La japonesa Toyota, peleando mes a mes por el número uno en el ranking mundial de fabricantes de coches, presume de haber sido la primera en poner en el mercado un coche híbrido, el Prius. Pero la batalla futura más candente ahora tiene que ver con el coche conectado, como preludio de todos los automatismos y sistemas inteligentes que van llegando y están por venir.
"La cantidad de datos que mueve el coche conectado está aumentando muchísimo porque cada vehículo tiene un montón de sensores para detectar diversas condiciones de su funcionamiento, en alta definición y está alcanzando volúmenes en el nivel de exabytes y la transferencia y proceso de esa cantidad de datos incrementa muchísimo el consumo de electricidad".
Así explica el nacimiento de un nuevo problema Hiroshi Abe, que acaba de ser ascendido a mánager del E2 computing group de Toyota, como responsable de una tarea que ya estaba gestionando: buscar la forma de equilibrar y reducir ese gasto de energía, que asegura que podría llegar a ser desmedido.
La tarea encomendada a Abe está en pura fase de investigación en el laboratorio, recogiendo datos, valga la redundancia, sobre el impacto del movimiento datos en grandes redes, como las que se requieren para gestionar el tráfico de carreteras.
Abe conversó con D+I El Español durante el Zabbix Summit, celebrado en Riga, dónde presentó una ponencia sobre el uso que está dando en su investigación al software open source de monitorización de la compañía letona.
"Nuestra área de investigación está centrada en el mecanismo de monitorización y el uso de computación en el edge para conseguir la mayor eficiencia en el proceso de los datos", explica Abe, concretando que se plantea cinco objetivos. "El primero de todos, explorar la radio cognitiva", un hardware capaz de detectar automáticamente, y utilizar indistintamente, todos los sistemas inalámbricos disponibles.
"Es decir, comunicaciones usando múltiples sistemas de radio, mediante conexión celular, wifi o satélites", subraya. Sus otras metas persiguen definir la manera de monitorizar el flujo de datos, la seguridad y la residencia de esos datos (si tienen limitaciones fronterizas para moverse, como, por ejemplo, establece la Unión Europea).
Emisiones de carbono
El quinto objetivo de su investigación pone "el foco en las emisiones de carbono” que genera esa actividad de conexión y tráfico de datos, para lo cual la monitorización persigue definir la mejor forma de distribuir la información entre los centros de datos de manera eficiente, considerando que "la clave es la movilidad".
"Tenemos que considerar la creación de una nueva sociedad de la movilidad, que en el caso de los coches supone recoger datos de navegación, el estado del vehículo y mapas en alta definición", añade.
Abe cuenta que las previsiones del Gobierno japonés (que para su trabajo es una referencia obvia) en 2013, en cuanto a coches electrificados y multiplicación de los centros de datos, se quedaron muy cortas con la realidad ya medible en 2020. Por eso la cuestión del consumo eléctrico y la aplicación de "energías verdes", cobra ahora más relevancia.
Señala que la prioridad es poder utilizar energía solar, eólica, hidroeléctrica… "y nuclear". Los precios también ocupan un lugar en la ecuación. "Y está también la energía geotérmica, que es tan potente como el petróleo, el gas o el carbón, pero es verde", añade.
A partir de estos presupuestos, la incógnita que se plantea Abe es cómo organizar la "sincronización de los datos", para optimizar los consumos eléctricos que genera su movimiento.
"En Japón es más fácil enviar datos que enviar electricidad", dice. Y como transportar electricidad "tiene altos costes", concluye que "es más barato enviar datos que enviar energía", en referencia a las diferencias climáticas entre el norte y el sur del país, que influyen en las capacidades de generar energías renovables.
Experimento en 800 kilómetros
Todo esto le ha llevado a poner en marcha un experimento a gran escala. "Se trata de sincronizar los datos en un área muy amplia que va desde Tokio, en el centro del país, hasta Hokaido, en el norte, con una distancia de algo más de 800 kilómetros. Hemos establecido dos clusters de computación distribuida con Apache Kafka”.
Apache Kafka es un software de código abierto, originalmente desarrollado por LinkedIn, para manejar flujos de datos en tiempo real, con muy bajas latencias. "Si introduces datos en Tokio, se sincronizan automáticamente con Hokaido", aclara.
Y viceversa, por supuesto. El sistema, es muy eficiente para intercambiar paquetes de datos no muy grandes, utilizando una funcionalidad del software de Zabbix llamada Proxy. El procesamiento se puede ejecutar indistintamente en cualquiera de los dos centros de datos. De hecho, el propósito es hacerlo en el que en ese momento tenga la electricidad más barata y verde.
Abe expresa diversos cálculos en milisegundos, sobre lo que pueden tardar los procedimientos, que se ralentizan mucho si hay que tratar algún fichero "grande, como una imagen de más de un megabyte".
La primera conclusión que obtiene, en consecuencia, es que "el sistema es bueno si se puede hacer un tratamiento asíncrono de los datos. Si hace falta rendimiento en tiempo real, el área amplia no es viable".
La idea del experimento es aplicar computación en el edge, según la dimensión que adquiera el área controlada y la red de datos implicada. Pero queda la parte más poética, aplicada al criterio de buscar en cada momento el lugar donde la energía disponible tiene orígenes renovables.
"Estoy planeando poner sistemas de energía solar en cada sitio y conectarlos, de manera que la monitorización con Proxy pueda obtener la información sobre la electricidad que se está generando en cada uno". La intención es cargar el trabajo que exige más potencia, el procesado de los datos, en el lado que dispone de más energía verde.
"Si el Sol se mueve de derecha a izquierda", dice Abe muy gráficamente, mostrando un gif animado, "podemos controlar que la presión del consumo se desplace también de derecha a izquierda".
Así lo que propone el ingeniero japonés es seguir la ruta del "Sol naciente para sincronizar los datos". Y para completar la imagen añade la propuesta de "seguir el camino de la Luna para centralizar los procesos en los lugares durante el periodo nocturno donde los precios de la electricidad sean más bajos, reduciendo costes con energías más baratas como la nuclear y la hidroeléctrica".
En el epílogo de la conversación, Abe explica que su propósito es utilizar también otro tipo de código abierto, "open telemetría, con un protocolo que permite el intercambio de datos a través de un directorio abierto, como una capa abstracta".
Con ello se plantea ambiciosamente crear "un nuevo diseño de red", para optimizar todo ese intercambio con los vehículos conectados. Aunque, por supuesto, no deja de recordar que él trabaja para Toyota y elude considerar si sus propuestas se pueden universalizar para todos los fabricantes.
Su única consideración al respecto es que "este es un proyecto de investigación de alcance global". "Nosotros somos investigadores sobre tecnologías de telecomunicaciones e internet, enfocándonos en este tipo de problemas y creo que tiene sentido", concluye Abe.