Arquitectura multi-agente para sensorización móvil

Abstract

Durante los últimos años se ha producido un aumento notable de población en las grandes ciudades, los trabajadores trasladan sus hogares y familias a las nuevas urbes donde encuentran más opciones laborales, abandonando así la vida y el medio rural. Esta migración de población unida con el gran avance tecnológico alcanzado en las últimas décadas, generan un entorno idóneo para la creación e instauración de nuevas ciudades inteligentes.
La sobrepoblación de las ciudades junto con la ubicuidad de los teléfonos móviles y la aparición, cada vez mayor, de dispositivos inteligentes en nuestras vidas (p. ej. relojes), traerá consigo una enorme cantidad de datos, los cuales con un adecuado procesamiento y análisis, pueden convertirse en una herramienta de gran utilidad para la sociedad.
El gran reto que surge ante estas nuevas condiciones para un sistema de sen- sorización es principalmente su escalabilidad, no existen ejemplos de smart cities que den soporte a millones de personas, lo cual resulta incompatible con el objetivo de presentar una herramienta útil para los ciudadanos de las grandes urbes.
De esta forma, en esta tesis se propone una arquitectura para la sensorización móvil de una ciudad inteligente basada en el paradigma de agentes inteligentes. Esta saca partido de la ubicuidad de las nuevas tecnologías en la sociedad (p. ej. teléfonos móviles) y lo combina con los sistemas multi-agentes (SMA), propios del ámbito de la inteligencia artificial, para crear una plataforma distribuida capaz de adaptarse a la cambiante dinámica a la que se somete un sistema de sensorización en una gran ciudad. Además, distintos paradigmas de aprendizaje automático así como de toma de decisiones, son utilizados en la arquitectura con el objetivo de extraer conocimiento del entorno Big Data en el que se encuentra y de reaccionar en consecuencia.
La arquitectura presentada proporciona, por lo tanto, una nueva forma de in- teracción de las ciudades con su entorno, basándose especialmente en un sistema inteligente apoyado en los sistemas multi-agente. Esta nueva plataforma será capaz de dar soporte y ofrecer un buen funcionamiento del sistema en entornos muy po- blados, solventado así el problema de la escalabilidad. Además se introducen nuevos conceptos como los agentes móviles de variadas naturalezas o las diferentes configu- raciones de los dispositivos utilizados por el sistema.---ABSTRACT---During the last years, there has been a notable increase of population in the big cities, workers move their homes and families to the new urbes where they can fi more labor options, abandoning the rural life and areas. This population migration together with the great technological advance achieved in the last decades have generated a suitable environment for the creation and establishment of new smart cities.
The new cities overpopulation coupled with the ubiquity of mobile phones and the ever-increasing appearance of intelligent devices in our daily lives (e.g. smart- watches) will bring a huge amount of data, which with adequate processing and analysis, can become a powerful tool for our society.
The big challenge with these new conditions for a sensor system is mainly its scalability, there are not yet any examples of smart cities that support millions of people, which is incompatible with the objective of presenting a useful tool for large cities citizens.
In this thesis, we present an architecture for a mobile sensing system in a smart city based on the intelligent agents paradigm. It takes advantage of the ubi- quity of new technologies in our society (e.g. mobile phones) and combines it with multi-agent systems (MAS) to create a distributed platform capable of adapting to the changing dynamics of a big city. Furthermore, diff t paradigms of machine learning as well as of decision making, are used in the architecture with the aim of extracting knowledge and useful information from a Big Data environment and reacting accordingly.
The proposed architecture provides a new way of interaction between the cities and their environment, relying especially on an intelligent system supported by multi-agent systems. This new platform will be able to support and offer a good system performance in highly populated environments, thus solving the problem of scalability. Moreover, the architecture incorporates innovative concepts such as mobile agents of various natures or the diff t configurations of the devices used by the system.