Simulación en todas partes

Simulación en todas partes
2 noviembre, 2016 Ignacio Uman

Gabriel Wainer, profesor e investigador de la Universidad de Carleton visitó el DC

El 27 de octubre, Gabriel Wainer –profesor e investigador de la Universidad de Carleton, doctor en Ciencias de la Computación UBA/Université d’Aix-Marseille III- dictó en el Departamento de Computación la charla Simulation Everywhere.

El Dr. Wainer trabaja en The Advanced Real-Time Simulation Laboratory, un laboratorio perteneciente al Departamento de Sistemas e Ingeniería Informática de la Universidad de Carleton (Ottawa, Canadá), que investiga diferentes mecanismos para automatizar la integración de modelos ejecutables y su integración con datos en tiempo real. Al mismo tiempo, durante los últimos años el laboratorio de Carleton ha desarrollado nuevos métodos para incluir servicios de simulación en servidores remotos utilizando servicios Web RESTful.

Durante la charla se discutió cómo se puede utilizar la simulación para llevar a cabo experimentos en temas de medio ambiente y propagación de incendios, y en temas urbanos como la simulación de tráfico. Se presentaron los principales resultados del laboratorio así como también casos de colaboración con la industria utilizando metodologías de simulación distribuida.

Aprovechando la visita del Dr. Wainer a esta casa de estudios, el DC dialogó con él sobre sus principales avances en temas estratégicos de modelado y simulación.

¿En qué estado está tu colaboración con el DC?

Colaboro de manera fluida con el Dr. Rodrigo Castro. Hemos escrito varios proyectos conjuntos siempre nos mantenemos en contacto. Estoy dirigiendo la tesis de licenciatura de Laouen Belloli en colaboración con Rafael Najmanovich, un profesor de bioquímica de la Universidad de Montreal. La idea es poder hacer modelización de los fenómenos  a nivel intracelular usando estas tecnologías de simulación. Por otra parte, existen diversas oportunidades de becas de investigación para que alumnos de Argentina puedan venir a estudiar a Canadá (http://carleton.ca/sce/graduate-studies). Una novedad importante es que en la Universidad de Carleton se oficializó el doctorado en co-tutela, modalidad en la que estudiás con dos supervisores en dos países y te dan el título de las dos universidades. Es un sistema que se inventó en Francia. Por ejemplo, Damián Vicino se doctoró el año pasado con este sistema. Ahora está próximo a firmarse el convenio entre Carleton y la UBA.

¿Estas técnicas de modelado y simulación que mencionaste en la charla son las generalmente utiliza la comunidad internacional de investigadores o difieren según el país?

Existen muchas técnicas diferentes y de las que usamos nosotros son más populares en algunos lugares que en otros. En particular DEVS es muy popular en Francia. Hay por lo menos 15 ó 20 laboratorios, 5 ó 6 herramientas bien establecidas que se usan para aplicaciones. También lo es en el resto de Europa y hay grupos en Corea y China que usan la herramienta. Nosotros en Canadá organizamos la conferencia anual de DEVS, eso demuestra su importancia. Claramente hay un grupo fuerte en Argentina, entre la UBA y la Universidad Nacional de Rosario.

¿Qué ejemplos existen de transferencia a la industria de lo que ustedes están haciendo en Carleton?

En mi grupo tengo un ex alumno que hizo su maestría conmigo y lo contrató Autodesk Research. Es una compañía ubicada en Toronto que antes se llamaba Alias. Su principal producto era una herramienta de visualización en 3D que se llama Maya (herramienta gráfica que se usó durante años para efectos especiales de películas).

La empresa era tan exitosa que siguió con el software por otro lado. Y Autodesk, que son los que fabrican AutoCAD, compró la parte de investigación. El grupo que hacía la investigación para Maya, ahora es una filial de Autodesk. Autodesk Research está en Toronto y todo lo que empezaron a hacer ahora es visualización en 3D de edificios. Ellos fueron participantes del proyecto Eucalyptus y se contactaron conmigo.

El líder del proyecto vio DEVS, les interesó y por eso contactaron a mi ex alumno para este trabajo. Hoy tienen desarrollada una herramienta DEVS adentro de las herramientas de AutoCAD. Yo colaboro con él en las discusiones de esa herramienta.

Por otro lado, hay una compañía en Estados Unidos que administra edificios que se llama Bentall Kennedy y tiene el 40% por ciento de la administración de torres de edificios. Ellos administran un edificio denominado “Fun Life Building”. A ese edificio va a llegar el tren, es un edificio lleno de oficinas de abogados. Lo que imaginaban los ocupantes del edificio es que cuando la gente saliera de la estación de tren y pasara por los pasillos del edificio, iba a ser muy complicado el movimiento de personas. Entonces les pidieron a los administradores que ordenen el tema. Que hagan un pasillo paralelo para circular, dejen un pasillo aislado porque sino habría problemas en los ascensores y lo que más preocupa es la seguridad si llegara a haber una emergencia, tal como un incendio en el edificio.

Lo que nosotros hicimos es extraer video de las peores horas en el edificio, reproducir este tránsito de personas con nuestro simulador y generar visualizaciones. Ahora bien, determinamos la hora pico y simulamos que bajan 3 mil personas de un tren. Presentamos esos resultados y ellos determinaron que no era necesario hacer reformas por el momento.

El otro caso de transferencia que tenemos es con Ericsson, que tiene un Laboratorio de Investigación y Desarrollo en Ottawa. Ericsson compró la parte Wireless de la empresa canadiense Nortel, que se fundió. Entonces vinieron mis colegas de Ericsson a proponer un proyecto de investigación para 5G, para las redes LTE, que tienen un problema serio de comunicación en el borde de la celda. La antena transmite, cuando llegás al borde de la celda lo que pasa es que hay una superposición entre las señales de dos celdas. En el standard de LTE hay un mecanismo que se llama CoMP (Coordinated Multipoint). Básicamente si un teléfono celular recibe señales de varias estaciones, esas estaciones saben que tu dispositivo está ahí y se coordinan de manera tal que no haya superposición o si la hay se haga de una manera inteligente para que tu señal sea buena.

En particular, Ericsson nos pidió nuevos algoritmos para el borde de las celdas. Lo que hicimos con nuestros alumnos fue proponer nuevas soluciones, nuevo protocolos, simularlos con DEVS y el resultado de eso son 6 patentes con Ericsson de algoritmos nuevos para transferencia de datos con estas redes LTE, que en simulación optimiza el rendimiento de la tecnología.

¿Creés que el futuro de la simulación consiste en Sistemas Embebidos en Tiempo Real?

La gran mayoría de los proyectos que conozco son del área de Sistemas Embebidos. Hay un proyecto muy importante de algunos colegas para la industria automotriz. Todo lo que sea aplicaciones militares en todo el mundo usa simulación. También, en edificios inteligentes, Internet de las cosas, autonomía (autos que se conducen solos por ejemplo), en el área aeroespacial y el área biomédica, entre otras. Todo esto son Sistemas Embebidos en Tiempo Real, simulación y modelado con distintas aplicaciones. Hay que entender que el 90% de los procesadores del mundo son embebidos. Claramente, cualquier protocolo o propuesta nueva en el área de telecomunicaciones se simula, con modelos formales o con simulaciones. Si eso funciona, luego se construye la red.

Y otro cambio importante sería el pasaje de la simulación paralela a la distribuida, en lugar de usar un solo procesador se usan muchos procesadores distribuidos en todo el mundo…

El tema de lo paralelo estaba muy de moda cuando no había suficiente poder de cómputo pero ahora se ha pasado a computación distribuida. Igualmente sigue siendo necesario en algunos temas, por ejemplo los modelos de clima son todos modelos paralelos. Claramente en el área de simulación de eventos discretos, hay mayor potencial con sistemas distribuidos. Dos o tres personas que conozco que trabajaban en simulación paralela ahora están trabajando en sistemas distribuidos con una alta movilidad, puntualmente en sensores inteligentes y tránsito.

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