Prototipos Edge. Definición y ventajas.

Los prototipos edge son dispositivos que tienen capacidad de procesamiento y toma de decisiones en local, sin requerir el envío de datos que son utilizados como materia prima para su posterior procesamiento en otros dispositivos. 

Para comprender mejor el funcionamiento de los prototipos edge, podríamos citar un algún ejemplo:

Pulseras inteligentes para el pádel

Imaginemos una pulsera que contiene sensores que permiten la captura de datos en tiempo real. Con estos datos, podrían definirse los tipos de golpes que ejecutan los deportistas, además de realizar un diagnóstico sobre los mismos. Hablamos de un prototipo con un modelo de inteligencia artificial que permite este análisis. 

En este ejemplo de prototipo, podría utilizarse una arquitectura de prototipo edge o bien una arquitectura de análisis en la nube o en un dispositivo móvil, fuera de la pulsera inteligente.

Arquitectura Edge. Metodología para prototipos Edge.

Se captan los datos a través de la pulsera. En este mismo dispositivo, se realiza el análisis matemático para identificar y diagnosticar los golpes de padel ejecutados por deportistas. Posteriormente, se envía el resultado del análisis a una aplicación móvil, donde el usuario visualiza y conserva sus resultados. 

Arquitectura cloud computing.

La pulsera inteligente para pádel, captaría igualmente los datos a través de sus sensores electrónicos. Posteriormente, sin análisis local, enviaría las cadenas de datos a la nube (servidor) donde se ejecutaría el modelo inteligente, capaz de definir los tipos de golpes de padel ejecutados así como su diagnóstico. Tras el análisis de datos en la nube, los resultados brindados por el modelo IA, podrían ser captados por la aplicación móvil, a través de interfaces muy intuitivas para los usuarios. 

Análisis de datos en un dispositivo ajeno al wearable.

La pulsera inteligente para jugadores de pádel, también sería la encargada de captar los datos ejecutados por los deportistas. A través de un protocolo de comunicación entre la propia pulsera y un dispositivo móvil, podrían enviarse los paquetes de datos, que posteriormente serán analizados por un modelo matemático que se ejecutará utilizando la capacidad de procesamiento del dispositivo móvil. En esta misma aplicación móvil se mostrarían posteriormente los resultados. 

Como puedes apreciar, la definición de prototipos edge hace referencia a dispositivos capaces de completar la tarea de captación de datos y análisis, sin utilizar procesamiento exterior.

Principales ventajas de los dispositivos edge computing.

La capacidad de ofrecer respuestas inmediatas, es una de las principales ventajas de los prototipos donde se utilizan arquitecturas de edge computing. Evita el traspaso de información a través de protocolos de comunicación.

Muchos prototipos requieren ser utilizados en entornos donde existen pocas posibilidades de conectividad. En estos casos, solo es posible atribuir funciones inteligentes, a través de procesamientos sin dependencia de servidores u otros dispositivos.

En los prototipos edge, se evitan riesgos asociados a la transmisión de datos.Por esta razón, los riesgos de que estos sean interceptados se minimizan sustancialmente. Podríamos pensar, por ejemplo, en dispositivos de análisis biométricos en un aeropuerto. Con una arquitectura de procesamiento de datos en la nube, existiría un riesgo muy elevado de que los datos sean interceptados y utilizados de forma maliciosa.

En prototipos como el ejemplo descrito para el deporte padel, es cierto que los datos terminan mostrándose en una aplicación móvil. Por tanto, en algún momento, se traspasa información de la pulsera inteligente a la app. En cambio, esta transmisión sólo requiere una cadena de datos sencilla y corta, evitando la sobrecarga de la red.

Los prototipos edge suponen un ahorro de costes operativos muy relevante. En los casos en los que el procesamiento se realiza en la nube, surge la necesidad de pago de altos costes de servidores, que pueden evitarse llevando las tareas de procesamiento al propio dispositivo edge.

Desventajas de dispositivos con procesamiento local. Edge.

Es cierto que la mayoría de prototipos edge cuentan con procesadores, cuyas capacidades, por limitaciones de espacio y consumo de energía, son inferiores a las de otros dispositivos, como pueden ser los teléfonos móviles o un ordenador. Por tanto, es clave estudiar las características de los procesadores y la complejidad de las operaciones matemáticas a procesar en los prototipos.

Evidentemente, al requerir tareas complejas al procesador, es normal encontrarse picos de consumo en procesos de análisis de datos, lo que podría traducirse en la necesidad de uso de baterías con mayor capacidad y tamaño. Aun así, existen estrategias para controlar los ciclos de activación y uso de los procesadores para mantener un control exhaustivo del consumo.

El nivel de complejidad para desarrollar prototipos que alberguen la capacidad de procesamiento complejo local, con modelos de inteligencia artificial, requiere habilidades y conocimientos sobre sistemas embebidos, que suelen provocar inversiones mucho más altas en el proceso de creación de un producto.

Productos Edge Vs Cloud Computing.

Realmente es difícil definir si es mejor desarrollar un producto con metodologías edge computing o cloud computing sin conocer los casos de uso y las restricciones del prototipo. 

Tomando como referencia las ventajas y desventajas de ambas metodologías, en Let´s Prototype realizamos estudios previos a la fabricación de un prototipo, que permiten desvelar equilibrios que son clave para tomar estas decisiones. 

En nuestra metodologías de desarrollo de productos electrónicos innovadores, planteamos experimentos a nivel de laboratorio que permiten comprobar las capacidades de los procesadores dentro y fuera del dispositivo, así como medir la complejidad de las tareas de procesamiento y el consumo requerido para ejecutarlas de forma eficiente. Con estas conclusiones, pueden anticipar posibles componentes electrónicos necesarios para el prototipo  y los diseños estéticos que podrían derivarse de estas conclusiones. 

Entre los principales errores de las empresas de desarrollo de productos, destaca: iniciar el ciclo de prototipado rápido, sin estudiar estas posibilidades. Si tienes intención de desarrollar un producto electrónico, podemos ayudarte a definir la mejor forma de construir un prototipo antes de dar el primer paso e invertir en soluciones no competitivas. 

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El momento de dar vida a tus ideas, es ahora. Te acompañamos en todo el proceso: de la idea al producto.

 

 

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