Domótica en México
¡La inteligencia de tu casa!


Domótica en México
¡La inteligencia de tu casa!
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La casa inteligente de nuestros días, ¿en realidad es inteligente? ¿Cuál será su IQ? (Inteligencie Quotient o coeficiente intelectual) o ¿cómo se mide? ¿Desarrolla, aprende y comprende? Si así fuera, ¿cómo adquiere sus habilidades cognitivas?, ¿cómo asegurar que estos conocimientos serán utilizados consciente o inconscientemente en favor y no en contra de su mentor? Son algunas preguntas frecuentes relacionadas con el tema de inteligencia artificial. La acción de dotar con técnicas recursivas las tareas cotidianas del hogar: inteligencia de la casa o, en su forma más especializada: automatización de ella, y la integración de estas acciones especializadas e individuales dentro del hogar da origen a la domótica.1
     
El término “casa inteligente” es un tecnicismo derivado de la palabra domótica, cuya etimología es domus, que significa “casa”, en latín y tica es “relativo a”. Según el Diccionario de la Real Academia Española (RAE), se adapta de forma incluyente, “casa que funciona por sí sola”.

La casa digital es un concepto de funcionalidad de una vivienda cuyo fin es proporcionar una buena calidad de vida mediante tecnología; no obstante, es cierto que sin tecnología moderna se puede lograr;2 recordemos la aportación de los romanos a sus sistemas bioclimáticos perfectos; el Renacimiento, caracterizado por el orden y la claridad en sus edificios, y qué decir del Barroco, que resalta ilusiones ópticas y da la sensación de movimientos y la orientación de sus construcciones para lograr una mayor luminosidad… Cuando la experiencia de una buena sensación en el ser humano está relacionada con la percepción de aquello que lo rodea, como confort, seguridad, entretenimiento y ahorro, la domótica es una buena opción.

La acción de automatizar las tareas en casa no es nueva, desde fines de los años cuarenta y después de los terribles tiempos bélicos mundiales, la industria, finalmente, inició la producción de enseres en masa, y uno de los sectores más beneficiados fue el de los domésticos; incluso, programas de televisión como Los supersónicos y Robotina —a principios de la década de los sesenta—expresaban los cambios en las viviendas con base en nuevas tecnologías.
     Desde entonces, los avances en electrónica, informática y telecomunicaciones permitieron automatizar las nobles y rudas tareas del hogar. En los sesenta apareció, en los Estados Unidos, el primer protocolo comercial para integrar los dispositivos automatizados dentro del hogar, llamado X103 que, en realidad es el tátara tátara tátara, tatarabuelo de los actuales.
     Hoy en día ya podemos compartir recursos entre sistemas automatizados residenciales a través de los servicios de internet que nos permiten, por ejemplo, instalar cámaras de seguridad, ajustar la temperatura de nuestras habitaciones e, incluso, el acceso a nuestro hogar abriendo las puertas remotamente o por medio de las bandas telefónicas 3G4 (Third generation) y GSM5 (Global System for Movil) en caso de ser necesario. Hasta nuestros días, esta tecnología venía aportando una mejor calidad de vida para sus usuarios dentro de su vivienda; pero, el concepto de integración involucrado activamente por internet está exigiendo a los diferentes automatismos residenciales su participación dentro de la red de redes; no solamente para responder remotamente a rutinas estructuradas, sino para compartir su conocimiento adquirido con los humanos y otras entidades equipadas con inteligencia artificial.

El desarrollo de la domótica involucra la integración de dos grandes campos: primeramente, en la interfaz con el usuario participan diseñadores, arquitectos, psicólogos, sociólogos y artistas, manufactureros, entre otros. En el segundo, se involucra disciplinas como la electrónica, informática, comunicaciones, telecomunicaciones y robótica, principalmente. Este trabajo interdisciplinario ha sido heredado de los procesos industriales;6 en particular, la domótica que requiere profesionales capacitados para solucionar problemas con escenarios no heterogéneos; y los profesionistas de este campo a menudo son llamados integradores de tecnologías de la información y las comunicaciones.

La integración de los procesos automatizados está apoyada en la tecnología M2M (Machine to Machine o “de máquina a máquina”)7 inicialmente, aplicada en los teléfonos celulares para propiciar la comunicación entre ellos sin la intervención humana sobre las ya probadas redes móviles (figura 1).


     Anteriormente, en un esfuerzo por estandarizar los diferentes protocolos para interconectar los dispositivos y sistemas, algunas comunidades fueron creadas entre algunos importantes fabricantes del ramo, para normar los protocolos dispersos, tal fue el caso de KNX8 en Europa, X103 en Norteamérica y HSB9 en Japón. Comercialmente, la integración en domótica se realiza con alguno de los protocolos mencionados, pero sobre aplicaciones pertenecientes a fabricantes de dispositivos de control eléctrico residencial, tal es el caso de Control4, Lutron, BTicino, Vagner y Energy Plus. La simplicidad y creación de nuevas plataformas de tecnologías para la automatización de dispositivos está detonando la domótica hacia el M2M de forma masiva, gracias también, en gran medida, a la investigación formal abocada a la búsqueda de nuevos protocolos de comunicación que gestionan las necesidades actuales de los autómatas;10 OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards u Organización para el Avance de Estándares de Información Estructurada) introduce su protocolo llamado MQTT11 (Message Queuing Telemetry Transport o Transporte Telemétrico de Mensajes en Cola), el cual trabaja en un modelo cliente-servidor, enviando mensajes que consumen un ancho de banda muy pequeño, sobresaliendo dentro del concepto IoT12 (Internet of Things, por su acrónimo en inglés).

FIGURA 2: Distribución centralizada de sistema demótico, se caracteriza por impulsar los dispositivos m2m a un concentrador de red (Cortesía: José Torres V.).

     Con la llegada de nuevas plataformas tecnológicas, diversos términos particulares en las diferentes áreas son introducidos, por esta razón es de suma importancia no cruzar términos en éste que es un campo tecnológicamente bien delimitado; la domótica es integración entre los diferentes automatismos dentro de la vivienda, como se muestra en la figura 2; mientras que la indomótica hace lo propio en grandes instalaciones; por ejemplo, en complejos residenciales y turísticos, oficinas en grandes edificios, entre los más comunes. Existe integración en el área de vivienda sustentable y amigable con el medio ambiente, para este caso se utiliza el término biodomótica; finalmente, el término urbótica se ha destinado al diseño de ciudades inteligentes (figura 2).
     Bajo el mismo tenor, existen comunidades de desarrolladores,13 realizando por cuenta propia aplicativos de backend (sistemas informáticos en servidores de red) con lenguajes como PHP, JavaScript, Ruby, Python, Nodejs, sobre microprocesadores de Intel, ARM, Microchip, Motorola, Texas Instrument y Atmel, para plataformas finales como BeagleBone Black, Raspherry Pi3 y Arduinos, entre los más famosos y con características de tráfico bajo en redes centralizadas. 

La domótica es una inversión para ricos y millonarios, es el primer paradigma que tenemos en la mente. Bien, hagamos un ejercicio que busque integrar en una vivienda dos automatismos, considerando sus costos; por ejemplo: control de luces al ritmo de tu música (WiFi RGB/RGBW Controller MIC Music Control), en ebay, $8.89, envío gratis; un control automático de luces (Controller 4-zone WiFi rgb RGBW led), $18.46, envío gratis; aplicación Android integradora en (Mi- Light), en google play, $0. La inversión inicial total: $27.35 dólares, para tu sistema domótico perfectamente apoyado en un modelo básico de casa inteligente y, como dice el buen Buzz Lightyear “… al infinito y más allá”; cuanto más quieras integrar, más te costará...
     Otro paradigma es el bullying que nos pudiera hacer nuestra propia casa. Te informo: el desarrollo de la domótica involucra las ciencias computacionales trabajando, principalmente, con modelos estructurados a manera de diagramas de flujo, ejecutando instrucciones en dispositivos de memoria en formato uno y ceros o, en el mejor de los casos, adquiriendo datos de campo en tiempo real. Por esta razón tu casa no tomará por su cuenta el control o realizará alguna acción nociva en tu contra; es algo que no está en su programación, por lo cual no tienes de qué preocuparte.

Con el fin de hallar datos duros de integración de la domótica a la vivienda del mexicano como medio para una buena calidad de vida, en el Inegi (Instituto Nacional de Estadística y Geografía) encontramos información precisa sobre pavimentación, electrificación, drenaje, edad de los habitantes…; sin embargo, formalmente no hay datos que permitan identificar el nivel de automatización de los hogares mexicanos; a pesar de las necesidades básicas de integración de control de luminarias, riego, subir o bajar cortinas solares, temporizar enseres domésticos, más todas las actividades de apoyo a personas de la tercera edad y las orientadas hacia los menos protegidos, además de servicios médicos, están a la espera de la aportación de entusiastas artistas, técnicos y profesionales que se involucren en este rubro.

FIGURA 3: Prototipo en desarrollo: control remoto de ignición en formato M2M con tecnologías abiertas. (Cortesía: J. Torres V.) 

     Como ejemplo de desarrollo te mostramos, en la figura 3, una aplicación autómata con un prototipo característico para la activación o regulación de flama, en función del platillo agendado para cocinar; siempre y cuando se tenga el combustible necesario o, en su defecto, el envío de la solicitud de reabastecimiento de combustible al domicilio en cuestión, una vez realizado el pago vía PayPal, mediante el autómata domótico.
     Así pues, considero que existe un área de oportunidad de negocio en este aún nicho de mercado; por esta razón, tengo algunas sugerencias meramente técnicas para iniciarte en este campo: en primer lugar, conviene adentrarse en automatización residencial, comunicada por redes centralizadas y cableada (UTP, Fibra óptica) o inalámbrica (BLE, Z-Wave, WiFi, Zigbee); el segundo paso es incursionar en plataformas de minicomputadoras que soporten en servidores IoT (ej. Rasperry pi2, Edison Intel, BeagleBone Green, Yun, ESP8266 entre otros) y lenguajes gráficos (ej. Processing, CSS, HTML5, Java), para integrar los automatismos en un solo sistema (figura 3).

FIGURA 4: Dispositivos remotos M2M en desarrollo para la internet de las cosas. (Cortesía: José Torres V.)

     Finalmente, conviene seleccionar una pasarela (Gateway) con algún protocolo14 MQTT, CoAP (Constrained Application Protocol), DDS (Data Distribution Services), XMPP (eXtensible Messaging and Presence Protocol) para interconectar con redes distribuidas M2M que convivan con dispositivos de otros fabricantes como General Electric, Sony, Samsung, JVL, Whirlpool, Honeyweel y servicios web, como PayPal y Amazon. En la actualidad, se realiza algunos trabajos de investigación en el Instituto de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Baja California, donde se experimenta con tecnologías de protocolos abiertos en hardware y software; algunos prototipos son mostrados en la figura 4.

Desde los años noventa, las TIC se volcaron a la internet de las personas y, por ende, se buscó involucrar toda entidad pensante artificial, para darles los servicios; sin embargo, en la próxima década,15 la tendencia será interconectar las entidades pensantes del hogar con otras de éste o de otro sitio, sin que las personas participen de las funciones básicas de operatividad; un ejemplo de esta tecnología es el fantástico termostato de google nest16 mostrado en la figura 5.

FIGURA 5: Hermoso y poderoso termostato alojado en la nube de google.
(Cortesía: https: //store.nest.com/product/thermostat?selectedVariantId=T3007ES).

     La domótica está en continua evolución, por lo que la casa no solamente será controlada de forma automática, sino que también aprenderá de sus procesos de rutina; por otro lado, en función de avances en nanotecnología y bioingeniería, así como los sensores y actuadores utilizados serán capaces de enviar información en tiempo real al controlador de la casa, desde las telas de tu ropa, alimentos en tu mesa, muebles del hogar; incluso, de residuos en tu cesto de basura; mejor aún, ya no tendrás que cargar con tus muestras a los laboratorios clínicos para tus análisis de rutina, sino que el excusado lo hará por ti.

Doctor José Torres Ventura

Es desarrollador e integrador de aplicaciones en sistemas de automatización para los campos de robótica, domótica, manufactura y medicina, con una arquitectura cliente-servidor con medio de transmisión inalámbrica.

M. A. Reyna
R. Rascón Carmona
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