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Campus más allá del 5G: inteligencia distribuida e hiperconectividad al servicio de la comunidad universitaria

El Ministerio de Ciencia e Innovación, a través de la Oficina de Compra Pública Precomercial del CDTI Innovación, ha impulsado el proyecto TIC-2, que ha enriquecido las infraestructuras digitales de la Universidad de Murcia con tecnología muy innovadora en cuanto a recursos (i) de computación distribuida basada en IA y (ii) de red de comunicaciones más allá del 5G. El presupuesto de este proyecto asciende a 5,9 millones de euros y ha permitido a empresas punteras en el sector convertir el Campus de Espinardo de la Universidad de Murcia en una ciudad inteligente que ofrece servicios avanzados a su comunidad: gestión de espacios y energía, traducción y transcripción simultanea en eventos, planes eficientes de movilidad, etc. Este proyecto ha permitido situar a la Universidad de Murcia a la vanguardia en estas tecnologías, tanto para su comunidad como a nivel científico, ya que la infraestructura desplegada se ofrece como laboratorio de pruebas para investigación en el campo de las TIC.

Antecedentes

Hasta ahora los proyectos en ciudades y campus, para convertirlos en inteligentes (Smart), se han centrado en desarrollar plataformas de gestión de datos para integrar diferentes verticales y crear sistemas comunes que permitan el desarrollo de nuevas soluciones.

Sin embargo, el proyecto TIC-2 se diferencia de otras propuestas en que se busca la integración de soluciones de inteligencia en diferentes niveles, tanto a nivel de red como de nodos de procesamiento intermedios y en las interconexiones entre subsistemas formando un continuo entre los niveles "fog-edge-core-cloud" de la infraestructura. Así, se desarrollar una gestión distribuida y coordinada del procesamiento de la información y por consiguiente de la toma de decisiones.

Como resultado, se pueden ofrecer servicios cohesionados que se gestionan como un todo, dando una visión integral y de conjunto a dichos servicios, de modo que el usuario final percibe una mayor calidad de experiencia durante sus actividades en el campus.

Retos

Las soluciones desarrolladas integran un mecanismo de computación inteligente distribuida a lo largo de la jerarquía de red, mediante la descarga de las labores de procesado y uso de cachés sincronizadas. El esquema de coordinación integra los paradigmas actuales de computación “fog”, “edge”, "core" y “cloud”, pero atendiendo a otras posibles capas de abstracción del procesamiento por aparecer, mediante un mecanismo genérico de distribución de tareas.

Los principales actores beneficiados son los dispositivos finales con capacidad de cómputo y alimentación limitada, englobando a los usuarios a través de las aplicaciones en dispositivos móviles, y los sistemas de recolección y procesado de datos en despliegues IoT.

Esta solución ha supuesto la apertura de un marco novedoso de adaptación contextual del procesamiento, mediante un acceso ubicuo a la plataforma de computación de forma transparente para las aplicaciones, gracias a las tecnologías habilitadoras ICN y SDN.

Fases

Los principales fases del proyecto han sido las siguientes:

-Despliegue de nodos de procesamiento a niveles, Fog, Edge, y subsistemas de procesamiento (energía, agua, medio ambiente, movilidad) mediante el uso de las capacidades de IoT y de 5G en las infraestructuras actuales.

-Desarrollo de nuevos componentes de interoperabilidad entre subsistemas para permitir el intercambio mediante modelos de datos comunes entre subsistemas.

-Diseño y prueba de nuevos algoritmos de Big Data, Deep Learning y análisis de datos que da el procesamiento de los susbsistemas y la identificación de patrones y creación de modelos de optimización para la toma de decisiones.

-Diseño e integración de nuevos algoritmos de coordinación entre subsistemas basados en inteligencia distribuida y definición de jerarquías de procesamiento.

-Despliegue de todos estos componentes en una infraestructura hiperconectada y validación de solución en los diferentes ámbitos de estudio.

Nuevos Servicios

TIC-2 ha permitido la implementación de diversos verticales software conectadas a la plataforma Smart Campus. Estas verticales son del tipo: gestión energética, gestión del agua, medio ambiente y movilidad de usuarios/vehículos y servicios multimedia. Éstos están claramente orientados a mejorar la eficiencia energética y huella de carbono de la institución, al tiempo de mejorar la calidad de vida de su comunidad.

Cabe destacar que este proyecto ha permitido alinear la estrategia de gestión del Campus de la Universidad de Murcia con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).

Desde esta perspectiva, la plataforma desarrollada está alineada desde su concepción inicial con los 17 ODS, de los que destacamos dos por su especial transversalidad y por ser necesarios para el cumplimiento del resto de objetivos y metas: “ODS 11: Ciudades y Comunidades Sostenibles” y “ODS 9: Industria, Innovación e Infraestructura”, con el objetivo de alcanzar un campus resiliente, sostenible e inclusivo.

Conclusiones

Los desarrollos realizados en TIC-2 han permitido a la Universidad de Murcia disponer de una infraestructura puntera a nivel europeo. Dicha infraestructura se está explotando en dos vertientes.

En primer lugar, se están desarrollando servicios de gestión avanzada de recursos en distintos verticales con el objetivo de mejorar la eficiencia de la organización, así como la calidad de vida de la comunidad que diariamente acude a su campus de Espinardo.

Además, los sistemas implementados sirven como testbed de “campus as a Lab” para los propios investigadores de la institución en diversos ámbitos científicos, así como para otros grupos de investigación a nivel nacional e internacional, interconectándolo a las infraestructuras europeas de investigación a través de proyectos del programa Horizonte Europa. De este modo, se fomenta la atracción de talento a nivel investigador que, a su vez, desarrolla nuevas aplicaciones y servicios que repercuten de forma directa en la Universidad.