Solver y la UPV juntos en el proyecto Fractal

desarrollo del proyecto Fractal
El proyecto Fractal permitirá a las máquinas comunicarse entre sí, adaptarse a las condiciones del entorno y tomar decisiones sin la intervención humana. 

El proyecto Fractal, que tuvo comienzo el pasado septiembre de 2020, cuenta con un presupuesto de 15’7 millones de euros para los próximos tres años y está apoyado por la Unión Europea y el Ministerio de Industria, Comercio y Turismo del Gobierno de España 

Está coordinado por el centro tecnológico vasco Ikerlan y participan en él 28 entidades de diferentes países europeos. Está formado por empresas, universidades y centros tecnológicos referentes en el mundo de la digitalización y de la Inteligencia Artificial. 

El proyecto Fractal

El proyecto Fractal nace con el objetivo de desarrollar nuevas infraestructuras descentralizadas en Europa para mejorar la capacidad industrial. Para ello, se va a desarrollar una unidad de procesamiento básico, Cognitive Edge Node, de hardware abierto, seguro, confiable y de bajo consumo que permitirá a las máquinas comunicarse entre sí y, además, será cognoscente a la hora tomar decisiones sin requerir la intervención humana.  

Pilares principales de FRACTAL más los cuatro objetivos

Para cumplimentar con los nuevos estándares de la industria, es necesario desarrollar nuevas soluciones que sean capaces de satisfacer diferentes desafíos, como las restricciones temporales, la confiabilidad, la eficiencia energética y la seguridad.  

Con estas nuevas necesidades, surge el Cognitive Edge, que será el componente básico de Internet de las cosas (IoT), no centralizado y escalable, y se adaptará automáticamente a nuevos sistemas de bajo consumo sencillos, llegando a poder tomar decisiones más complejas. Esta pieza fundamental del proyecto tendrá capacidades comunicativas con otras piezas para su organización, dispondrá de técnicas de Inteligencia Artificial y la conexión con el resto del mundo para llegar a cumplir sus objetivos. 

La habilidad cognitiva del nodo estará proporcionada mediante Inteligencia Artificial y apoyada por una estructura interna para pronosticar su estado, y externa, que le permitirá adaptarse proactivamente a la incertidumbre del entorno. Por tanto, dicho nodo aprenderá, en tiempo real, a mejorar su rendimiento y fiabilidad. También tendrá la capacidad de adaptarse a un entorno cada vez más dinámico. 

A partir de esta funcionalidad surgirán nuevas capacidades aprendidas para mejorar su ejecución según los cambios del entorno. De esta forma se añadirán todas estas ventajas al Edge, paradigma computacional situado entre el mundo físico y el cloud.   

Por lo tanto, los diferentes pasos a seguir para llevar a cabo el proyecto son:

  1. Diseñar e implementar una plataforma abierta, segura y confiable para construir nodos de Cognitive Edge.
  2. Garantizar propiedades extrafuncionales de los nodos y los sistemas (fiabilidad, seguridad y eficiencia energética).
  3. Evaluar y validar el enfoque analítico mediante IA para la identificación de diferentes condiciones de trabajo
  4. Integrar la comunicación y las funciones de gestión remota en los diferentes nodos.

Para resumir, FRACTAL propone implementar un nuevo paradigma de sistema inteligente, el Cognitive Edge Node, como el bloque de construcción principal de los sistemas cognitivos. De esta forma, liberará a la nube de numerosas responsabilidades. 

El Edge realizará los cálculos críticos de forma correcta y energéticamente eficiente. Por su parte, la infraestructura en la nube se encargará del consumo y almacenamiento de datos principalmente y, ocasionalmente, se encargará del procesamiento para mejorar las predicciones y complementar los dispositivos del Edge. 

Representación esquemática de un Sistema Cognitivo y Autónomo subyacente a las principales modificaciones.

Objetivos y principales aplicaciones de Fractal

Como ha quedado reflejado en el punto anterior, el objetivo general del proyecto es crear el ¨Cognitive Edge Node¨, que tendrá la capacidad de adaptarse para mejorar su comportamiento y prestar nuevos servicios frente a la incertidumbre del entorno. 

FRACTAL busca desarrollar una plataforma de cómputo, de bajo consumo, segura y fiable, que pueda adaptarse a las diferentes condiciones del entorno gracias al uso de Inteligencia Artificial.

Carles Hernández, doctor investigador del Grupo de Arquitecturas Paralelas (GAP) del Departamento de Informática de Sistemas y Computadores (DISCA) de la UPV.

Gracias a estos sistemas inteligentes surgirán nuevas funciones industriales y se generarán nuevas capacidades, que serán más eficientes y autónomas.  

Algunas de las principales aplicaciones estarán relacionadas con el sector energético, el transporte y la industria.  

Surgirán oportunidades en diferentes ámbitos industriales relacionados con la seguridad, la automoción, el ferrocarril y las ciudades inteligentes, entre otros. Además, podremos encontrarlo en otros sectores como la computación de alto rendimiento, la microelectrónica avanzada y los servicios de nube mejorados.  

El nodo Cognitive Edge permitirá conectar el mundo físico y la nube, a la vez que asegurará la convergencia OT/IT. 

Y, en general, cualquier aplicación que tenga como objetivo aumentar la autonomía de los sistemas preservando a su vez la seguridad y fiabilidad de los mismos.

Jordi Mansanet, director general de Solver IA. 

Entre las considerables aplicaciones que permitirá el sistema inteligente Fractal, podremos encontrar robots y vehículos autónomos con capacidad de detectar obstáculos, adaptarse a las condiciones del entorno y tomar decisiones por sí mismos. Entre otros, también encontraremos máquinas que se comunican entre sí en una planta de producción y toman decisiones para resolver problemas o drones inteligentes capaces de identificar problemas en grandes infraestructuras en construcción. 

UPV y Solver en el proyecto

En el proyecto Fractal participan el Grupo de Arquitecturas Paralelas del DISCA de la UPV (Universidad Politécnica de Valencia) y Solver Intelligent Analytics.

Dentro del proyecto, la UPV se encargará de incorporar mecanismos hardware y un procesador de código abierto basada en RISC-V para mejorar la seguridad y verificabilidad de la plataforma de acuerdo con los estándares de seguridad. 

Por su parte, Solver IA se encargará de desarrollar una librería basada en Inteligencia Artificial. Contará con el apoyo de la UPV para optimizar su aceleración sobre un HW basado en la arquitectura RISC-V. Permitirá ejecutar algoritmos de aprendizaje automático directamente sobre HW de bajo consumo, dotando al nodo e Edge Cognitive una mayor funcionalidad. Como por ejemplo, la detección de objetos en imágenes. 

El desarrollo de la biblioteca de aprendizaje profundo de baja energía LEDEL (Low Energy Deep Learning Library) implicará la creación de oportunidades comerciales en los mercados de sistemas empotrados y críticos para la seguridad. Esto permitirá mejorar la toma de decisiones en tiempo real con la información sacada de los distintos dispositivos que se relacionan entre sí.  

La librería desarrollada por Solver IA tendrá diferentes aplicaciones: 

  • Biblioteca LEDEL para ordenadores empotrados genéricos 
  • Licencias LEDEL para sectores de la industria donde se requiere software cognitivo en el Edge. 
  • Licencias de código abierto/código cerrado para el público en general y licencias comerciales para productos específicos, como: 
    • LCV: LEDEL para visión por computador
    • LSS: LEDEL para series temporales – sistemas críticos de seguridad

Además, el know-how adquirido servirá para ofrecer nuevos servicios de consultoría a clientes actuales. Así como para proveer a nuevos clientes interesados en desplegar en el Edge soluciones que empleen técnicas de Inteligencia Artificial. 

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