{"id":10169,"date":"2023-03-15T19:00:48","date_gmt":"2023-03-15T19:00:48","guid":{"rendered":"https:\/\/network-king.net\/tinyml-abre-nuevas-vias-de-aprendizaje-para-iot\/"},"modified":"2023-03-15T19:30:06","modified_gmt":"2023-03-15T19:30:06","slug":"tinyml-abre-nuevas-vias-de-aprendizaje-para-iot","status":"publish","type":"articles","link":"https:\/\/network-king.net\/es\/tinyml-abre-nuevas-vias-de-aprendizaje-para-iot\/","title":{"rendered":"TinyML abre nuevas v\u00edas de aprendizaje para IoT"},"content":{"rendered":"\n<p>Uno es bueno, dos es mejor y tres es a\u00fan mejor\u00bb. Esta m\u00e1xima puede aplicarse al mundo de la tecnolog\u00eda cuando pensamos en Internet de las Cosas (IoT), Machine Learning (ML) y TinyML. El primer concepto, que se refiere a elementos f\u00edsicos conectados en red para recoger e intercambiar datos, ya es conocido por los profesionales del \u00e1rea y ahora se hace m\u00e1s com\u00fan entre los profanos. El segundo concepto, Machine Learning, est\u00e1 ganando la boca de la gente con el gran revuelo en torno a ChatGPT, capaz de reproducir el lenguaje humano para responder a preguntas gen\u00e9ricas. El tercero es una combinaci\u00f3n de los dos primeros. <\/p>\n\n\n\n<p>Hablamos de un campo que ofrece una forma, a trav\u00e9s de algoritmos de Machine Learning, de transformar grandes vol\u00famenes de datos generados por IoT en insights. Esta inteligencia puede ayudar a fundamentar la toma de decisiones y elevar las iniciativas de automatizaci\u00f3n a nuevas cotas en diversos sectores.<\/p>\n\n\n\n<p>C\u00f3mo consigue la integraci\u00f3n entre ambas tecnolog\u00edas generar tantos beneficios? Por un lado, los datos generados por IoT a partir de diversas fuentes pueden utilizarse para entrenar algoritmos de Machine Learning. Por otro lado, los algoritmos de Machine Learning pueden mejorar la capacidad de los dispositivos IoT para procesar y analizar mejor los datos en tiempo real en los bordes de las redes, reduciendo la latencia.<\/p>\n\n\n\n<p>En la pr\u00e1ctica, podemos pensar, por ejemplo, que los sensores de los equipos industriales, tras ser entrenados por algoritmos de Machine Learning, ser\u00e1n capaces en el futuro de analizar los datos de temperatura en tiempo real y avisar de la necesidad de realizar reparaciones preventivas incluso en diferentes \u00e9pocas del a\u00f1o o si se desplazan.<\/p>\n\n\n\n<p>Pero, \u00bfqu\u00e9 hay del tercer concepto mencionado al principio del texto, el TinyML? Esta tecnolog\u00eda ha tratado de llevar la potencia del Machine Learning a dispositivos extremadamente peque\u00f1os, con una capacidad de procesamiento, memoria y recursos energ\u00e9ticos muy limitados.<\/p>\n\n\n\n<p>Los algoritmos TinyML se desarrollan espec\u00edficamente para estos dispositivos compactos, habituales en el Internet de las Cosas, de forma muy optimizada para poder realizar tareas complejas como el reconocimiento de im\u00e1genes y audio.<\/p>\n\n\n\n<p>El potencial de la diminuta tecnolog\u00eda TinyML se refleja en enormes cifras. Se espera que la cantidad de instalaciones de TinyML aumente de casi 2.000 millones en 2022 a m\u00e1s de 11.000 millones en 2027, seg\u00fan un <a href=\"https:\/\/go.abiresearch.com\/lp-37-technology-stats-you-need-to-know-for-2023\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">estudio de ABI Research<\/a>. \u00abUn tema com\u00fan del mercado TinyML es la idea de llevar el ML a todas partes. Hay muchos casos de uso posibles. Piense en cualquier tipo de datos sensoriales y probablemente habr\u00e1 un modelo ML para aplicar a esa informaci\u00f3n. Los sensores de sonido y de condiciones ambientales siguen siendo los m\u00e1s destacados y deber\u00edan impulsar el enorme crecimiento de las instalaciones de dispositivos TinyML\u00bb, predice Lian Jye Su, analista principal de investigaci\u00f3n de ABI Research.<\/p>\n\n\n\n<p>As\u00ed pues, la integraci\u00f3n de TinyML en IoT consiste en aunar tres tecnolog\u00edas prometedoras: la propia Internet de las Cosas, las capacidades de aprendizaje autom\u00e1tico y la miniaturizaci\u00f3n de los dispositivos, preservando la capacidad de realizar tareas complejas con un consumo m\u00ednimo de energ\u00eda. Para ello se requieren conocimientos especializados en optimizaci\u00f3n de hardware y software, ciencia de datos e Inteligencia Artificial.<\/p>\n\n\n\n<p>Y si tres tecnolog\u00edas integradas ya es genial, \u00bfqu\u00e9 tal a\u00f1adir 5G, Edge Computing y sensores cada vez m\u00e1s sofisticados? Una transferencia de datos m\u00e1s r\u00e1pida con 5G, una latencia menor con recursos de Edge Computing m\u00e1s avanzados y sensores m\u00e1s sofisticados para captar datos cada vez m\u00e1s variados y precisos generar\u00e1n transformaciones hasta ahora inimaginables.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-aprendiendo-a-aprender\">Aprendiendo a aprender<\/h2>\n\n\n\n<p>Entrenar un modelo de aprendizaje autom\u00e1tico en dispositivos diminutos, como los sensores IoT, permite utilizar m\u00e1s datos para hacer mejores predicciones. Sin embargo, el proceso de entrenamiento requiere mucha memoria, de la que no se suele disponer. <\/p>\n\n\n\n<p>Para resolver este impasse, investigadores del MIT y del MIT-IBM Watson AI Lab han desarrollado una <a href=\"https:\/\/news.mit.edu\/2022\/machine-learning-edge-microcontroller-1004\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">nueva t\u00e9cnica de entrenamiento<\/a> que requiere menos de un cuarto de megabyte de memoria. Otras soluciones utilizan hasta 500 megabytes, lo que supera con creces la capacidad de la mayor\u00eda de los dispositivos IoT. El nuevo enfoque puede aplicarse en cuesti\u00f3n de minutos y, adem\u00e1s, preserva la privacidad al mantener los datos en el propio dispositivo e incluso puede mejorar la precisi\u00f3n de los resultados. Por si fuera poco, permite personalizar el modelo en funci\u00f3n de las demandas del usuario<\/p>\n\n\n\n<p>\u201cNuestra soluci\u00f3n permite a los dispositivos IoT no solo realizar inferencias, sino tambi\u00e9n actualizar continuamente los modelos de IA en funci\u00f3n de los nuevos datos recopilados, allanando el camino para el aprendizaje durante toda la vida \u00fatil de los dispositivos. La baja utilizaci\u00f3n de recursos hace que el aprendizaje profundo sea m\u00e1s accesible y pueda tener un alcance m\u00e1s amplio, especialmente para dispositivos de borde de baja potencia\u201d, afirma Song Han, miembro del MIT-IBM Watson AI Lab y autor principal del art\u00edculo que describe la innovaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<p>Los investigadores emplearon dos soluciones algor\u00edtmicas para que el proceso de entrenamiento fuera m\u00e1s eficiente y utilizara menos memoria. La primera, conocida como actualizaci\u00f3n dispersa, usa un algoritmo que identifica los pesos m\u00e1s importantes que deben actualizarse en cada ronda de entrenamiento.<\/p>\n\n\n\n<p>La segunda soluci\u00f3n implica un entrenamiento cuantizado y la simplificaci\u00f3n de los pesos, que suelen utilizar 32 bits. Un algoritmo redondea los pesos para que solamente tengan ocho bits, lo que reduce la cantidad de memoria necesaria para el entrenamiento y la inferencia. A continuaci\u00f3n, se aplica una t\u00e9cnica denominada \u00abquantization-aware scaling\u00bb (QAS) para evitar cualquier p\u00e9rdida de precisi\u00f3n que pudiera derivarse del entrenamiento cuantizado.<\/p>\n\n\n\n<p>Adem\u00e1s, los investigadores han desarrollado un motor de entrenamiento que puede ejecutar estos algoritmos en un simple microcontrolador sin sistema operativo.<\/p>\n\n\n\n<p>El nuevo marco se utiliz\u00f3 para entrenar un modelo de visi\u00f3n por ordenador destinado a detectar personas en im\u00e1genes. Tras solamente 10 minutos de entrenamiento, la soluci\u00f3n aprendi\u00f3 a realizar la tarea con \u00e9xito. El m\u00e9todo fue capaz de entrenar un modelo 20 veces m\u00e1s r\u00e1pido que otros enfoques, seg\u00fan los investigadores, que quieren aplicarlo a modelos ling\u00fc\u00edsticos y a distintos tipos de datos, adem\u00e1s de intentar disminuir el tama\u00f1o de modelos m\u00e1s grandes sin sacrificar la precisi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<p>El proyecto est\u00e1 financiado por la National Science Foundation, MIT-IBM Watson AI Lab, MIT AI Hardware Program, Amazon, Intel, Qualcomm, Ford Motor Company y Google.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Uno es bueno, dos es mejor y tres es a\u00fan mejor\u00bb. Esta m\u00e1xima puede aplicarse al mundo de la tecnolog\u00eda cuando pensamos en Internet de las Cosas (IoT), Machine Learning (ML) y TinyML. 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