoring for Timely Detection of Wildfires), un sistema basado en el Internet de las Cosas, de bajo coste, eficiente desde el punto de vista energético y diseñado para ser desplegado en áreas remotas para monitorear las condiciones ambientales que conducen a la iniciación y la propagación de los incendios forestales, así como para apoyar los esfuerzos de mitigación y preparación ante estos.

PANTHER está formado por grupos de miniestaciones meteorológicas que recogen la temperatura, el viento, la humedad del suelo y la información visual del entorno y transmiten la información a través de una red inalámbrica a los lugares de recogida de datos. Aunque está centrado en la detección de incendios forestales, puede adaptarse a diversas aplicaciones de vigilancia en exteriores.

Tal y como ha destacado la investigadora, el objetivo de su equipo es demostrar que la capacidad del sistema para recoger continuamente datos medioambientales de gran precisión que complementan los datos de los sistemas de teledetección y las estaciones meteorológicas existentes “mejorará no solo el tiempo de respuesta, sino la capacidad de predicción de fenómenos meteorológicos en el futuro”. Una labor aún más importante cuando parte de la población mundial ha aumentado su grado de movilidad a entornos no urbanos.

Pero antes de entrar en materia, Katia ha realizado una introducción dinámica para contextualizar qué es el Internet de las Cosas y el concepto de redes, lo cual ha facilitado que los alumnos pudiesen seguir la charla y los ha animado a participar y realizar preguntas. Como ha subrayado Eduardo Morales, profesor de biología y responsable del grupo de IES La Serna: “Ha sido una charla muy interesante y novedosa, ya que la ponente ha sabido captar la atención desde el primer momento, de una forma muy divulgativa. Ha sido una actividad que, además, nos servirá para ser comentada en clase”. Esta iniciativa, celebrada en IMDEA Networks en el marco de la Semana de la Ciencia y la Innovación, ha puesto de manifiesto una vez más el potencial de la divulgación a la sociedad, especialmente a los más jóvenes.

Un equipo de investigadores, dirigidos por Domenico Giustiniano, Research Associate Professor en IMDEA Networks Institute, Madrid, ha presentado importantes avances en la creación de sistemas de comunicación inalámbricos sostenibles. Esto representa un paso adelante para hacer realidad la fabricación de dispositivos de comunicación sin baterías, lo cual se ha conseguido a través de la convergencia de dos tecnologías emergentes: LiFi y retrodispersión por rafiofrecuencia (RF). Entre las posibles aplicaciones están los hogares, ciudades y agricultura inteligentes.

Se espera que más de 64 billones de dispositivos IoT se encuentren desplegados en 2025, y operarán con baterías. Los componentes químicos de estas baterías son una amenaza para la Tierra, con un gran impacto ambiental. Así pues, hay una necesidad urgente de encontrar una solución para eliminar las baterías sin afectar el rendimiento de comunicación y los servicios IoT.

Investigadores de IMDEA proponen que dispositivos IoT operen con la energía provista por diodos emisores de luz (Light Emitting Diodes, LEDs), y cualquier otra fuente de luz, y los datos se envíen modulando estos LEDs, un concepto llamado LiFi, y que los dispositivos IoT envíen de vuelta datos mediante la reflexión y modulación de señales RF presentes en el entorno, una técnica de transmisión de bajo consumo energético llamado retrodispersión por RF.

“Nuestro trabajo abre las puertas a aplicaciones del Internet de las Cosas de largo alcance y sin baterías, aprovechando la infraestructura de iluminación para la comunicación, algo que no era posible lograr antes. Es el resultado de tres años de investigación; cuando empezamos, LiFi y retrodispersión por RF se consideraban tecnologías independientes la una de la otra, y nosotros hemos demostrado que LiFi puede resolver las limitaciones que presenta la retrodispersión por RF, y que LiFi puede ser aplicado a un nuevo campo, la comunicación sin baterías”, señala Dr. Giustiniano. El equipo de IMDEA Networks (formado por Domenico Giustiniano, Borja Genovés Guzmán y Muhammad Sarmad Mir) ha contado con la colaboración del Dr. Ambuj Varshney (Uppsala University, y próximo Assistant Professor en la Universidad Nacional de Singapur).

«Las células solares se han utilizado ampliamente para captar energía. En este trabajo, damos un paso más y demostramos que pueden utilizarse de forma eficiente y simultánea como fuente de captación de energía y receptor de comunicaciones. Nuestra solución encuentra un equilibrio entre la energía captada requerida por el dispositivo IoT y la tasa de datos deseada, lo que permite que nuestro sistema opere sin baterías”, subraya Borja Genovés, Investigador postdoctoral en IMDEA Networks y uno de los coautores del artículo científico.

La investigación (PassiveLiFi: Rethinking LiFi for Low-Power and Long Range RF Backscatter), que ha demostrado que los dispositivos IoT limitados en energía pueden transmitir a una larga distancia sin aumentar su consumo energético, se presentará en la prestigiosa conferencia internacional ACM MobiCom 2021. Representando una transferencia de conocimiento tecnológico a la sociedad, con el apoyo de fondos de la Comunidad de Madrid, el Ministerio de Ciencia e Innovación de España y la Unión Europea, esta investigación se ha presentado recientemente al público en encuentros como la Semana de la Ciencia y la Noche Europea de los Investigadores (organizadas en la Comunidad de Madrid por la Fundación para el Conocimiento madri+d).

Sobre Domenico Giustiniano

Profesor de investigación en IMDEA Networks, dirige el Pervasive Wireless System Group y participa en proyectos con financiación europea como ENLIGHT’EM, SOMIRO y LOCUS. Tiene un doctorado en Ingeniería de Telecomunicaciones por la Universidad Rome Tor Vergata (2008), y antes de unirse a IMDEA Networks, trabajó como investigador en laboratorios punteros como Telefónica Research, Disney Research y ETH Zurich.

Un año más, IMDEA Networks ha participado en la Noche Europea de los Investigadores en Madrid, un importante evento de divulgación científica celebrado el 24 de septiembre en la Residencia de Estudiantes de Madrid. En su duodécima edición, investigadores de los siete Institutos IMDEA hablaron acerca de cómo utilizan la ciencia para mejorar el presente y el futuro del planeta.

Al evento asistieron Fidel Rodríguez Batalla, viceconsejero de Universidades, Ciencia e Innovación y, Ana Isabel Cremades, directora general de Investigación e Innovación Tecnológica. Rodríguez subrayó durante su intervención la gran labor realizada por los institutos IMDEA. “Tenemos el compromiso y haremos esfuerzos porque queremos que se nos reconozca como una comunidad que atrae y mantiene el talento científico”, añadió. Además, señaló que “el éxito de la ciencia será el éxito de toda la sociedad”.

Manuel Carro y José Manuel Torralba, directores de IMDEA Software e IMDEA Materiales, respectivamente, hicieron un breve repaso sobre cómo se iba a desarrollar esta actividad. Concretamente, Torralba hizo hincapié en que la Noche Europea de los Investigadores es una acción que tiene como objetivo dar visibilidad a la ciencia entre los ciudadanos, acercar los nuevos avances y mostrar a la sociedad que se trata de una profesión divertida y muy enriquecedora. “Dentro de Madrid, hay 29 instituciones que participan en la Noche, por lo que es una acción muy transversal”, añadió.

Además, Torralba puso el foco en la necesidad de promover las carreras STEM entre las mujeres, dado que hay algunos campos en los que su presencia es muy pequeña. Al mismo tiempo, puntualizó: “No esperemos que haya una pandemia o un desastre natural, como el que está ocurriendo en la isla de La Palma, para trasladar el mensaje de que es importante que haya ciencia en cualquier momento”. Después de estas intervenciones, los investigadores de Institutos IMDEA Agua, Alimentación, Energía, Materiales, Nanociencia, Networks y Software comenzaron sus exposiciones.

Los investigadores de IMDEA Networks Domenico Giustiniano (Research Associate Professor), Borja Genovés (Investigador Postdoc), Muhammad Sarmad Mir (Estudiante de Doctorado), Javier Talavante (Estudiante de Doctorado) y Dayrene Frómeta (Estudiante de Doctorado) demostraron que es posible un despliegue sostenible de dispositivos de comunicación inalámbrica. Durante la exposición, Genovés lanzó una pregunta al público: “¿Cuántos de ustedes necesitaban usar un dispositivo electrónico y la batería se les había agotado?”. Este es un problema al que ellos pretenden dar solución.

Asimismo, la cantidad masiva de dispositivos del Internet de las Cosas (IoT) que se están desplegando está causando un enorme impacto medioambiental en la Tierra, ya que estos dispositivos dependen actualmente de baterías compuestas por componentes químicos nocivos. “Hacemos posible los dispositivos sin baterías mediante la convergencia de dos tecnologías principales: LiFi y la retrodispersión de radiofrecuencia (RF) pasiva”, dijo Genovés.

En la demo se mostró un caso de uso real en el que el usuario solicitaba a un dispositivo IoT sin batería que midiera la temperatura de la habitación. El sensor la enviaba a una estación central y los datos se mostraban desde una aplicación doméstica inteligente. El dispositivo IoT sin batería recibía y transmitía continuamente los datos de la red, sin ninguna interrupción del servicio.

Estos dispositivos IoT sin batería tienen múltiples aplicaciones reales, tanto en hogares inteligentes, IoT, Agricultura inteligente, Sanidad, Industria 4.0… “En general, cualquier aplicación que requiera de sensores que capten datos que deban ser comunicados”, explica Genovés.

“Desde el año pasado hemos mejorado nuestro diseño a diferentes niveles. La aportación más importante es que el punto de acceso LiFi no sólo transmite datos, sino también una señal de espectro ensanchado chirp (CSS) para que el dispositivo IoT sin batería pueda transmitir datos a una distancia mucho mayor manteniendo un escaso consumo de energía. Con una portadora de RF de 17 dBm, podemos generar una señal de retrodispersión de RF con un alcance de 80,3 metros/

IMDEA Networks Institute acaba de conseguir una nueva patente (en este caso en España, añadida a la ya concedida en Estados Unidos), un nuevo reconocimiento, por parte de la Oficina Española de Patentes y Marcas a su proceso de transferencia de tecnología al mercado. Método para determinar información de tipo geométrico en dispositivos de redes en la banda de ondas milimétricas, ha sido desarrollada por el equipo formado por investigadores y ex investigadores de IMDEA Networks como Guillermo Bielsa, Joan Palacios, Paolo Casari, Joerg Widmer y Adrian Loch.

Paolo Casari (en la actualidad, profesor asistente en la Universidad de Trento) comenta, como portavoz del equipo, la importancia de este desarrollo, en línea con los objetivos de IMDEA Networks para fomentar la innovación y garantizar la mejora continua de la calidad de la investigación y, en suma, de la vida humana. “Las redes futuras de 5G incorporarán comunicaciones a muy altas frecuencias, que usen el denominado espectro de ondas milimétricas. Una tecnología muy nueva que traerá velocidades de conexión sin precedentes que facilitarán actividades cotidianas (por ejemplo, ver vídeos, navegar por internet, etc.) además de aplicaciones en tiempo real (realidad virtual, conducción autónoma, etc.). Hemos desarrollado un método capaz de extraer la información necesaria de las señales de ondas milimétricas para poder estimar la localización del usuario de la red”.

Uno de los principales signos de distinción de este hallazgo es que no se necesitan incorporar sensores adicionales en el dispositivo. “En su lugar (comenta Casari), solo usamos señales que se podrían cambiar, en todo caso, para necesidades de comunicación. Nuestro sistema funciona, además, en el interior de los edificios, donde los equipos de localización habituales (por ejemplo, los receptores GPS) no funcionarían”. Otra funcionalidad: el invento facilita localizar con una buena precisión, dispositivos asignados a una red de onda milimétrica, lo que permite ofrecer mejores servicios.

Como destaca Casari: “Este es un logro muy importante desde el punto de vista de las telecomunicaciones. Por ejemplo, nuestro invento habilita un grupo de dispositivos denominados ‘puntos de acceso’ (muy similares a los que nos conectamos con nuestros smartphones u ordenadores portátiles cuando estamos en casa, en el trabajo…o en un bar), para coordinar y facilitar conexiones a la red más rápidas a los diferentes usuarios conectados. También ayuda a evitar y prevenir aquellos obstáculos situados entre un dispositivo de usuario y uno de los múltiples puntos de acceso a la red.

“La aplicación de este invento (concluye Casari) permitirá ayudar siempre que se necesite un sistema de localización rápido y preciso que funcione de forma inmediata utilizando las futuras señales de la red de ondas milimétricas. A su vez, un sistema de localización rápido y preciso permite ofrecer servicios personalizados basados en la localización a cada usuario. En el trabajo, puede ayudar al trabajador a encontrar servicios a su alrededor (por ejemplo, las impresoras y pizarras electrónicas para reuniones más cercanas)”. Incontables aplicaciones que solo dependen del contexto en el que se desarrollen: un espacio al aire libre con muchos restaurantes, interiores con una distribución laberíntica, etc.