UNED Universidad de Stanford laboratorios digitalizados
Laboratorio de óptica de la UNED con el que se probó y puso en práctica el mecanismo implementado en la plataforma de Stanford (Foto de Luis de la Torre Cubillo).

Además de la docencia, no hay que olvidar que la investigación es otra de las misiones fundamentales de la universidad y ambas deben redefinirse ante la crisis provocada por la pandemia del coronavirus. En la formación online se han dado muchos pasos, pero ¿ocurre lo mismo con la otra cara de la moneda?. La UNED y la Universidad de Stanford trabajan conjuntamente en un sistema basado en la aplicación a los laboratorios del concepto de “gemelo digital” (generar una réplica digitalizada de un sistema).

El objetivo es facilitar las prácticas de experimentación a los estudiantes en estos momentos de confinamiento derivado de la alerta sanitaria por COVID-19. Con este fin el profesor del departamento de Informática y Automática de la ETS de Ingeniería Informática de la UNEDLuis de la Torre Cubillo, acaba de publicar, junto a investigadores de la Universidad de Stanford, un artículo en la revista IEEE Transactions on Industrial Informatics sobre la Generación automática y fácil implementación de laboratorios digitalizados.

Más fácil, más sencillo

El trabajo describe la generación automática de laboratorios digitalizados usando de forma combinada dos herramientas que permiten generar y publicar de forma automática gemelos digitales de laboratorios remotos para usarlos en aprendizaje online de forma masiva. La primera de estas herramientas ha sido desarrollada por la UNED y sirve para comunicarse con laboratorios remotos. La otra, desarrollada en la Universidad de Stanford, consiste en generar aplicaciones web automáticamente a partir de los datos de los experimentos.

El problema que tenía el centro estadounidense con su plataforma web, según explica Luis de la Torre, "es que, dar de alta y generar los datos de un laboratorio digitalizado en la página era un proceso complicado desde el punto de vista del profesor”. Por eso el ingeniero de la UNED desarrolló un mecanismo estandar y automática para que el profesor pueda generar esa réplica “de una forma muy sencilla”.

Y añade: "Lo que mi trabajo ha aportado son los protocolos de comunicación con laboratorios remotos que facilitan de forma extrema compartir un nuevo experimento en dicha plataforma. Estos protocolos de comunicación, además, también pueden servir para otras aplicaciones como el internet de las cosas o el control de sistemas en red”.

Generación automática

Durante sus dos estancias en Stanford (en 2018 y 2019), De la Torre Cubillo integró el protocolo de comunicación de la UNED en laboratorios remotos en la plataforma de experimentos online de Stanford conocida como iLabs.

La combinación de esta plataforma con el mecanismo de comunicación le permitieron conectar desde Palo Alto con los laboratorios de la UNED en Madrid y registrar un conjunto completo de datos experimentales relevantes de dos laboratorios remotos y de sus correspondientes imágenes para generar automáticamente las aplicaciones web HTML5 para que cualquier usuario pueda experimentar con el gemelo digital del laboratorio. 

Experiencia de la UNED

Las ventajas de estos gemelos digitales son, por un lado, que los usuarios pueden realizar los experimentos sin necesidad de conectarse con el equipo del laboratorio y, por otro, que pueden utilizarlo tantos usuarios como se requiera de manera simultánea, permitiendo así su uso, por ejemplo, en MOOC, donde hasta ahora los laboratorios remotos no podían ofrecer servicio a la ingente cantidad de estudiantes que se matriculan en ellos.

La UNED tiene una larga experiencia en laboratorios remotos y en los últimos años se ha trabajado en laboratorios de control de sistemas, de mecánica, de óptica, de energías renovables… De hecho, el protocolo de comunicación con laboratorios remotos inteligentes de la UNED ya dispone de dos implementaciones que están totalmente operativas: LabVIEW y Python.

El grupo del que forma parte Luis de la Torre lleva más de 15 años profundizando en estos aspectos y todo ello adquiere ahora una mayor relevancia ante las crisis del COVID-19. "No podemos descuidar una parte tan importante en la universidad como es la investigación y estas opciones pueden servir para continuar con ciertos experimentos y pruebas", afirma el profesor de la UNED.

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