Anticipando los posibles problemas de la llegada de las redes de quinta generación (5G) y la creciente necesidad de realizar el seguimiento de cada más dispositivos móviles, los ingenieros de la Universidad de Tufts han ideado un algoritmo de autolocalización descentralizado, que mejora el proceso de localización y rastreo de estos dispositivos.

Se trata de una solución escalable que podría satisfacer la demandas de 50 mil millones de dispositivos IoT conectados que están proyectados para el 2020, y permitirá el desarrollo de nuevos servicios basados en la localización.. Los resultados del estudio se han publicado en la revista científica “Proceeding of the IEEE”, publicada por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEE).

Actualmente, el posicionamiento de los dispositivos inalámbricos está centralizado, dependiendo de los “anclajes”, con ubicaciones conocidas como pueden ser las torres de telefonía móvil o satélites GPS, para comunicarse directamente con cada producto. A medida que aumenta el número de dispositivos, se necesita instalar muchos más “anclajes”. Este modelo de posicionamiento centralizado puede volver difícil de manejar a medida que crece exponencialmente la cantidad de elementos a seguir.

Como alternativa a las soluciones centralizadas, el método de localización distribuido de los autores de la investigación, en una red 5G, hace que los dispositivos se ubiquen por sí mismos sin que necesitan acceso directo a los anclajes. La detección y los cálculo se realizan localmente en el producto, por lo que no es necesario que un coordinador central recopile y procese los datos.

«La necesidad de proporcionar conocimiento de la ubicación de cada dispositivo, sensor o vehículo, ya sea estacionario o en movimiento, va a ser un asunto principal en el futuro cercano”, dijo Usman Khan, Ph.D., profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en el Escuela de Ingeniería en Tufts University. «Habrá aplicaciones para rastrear activos e inventarios, cuidado de la salud, seguridad, agricultura, ciencia ambiental, operaciones militares, respuesta a emergencias, automatización industrial, vehículos autónomos, robótica: la lista es interminable. El potencial virtualmente ilimitado de Internet-of-Things requiere que desarrollemos algoritmos descentralizados inteligentes «, dijo Khan, quien es el autor principal del artículo.

El algoritmo de auto-localización desarrollado por Khan y sus colegas hace uso de comunicación de dispositivo a dispositivo, y por lo tanto puede tener lugar en interiores (por ejemplo, en oficinas e instalaciones de fabricación), bajo tierra, bajo el agua o bajo una espesa capa de nubes. Esta es una ventaja sobre los sistemas de GPS, que no solo pueden tener problemas en esas condiciones, sino que también aumentan los requisitos de coste y potencia del dispositivo.

La movilidad de los dispositivos hace que la auto-localización sea un desafío. La clave es obtener posiciones rápidamente para rastrearlas en tiempo real, lo que significa que los cálculos deben simplificarse sin sacrificar la precisión. Los autores lograron esto al sustituir los cálculos de posición no lineales, que son computacionalmente exigentes y pueden perder su marca si la conjetura inicial en la posición está en el lugar equivocado, con un modelo lineal que converge rápida y confiablemente en la posición precisa del dispositivo. El paso a un cálculo lineal computacionalmente más simple surge como resultado de que los dispositivos miden su ubicación entre sí con un punto que representa el «centro de masa» de los dispositivos vecinos, en lugar de hacer que todos ellos hagan referencia a un conjunto de anclajes estacionarios. La convergencia a posiciones precisas es extremadamente rápida, haciendo posible el seguimiento en tiempo real de una gran cantidad de dispositivos.

«Además de prepararnos para un futuro de dispositivos conectados ubicuos, este enfoque podría aliviar la presión sobre la infraestructura actual al eliminar la necesidad de instalar una gran cantidad de antenas (anclajes) en edificios y vecindarios», dijo Khan.