IoT con IBM y NI

Trabajo realizado en la empresa ULMA Embedded Solutions

Elastic Computing - a novel paradigm for distributed systems

This talk, which is based on our newest findings and experiences from research and industrial projects, addresses one of the most relevant challenges for a decade to come: How to integrate the Internet of Things with software, people, and processes, considering modern Cloud Computing and Elasticity principles. Elasticity is seen as one of the main characteristics of Cloud Computing today. Is elasticity simply scalability on steroids? This talk addresses the main principles of elasticity, presents a fresh look at this problem, and examines how to integrate people, software services, and things into one composite system, which can be modeled, programmed, and deployed on a large scale in an elastic way. This novel paradigm has major consequences on how we view, build, design, and deploy ultra-large scale distributed systems.

Towards a Generic Enterprise Systems Architecture Based on Cyber-Physical Systems Principles

Part 7: Cyber-Physical Systems

The Sensing Enterprise: Towards the Next Generation Dynamic Virtual Organisations

Part 6: Engineering and Implementation of Collaborative Networks

Análise de risco para computação em nuvem

Têm-se notado nos últimos anos um crescimento na adoção de tecnologias de computação em nuvem, com uma adesão inicial por parte de particulares e pequenas empresas, e mais recentemente por grandes organizações. Esta tecnologia tem servido de base ao aparecimento de um conjunto de novas tendências, como a Internet das Coisas ligando os nossos equipamentos pessoais e wearables às redes sociais, processos de big data que permitem tipificar comportamentos de clientes ou ainda facilitar a vida ao cidadão com serviços de atendimento integrados. No entanto, tal como em todas as novas tendências disruptivas, que trazem consigo um conjunto de oportunidades, trazem também um conjunto de novos riscos que são necessários de serem equacionados. Embora este caminho praticamente se torne inevitável para uma grande parte de empresas e entidades governamentais, a sua adoção como funcionamento deve ser alvo de uma permanente avaliação e monitorização entre as vantagens e riscos associados. Para tal, é fundamental que as organizações se dotem de uma eficiente gestão do risco, de modo que possam tipificar os riscos (identificar, analisar e quantificar) e orientar-se de uma forma segura e metódica para este novo paradigma. Caso não o façam, os riscos ficam evidenciados, desde uma possível perda de competitividade face às suas congéneres, falta de confiança dos clientes, dos parceiros de negócio e podendo culminar numa total inatividade do negócio. Com esta tese de mestrado desenvolve-se uma análise genérica de risco tendo como base a Norma ISO 31000:2009 e a elaboração de uma proposta de registo de risco, que possa servir de auxiliar em processos de tomada de decisão na contratação e manutenção de serviços de Computação em Nuvem por responsáveis de organizações privadas ou estatais.

Estado del arte del IoT aplicado a la geotecnia

69 p.

Simulazione di protocolli di gossip in territori a bassa connettività

I mondi di Smart City e Internet-of-Things si stanno ampliando notevolmente grazie all'evoluzione continua delle tecnologie. Tuttavia risultano escluse dall'ambito di interesse le zone rurali e decentralizzate perché spesso prive di un'infrastruttura di rete ben definita. A fronte di questo problema, i dispositivi che si trovano in queste zone potrebbero auto-organizzarsi per comunicare instaurando collegmenti di tipo peer-to-peer e utilizzando protocolli di disseminazione di informazioni basati su gossip. In questa tesi sono trattate le seguenti questioni e mediante alcune simulazioni al calcolatore sono riprodotti alcuni scenari per valutare le prestazioni degli algoritmi di Gossip with Fixed Probability e Conditional Broadcast e la diffusione delle informazioni tra i nodi all'interno di una rete creata in maniera opportunistica.

Acumen : an open-source testbed for cyber-physical systems research

Developing Cyber-Physical Systems requires methods and tools to support simulation and verification of hybrid (both continuous and discrete) models. The Acumen modeling and simulation language is an open source testbed for exploring the design space of what rigorousbut- practical next-generation tools can deliver to developers of Cyber- Physical Systems. Like verification tools, a design goal for Acumen is to provide rigorous results. Like simulation tools, it aims to be intuitive, practical, and scalable. However, it is far from evident whether these two goals can be achieved simultaneously. This paper explains the primary design goals for Acumen, the core challenges that must be addressed in order to achieve these goals, the “agile research method” taken by the project, the steps taken to realize these goals, the key lessons learned, and the emerging language design.

Privacy matters: issues within mechatronics

As mechatronic devices and components become increasingly integrated with and within wider systems concepts such as Cyber-Physical Systems and the Internet of Things, designer engineers are faced with new sets of challenges in areas such as privacy. The paper looks at the current, and potential future, of privacy legislation, regulations and standards and considers how these are likely to impact on the way in which mechatronics is perceived and viewed. The emphasis is not therefore on technical issues, though these are brought into consideration where relevant, but on the soft, or human centred, issues associated with achieving user privacy.

Seudonimización de datos en el entorno sanitario

Los problemas de privacidad están aumentando con el uso masivo de dispositivos IoT (Internet of Things) en el ámbito de la Salud y el Bienestar. Estos dispositivos manejan gran cantidad de datos relativos a la salud del individuo que son almacenados y transferidos a través de diferentes dispositivos y plataformas propiedad de empresas privadas. El tratamiento confidencial de estos datos es, por tanto, fundamental para mantener la privacidad de los usuarios. En este trabajo se ha realizado una extensa revisión de la legislación internacional y trabajos de investigación publicados con respecto a los datos que deben protegerse en el ámbito de la salud. El propósito es garantizar la protección de los datos de las personas que hacen uso de estos servicios. Se ha clasificado y optimizado la colección de atributos obtenida con esta revisión a través de la identificación de duplicados y eliminación de aquellos no utilizados. Posteriormente, el conjunto de datos obtenido se ha sometido al criterio de expertos utilizando diferentes técnicas como entrevistas y cuestionarios con el objetivo de obtener el conjunto de datos que debe ser objeto de estudio en cada caso concreto para su protección en el ámbito de la Salud. Los datos finales obtenidos se presentan en este trabajo.

Applicazione di tecniche AI per la progettazione di un sistema a supporto del paziente iperteso

In questa tesi si è cercato di trovare le soluzioni più efficaci a supporto delle questioni legate all'ipertensione di seguito descritte attraverso l'uso di tecniche riguardanti l'intelligenza artificiale e l'Internet of Things. Uno tra i compiti dei medici che si occupano di curare i malati di ipertensione è quello di elaborare protocolli per quanto riguarda la prevenzione e la cura di questa malattia, i quali vengono periodicamente aggiornati. Per supportare ciò, il primo progetto sviluppato è consistito in un'analisi dei dati sul dataset ottenuto a partire dall'elaborazione delle risposte date ai questionari che sono stati distribuiti durante la Giornata Mondiale dell'Ipertensione. A partire da questo, si è cercato di evidenziare la classe di persone che con più probabilità sono malate di ipertensione in modo tale che le linee guida aggiornate si concentrino maggiormente su costoro. La seconda questione affrontata è che non sempre le cure che vengono prescritte sono efficaci, talvolta a causa del medico, talvolta a causa del paziente. Si rende perciò necessario fornire ai pazienti degli strumenti che li aiutino direttamente nella cura della loro malattia. Devono avere anche lo scopo di aiutare il medico nel suo lavoro di monitoraggio periodico delle condizioni di salute del paziente, perché possa avere realmente il polso della situazione. Per fare questo, il secondo progetto ha riguardato lo sviluppo di un chatbot disponibile sulla piattaforma di messaggistica istantanea Telegram ad uso dei malati di ipertensione. Questo assistente virtuale permette loro di registrare le misurazioni di pressione che settimanalmente devono effettuare e ricorda loro di farlo quando passa troppo tempo dall'ultima misurazione. Il sistema permette inoltre di visualizzare medie e grafici delle misurazioni che sono state raccolte cosicché il medico può affidarsi ad uno strumento più evoluto del semplice libretto diario in cui il paziente annota tutte le misurazioni.

Sviluppo di YouCrowd: una piattaforma per campagne mobile crowdsensing on-demand

Con il termine "crowdsensing" si intende una tecnica in cui un folto gruppo di individui aventi dispositivi mobili acquisiscono e condividono dati di natura diversa in maniera collettiva, al fine di estrarre informazioni utili. Il concetto di Mobile Crowdsensing è molto recente e derivante dalle ultime innovazioni tecnologiche in materia di connettività online e cattura di dati di vario genere; pertanto non si trova attualmente una vera e propria applicazione in campo reale, la modellazione solo teorica e fin troppo specifica pone un limite alla conoscenza di un ambito che può rivelarsi molto utile ai fini di ricerca. YouCrowd è un piattaforma web che va ad implementare un sistema di crowdsourcing completo, in grado di leggere dati dai numerosi sensori di uno smartphone e condividerli, al fine di ottenere una remunerazione per gli utenti che completano una campagna. La web application vede la sua implementazione di base supportata da NodeJS e si configura come una piattaforma dinamica che varia la propria interfaccia con l'utente in base alle richieste di dati da parte degli administrators. Il test di YouCrowd ha coinvolto un buon numero di partecipanti più o meno esperti nell'utilizzo degli strumenti informatici, rivelando delle buone prestazioni in relazione alla difficoltà del task e alle prestazioni del device in test.

High performance and energy-efficient instruction cache design and optimisation for ultra-low-power multi-core clusters

High Energy efficiency and high performance are the key regiments for Internet of Things (IoT) end-nodes. Exploiting cluster of multiple programmable processors has recently emerged as a suitable solution to address this challenge. However, one of the main bottlenecks for multi-core architectures is the instruction cache. While private caches fall into data replication and wasting area, fully shared caches lack scalability and form a bottleneck for the operating frequency. Hence we propose a hybrid solution where a larger shared cache (L1.5) is shared by multiple cores connected through a low-latency interconnect to small private caches (L1). However, it is still limited by large capacity miss with a small L1. Thus, we propose a sequential prefetch from L1 to L1.5 to improve the performance with little area overhead. Moreover, to cut the critical path for better timing, we optimized the core instruction fetch stage with non-blocking transfer by adopting a 4 x 32-bit ring buffer FIFO and adding a pipeline for the conditional branch. We present a detailed comparison of different instruction cache architectures' performance and energy efficiency recently proposed for Parallel Ultra-Low-Power clusters. On average, when executing a set of real-life IoT applications, our two-level cache improves the performance by up to 20% and loses 7% energy efficiency with respect to the private cache. Compared to a shared cache system, it improves performance by up to 17% and keeps the same energy efficiency. In the end, up to 20% timing (maximum frequency) improvement and software control enable the two-level instruction cache with prefetch adapt to various battery-powered usage cases to balance high performance and energy efficiency.

Surveillance risks in IoT applied to smart cities

Nowadays, cities deal with unprecedented pollution and overpopulation problems, and Internet of Things (IoT) technologies are supporting them in facing these issues and becoming increasingly smart. IoT sensors embedded in public infrastructure can provide granular data on the urban environment, and help public authorities to make their cities more sustainable and efficient. Nonetheless, this pervasive data collection also raises high surveillance risks, jeopardizing privacy and data protection rights. Against this backdrop, this thesis addresses how IoT surveillance technologies can be implemented in a legally compliant and ethically acceptable fashion in smart cities. An interdisciplinary approach is embraced to investigate this question, combining doctrinal legal research (on privacy, data protection, criminal procedure) with insights from philosophy, governance, and urban studies. The fundamental normative argument of this work is that surveillance constitutes a necessary feature of modern information societies. Nonetheless, as the complexity of surveillance phenomena increases, there emerges a need to develop more fine-attuned proportionality assessments to ensure a legitimate implementation of monitoring technologies. This research tackles this gap from different perspectives, analyzing the EU data protection legislation and the United States and European case law on privacy expectations and surveillance. Specifically, a coherent multi-factor test assessing privacy expectations in public IoT environments and a surveillance taxonomy are proposed to inform proportionality assessments of surveillance initiatives in smart cities. These insights are also applied to four use cases: facial recognition technologies, drones, environmental policing, and smart nudging. Lastly, the investigation examines competing data governance models in the digital domain and the smart city, reviewing the EU upcoming data governance framework. It is argued that, despite the stated policy goals, the balance of interests may often favor corporate strategies in data sharing, to the detriment of common good uses of data in the urban context.

Proximity detection protocols for IoT devices

In recent years, we have witnessed the growth of the Internet of Things paradigm, with its increased pervasiveness in our everyday lives. The possible applications are diverse: from a smartwatch able to measure heartbeat and communicate it to the cloud, to the device that triggers an event when we approach an exhibit in a museum. Present in many of these applications is the Proximity Detection task: for instance the heartbeat could be measured only when the wearer is near to a well defined location for medical purposes or the touristic attraction must be triggered only if someone is very close to it. Indeed, the ability of an IoT device to sense the presence of other devices nearby and calculate the distance to them can be considered the cornerstone of various applications, motivating research on this fundamental topic. The energy constraints of the IoT devices are often in contrast with the needs of continuous operations to sense the environment and to achieve high accurate distance measurements from the neighbors, thus making the design of Proximity Detection protocols a challenging task.