Nadie busca diseñar un producto del Internet de las Cosas (IoT) que vaya a fracasar, pero sucede.
Abundan las historias sobre los dispositivos que fracasaron: desde cerraduras inteligentes fáciles de hackear hasta los 440,000 detectores de humo y monóxido de carbono que tuvieron que ser retirados del mercado por fallas de fabricación.
Cuando el problema se presenta solo en un producto y esto se puede resolver reemplazándolo, el impacto en la marca y en la rentabilidad de la empresa es mínimo.
Pero cuando se trata de productos del IoT que están instalados en lugares de difícil acceso o en entornos complejos, el asunto ya se torna más difícil de manejar. Y en estos casos, es posible que el éxito o fracaso de una empresa dependa del funcionamiento de esos artefactos.
IoT no es ciencia ficción
Hoy en día, este escenario es una realidad, ya que el IoT crece cada día más y los dispositivos relacionados comienzan a formar parte de más y más aplicaciones en lugares de difícil acceso.
La agricultura inteligente presenta un ejemplo perfecto: se están utilizando sensores del IoT para distintas aplicaciones con el fin de hacer que la producción sea más productiva y sostenible.
Por ejemplo, se colocan sensores para monitorear los niveles de humedad en la tierra, para desmalezar la cosecha, para ayudar a los pollitos a salir del huevo.
De igual manera, para controlar la salud de las vacas destinadas para el consumo humano, se les implanta un dispositivo del IoT que monitorea su comportamiento y otros factores importantes, como su temperatura.
También se usan etiquetas del IoT para monitorear su actividad y bienestar las 24 horas del día.
Cuando se utilizan para crear ‘vacas inteligentes’, los sensores del IoT se implantan en distintos lugares debajo de la piel de los animales. El proceso requiere una cirugía menor con anestesia.
Una vez que están operando, se espera que los sensores funcionen adecuadamente durante por lo menos tres años.
Durante ese período, se monitorean distintos factores, como el comportamiento e incluso la temperatura corporal de las vacas, lo que puede alertar sobre posibles enfermedades.
Suena muy simple, pero dado que los sensores se encuentran dentro de la vaca, no es tan fácil acceder a ellos si fallan.
Además, el peso de estos animales y su hábito de frotarse continuamente contra varios objetos plantean un problema adicional.
¿Qué sucede cuando una vaca adulta, que pesa más de 800 kg, decide frotar contra algo justo la parte donde se encuentra ubicado el sensor? ¿Se dañaría?
Estas preguntas son válidas y señalan un diferenciador clave entre los dispositivos del IoT que funcionan y aquellos que no. Los productos del IoT que funcionan correctamente se diseñan intencionalmente para no fallar, no solo en el laboratorio bajo condiciones ideales de ensayo, sino también en el mundo real, donde distintos factores conspiran contra ellos.
Desafíos
A continuación, presentamos cinco factores clave que podrían afectar el funcionamiento de los dispositivos del IoT en el mundo real y algunos consejos sobre cómo superar los desafíos relacionados:
1. Problemas de carga y congestión
Desde el momento en que se enciende un nuevo dispositivo de IoT, existen cientos de otros dispositivos similares a su alrededor.
En una sola granja inteligente, podría haber un rebaño donde cada animal tiene implantados varios sensores:
- para medir las variables en la tierra, las plantas y el ambiente,
- para monitorear remotamente a los animales,
- robots que realicen tareas agrícolas y drones, sin mencionar los aparatos del IoT que use el propio granjero.
La congestión podría afectar el funcionamiento normal de los dispositivos. Un incremento drástico en el tráfico de la red tiene un efecto similar, lo que obliga a que los dispositivos deban retransmitir datos continuamente.
Como consecuencia, es posible que se agote más rápido la batería o que falle.
Para evitar esto, los fabricantes deben probar la capacidad de sus dispositivos de funcionar normalmente con una carga de tráfico similar a la que se espera en el entorno de aplicación objetivo. Esas pruebas también deben realizarse simulando distintos tipos de tráfico, como transmisión de video o voz.
2. Interferencia
Al utilizar muchos dispositivos del IoT bajo una misma banda congestionada, como podría suceder en una granja grande, se incrementa significativamente la probabilidad de que haya interferencia entre los artefactos.
Muchos de estos dispositivos no pueden detectarse entre sí —y mucho menos compartir las ondas de radio— y eso hace que algunos se comporten de formas inesperadas.
Para evitar estos problemas, es esencial realizar pruebas de coexistencia. Esto puede ayudar a los fabricantes a determinar la tolerancia que tiene un dispositivo con respecto a otras señales de radio y garantizar que haya un determinado nivel de funcionamiento a pesar de operar en la presencia de otros protocolos de radio.
También habría que probar que los dispositivos del IoT puedan soportar distintas amplitudes, rangos de datos y protocolos con los que probablemente se encuentren en el mundo real.
3. Dificultades de itinerancia
Por lo general, los dispositivos inalámbricos del IoT se mueven de un lado a otro. Eso puede ser un problema si no están diseñados con algoritmos sólidos que les permitan minimizar el retraso y evitar los cortes, ya que un corte de algunos segundos podría ocasionar la pérdida de información muy valiosa.
La congestión e interferencia tienen un gran impacto en el funcionamiento de los algoritmos de itinerancia, lo que hace que sea esencial probar los dispositivos bajo condiciones de red reales para evitar que fallen.
Incluso en el ejemplo de la granja inteligente, implantar un dispositivo del IoT en una vaca solo tiene sentido si el granjero puede acceder a la información de ese sensor.
Una de las formas de evitar este problema es probar el comportamiento de transferencia de itinerancia en los dispositivos del IoT en condiciones complejas.
Se recomienda simular la antena del dispositivo para garantizar que pueda soportar la itinerancia y, al mismo tiempo, operar a pesar del volumen y la combinación de tráfico que se encuentra en el mundo real.
4. Interoperabilidad con la infraestructura de red
Puede ser que, un día, un dispositivo del IoT funcione bien y que, al siguiente, empiece a actuar erráticamente o deje de funcionar por completo.
Es probable que el problema no surja del dispositivo en sí, sino del usuario, que actualizó el firmware en los puntos de accesos (AP) inalámbricos.
Un pequeño cambio en la infraestructura de la red puede hacer que un dispositivo del IoT que funciona perfectamente, como un sensor implantado en una vaca, ya no sea reconocido por el ambiente objetivo.
Afortunadamente, aplicar un conjunto de pruebas que evalúen el cumplimiento con el protocolo de red puede ser una defensa eficaz contra este tipo de falla, siempre que incluya todas las funciones definidas del protocolo inalámbrico de un dispositivo y no solo un pequeño subconjunto.
5. Violaciones de seguridad
Todos los dispositivos del IoT son vulnerables a ataques, incluso si están implantados en una vaca. A veces, los hackers buscan la información que recopilan los dispositivos. Otras veces, les interesa encontrar una forma de explotar la seguridad débil de un dispositivo para ingresar furtivamente a una red.
Eso es lo que puede suceder cuando hay un dispositivo itinerante y se producen interferencias. Esa interferencia puede dominar al dispositivo y generar fallas, lo que a su vez podría ocasionar grandes retrasos en la conexión y una mayor vulnerabilidad temporal a ataques.
Una de las formas de evitar este escenario es probar los dispositivos con un conjunto de pruebas que tengan la capacidad de simular el comportamiento itinerante en un ambiente abarrotado de radiofrecuencias.
A medida que más consumidores comienzan a confiar en el poder del IoT, también aumenta la presión sobre los fabricantes para que garanticen productos de confianza.
Para aquellas empresas que buscan diseñar productos del IoT infalibles, la clave está en entender a la perfección el entorno de aplicación del artefacto y en realizar las pruebas adecuadas para asegurar que puede funcionar a pesar de los factores que podrían afectan su desempeño.
Más allá de cuál sea la aplicación de estos dispositivos —desde vacas inteligentes hasta dispositivos de monitoreo médico—, las empresas que buscan priorizar la fiabilidad sin duda aprovecharán las oportunidades cada vez mayores que ofrece el mercado del IoT.
Por Cheryl Ajluni, Líder de Soluciones del Internet de las Cosas en Keysight Technologies
