Infraestructuras del Instituto de Tecnología e Ingeniería del Software (ITIS)
Las infraestructuras del ITIS se dividen en cuatro grupos atendiendo al ámbito en el que está siendo usadas.
Los ámbitos de aplicación son:
- Análisis de Datos y Big Data
- Fog Computing
- Ciberseguridad
- Comunicaciones Móviles
- Inteligencia Artificial y Análisis de Imágenes
- Inteligencia Artificial e Ingeniería del Software
- Neurociencia Cognitiva y Computación Musical
A continuación de describen cada una de las infraestructuras.
1.- Análisis de Datos y Big Data
Infraestructura compuesta por tres nodos con HW/SW específico para el desarrollo y despliegue de aplicaciones de análisis del Big Data.
Nodo 1:
Cluster con 688 cores (de los cuales 384 cores están dedicados a cómputo) proporcionados por procesadores Intel Xeon Skylake Gold 6140 v5 (16 cores por procesador, 2.10Ghz), 7.13 TB de memoria RAM y 1.328 TB de almacenamiento. Incluye herramientas y servicios (TITAN, BIGOWL) para la generación y despliegue de workflows de Big Data tanto en industria como en investigación y servicios de armonización de Web semántica multi-fuente, la integración y análisis de datos biomédicos, la observación de la Tierra a partir de datos de satélites (mediante el programa Copernicus), el procesamiento y análisis de servicios agro-ambientales, servicios de Test Before Invest (Pruebas de Concepto y Prototipado) y, por último, Investigación e Innovación en colaboración.
Se ha usado en proyectos de transferencia con empresas (Ericsson, Turismo Costa del Sol, Troops), especialmente en dominios de aplicación de Salud y Agricultura.
Nodo 2:
Plataforma de 384 cores (6 servidores con 2 procesadores Intel Xeon Platinum 8358 con 32 cores a 2.GHz cada uno), 7 TB de RAM y 383 TB de almacenamiento. Esta infraestructura proporciona un entorno de desarrollo para aplicaciones de análisis del Big Data basadas en el uso de OpenStack y contenedores Docker para poner servicios en producción. Actualmente se está utilizando para estudios experimentales usando tecnologías como Apache Spark, Kafka, Neo4J, MongoDB y Apache Hadoop.
El nodo está integrado dentro de la European Science Open Cloud (EOSC) en el contexto de Lifewatch ERIC, concretamente dentro de la Internal Joint and Collaborative Initiative (Lifewatch IJI). Se han desarrollado 14 workflows y más de 150 componentes de análisis de datos en los campos de aire, flora, fauna y suelo. El desarrollo del proyecto EnBiC2-Lab ha producido el núcleo de lo que será la plataforma europea de datos científicos de Lifewatch ERIC.
Nodo 3:
Infraestructura de GPUs para basada en dos CPUs AMD EPYC™ 9334 2.7GHz 32 Cores con frecuencia de reloj máxima de hasta 3.9GHz, para un total de 64 hilos, y una RAM de 16 x DDR5 4800MHz 32GB ECC REG. Dispone de 4 GPUs NVIDIA® A100 Module 80GB HBM2 ECC PCIe Gen4 Passive Arquitectura Ampere, 80GB de memoria HBM2 con ancho de banda de 1,935 TB/s. Equipa también FP64 CUDA Cores: 3,456 FP32 CUDA Cores: 6,912 Tensor Cores: 432 Streaming Multiprocessors: 108 FP64: 9.7 teraFLOPS FP64 Tensor Core: 19.5 teraFLOPS FP32: 19.5 teraFLOPS Interconexión NVIDIA NVLink 600 GB/s**, PCIe Gen4 64 GB/s hasta 2 GPU. Dispone también de 2 GPUs NVIDIA® H100 PCIe 80GB, 80GB de memoria HBM2e con ancho de banda de 2 TB/s. Para almacenamiento dispone de una unidad 1SSD MICRON 7400 PRO 3.84TB U3 PCIe NVMe x 4 2,5. Está enfocada a tareas de Deep Learning y de Large Language Models.
2.- Fog Computing
Infraestructura con 364 cores proporcionados en 7 servidores (Intel Xeon SP G6230R, 26 cores, 2.1GHz), 448GB de memoria gráfica proporcionada por tarjetas NVIDIA V100 (5120 cores de Cuda, 32GB RAM), 384GB de memoria RAM y un total de 12.8TB de almacenamiento. También destaca sus dos nodos Edge portátiles con un procesador Intel Xeon D2187NT (16 cores, 2GHz), una tarjeta gráfica Nvidia T4, y su soporte para comunicaciones inalámbricas Wifi y LTE/4G. Ofrece un entorno de producción a través de Kubernetes para el desarrollo de aplicaciones críticas con baja latencia sobre contenedores Docker. Estas aplicaciones pueden hacer uso de aceleración mediante GPUs para técnicas que requieran un alto grado de procesamiento y operaciones flotantes, como machine learning.
La infraestructura se utiliza en el contexto de múltiples proyectos de investigación de ámbito nacional e internacional entre los que destacan la monitorización de la salud estructural de infraestructuras civiles, la generación de gemelos digitales y el análisis de las smart grids. Cabe destacar también la colaboración con la empresa Cepsa para la generación de soft sensors sobre la generación de bases lubricantes.
3.- Ciberseguridad
Infraestructura compuesta por cuatro nodos con HW/SW específico para el desarrollo y despliegue de aplicaciones de Ciberseguridad.
Nodo 1:
Los entornos de pruebas (testbeds) industriales se componen de software SCADA Siemens WinCC Professional, 14 controladores avanzados de diferentes fabricantes (Siemens,Schneider, Omron, entre otros), controladores propios desplegados en base a placas de desarrollo IoT (ej. Intel Galileo, Arduino, RPi), múltiples pasarelas con soporte para diversos protocolos industriales (ej. PROFINET, OPC UA, EtherNet/IP, EtherCAT, ModbusTCP, BACnet/IP o CAN/CANOPEN entre otros), 9 PCs industriales, 8 HMIs y 3 monitores de grandes dimensiones, múltiples lectores de la marca Siemens (entre ellos uno óptico y varios de RFID), 9 sistemas de periferia distribuida de Siemens (ET 200SP y ET 200SP Open Controller entre otros), servidores dedicados para la hibridación de soluciones y el despliegue de un gemelo digital, kits de desarrollo de IIoT (WirelessHART e ISA100.11a), sensores de IoT genéricos, 3 maquetas de entrenamiento profesionales de la marca Fischertechnik, además de licencias para la gestión, configuración y programación de los distintos dispositivos.
Nodo 2:
La infraestructura de Blockchain se centran principalmente en el trabajo con redes permisionadas basadas en tecnologías como Hyperledger Fabric, Hyperledger Besu y Consensys Quorum, y está orientada al despliegue de aplicaciones y al estudio y análisis de la seguridad aplicada a entornos blockchain. Actualmente están desplegados y en ejecución nodos de las redes Alastria, Ethereum y NuCypher. Esta infraestructura se ejecuta sobre 2 servidores Dell PowerEdge R440, donde cada uno de ellos cuenta con 2 CPU Intel Xeon Sirver de 12 núcleos/24 hebras, 256 GB de memoria RAM, 4 TB de disco SSD y 16 TB de disco HDD almacenamiento.
Nodo 3:
Plataforma “EV-Urban Lab” para el estudio de la seguridad aplicada a los entornos de gestión de estaciones de carga de vehículos eléctricos, así como para la realización de experimentos por parte de la comunidad universitaria. Esta plataforma está compuesta actualmente por 4 estaciones de carga desplegadas en distintas ubicaciones del campus universitario y un sistema fotovoltaico para la generación de electricidad a partir de la luz solar. También se integra, tanto con la plataforma FIWARE de la UMA como con una red de blockchain, para el volcado de datos relacionados con el estado y funcionamiento de los distintos elementos que forman parte de la infraestructura de recarga.
Nodo 4:
Equipos especializados para el análisis forense de diversos dispositivos con herramientas software como IDA Pro, Encase Forensic Deluxe y AccessData Forensic Toolkit para ingeniería inversa, análisis de malware, recuperación de pruebas digitales y forense.
4.- Comunicaciones Móviles
Red móvil 4G/5G privada para investigación que combina elementos de código abierto y comerciales. Está compuesta por varios entornos:
Entorno 1:
Edificio de investigación Ada Byron que incluye un despliegue radio propio de interior y exterior, entorno de calle Larios en el centro de la ciudad de Málaga compartido mediante MOCN con Telefónica y Policía Local de Málaga y entorno Puerto de Málaga y Paseo Marítimo de Torremolinos compartido mediante MOCN con Telefónica. Estas celdas están conectadas a núcleos de red locales situados en el edificio Ada Byron para proporcionar una red privada completa. Además, se dispone de una plataforma heterogénea que combina distintas tecnologías de virtualización con una capacidad de cómputo total de 328 cores (8 servidores con procesadores Intel Xeon E5-26xx/Gold 63xx/Gold 5220), 1,130 TB de RAM y 70 TB de almacenamiento. Así como dos simuladores de red móvil UXM de Keysight (uno 4G y otro 5G) y dos cámaras anecoicas. Adicionalmente se cuenta con diversos dispositivos móviles para pruebas: UEs y módems comerciales y software para pruebas de Drive Test (Nemo Outdoor y Nemo Handy de Keysight).
Entorno 2:
Despliegue interior y exterior en el edificio Ada Byron con celdas Nokia que, en colaboración con Telefónica, permite operar en su espectro comercial tanto en la banda 7 de LTE (2600 MHz) como en la banda n78 de 5G (3500 MHz). Se soportan ambos modos 5G: Non Stand Alone y Stand Alone. El despliegue exterior incluye equipamiento en la banda de milimétricas n258 (26 GHz). Dentro del despliegue interior también se encuentra una solución O-RAN de Accelleran (1 RU banda n78 + CU + DU). Sobre la
plataforma heterogénea se proporcionan distintos recursos para virtualizar funciones de red, llegando a tener distintos servicios desplegados sobre la misma, en concreto, 3 cores de red Polaris: dos 4G/5G NSA y uno 5G SA y un core 5G Open5GS.
Ambos entornos cuentan con 2 clústeres de cómputo k8s para el desarrollo y despliegue de servicios que se ejecutan sobre la red 4G/5G. Desde su puesta en funcionamiento a finales del 2019, se han desarrollado diversos proyectos europeos usando esta infraestructura móvil. A continuación, se enumeran los más relevantes: 5Genesis, Affordable5G, BroadWay, Evolved-5G, 5G-Epicentre, FIDAL y 5G-SANDBOX.
Inteligencia Artificial y Análisis de imágenes
Infraestructura compuesta por equipos de cómputo, cámaras, impresoras 3D y kits de robótica orientados a la investigación en visión por computador, Deep Learning y robótica autónoma. Incluye servidores especializados para perfiles de uso diferenciados —TFGs/TFMs, aplicaciones web, doctorandos y procesamiento de imagen médica (coronariografías y MRIs)—, todos ellos equipados con GPUs NVIDIA de alto rendimiento (RTX 3080, RTX 4090) y un módulo Jetson AGX Orin para computación en el borde.
Para la captura y análisis de imágenes se dispone de:
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Cámara 360º Insta360 X3: vídeo HDR 360º a 5.7K, fotografía de 72MP y estabilización integrada.
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Módulo OAK-D Luxonis: cámara RGB de 12MP, percepción de profundidad estéreo y procesamiento de IA integrado.
La infraestructura se completa con una impresora 3D Anycubic Kobra 2 Max (velocidad hasta 500 mm/s, área de construcción 420×420×500 mm) para prototipado, y una plataforma robótica Waveshare JetBot ROS AI Kit con soporte ROS, sensores de cámara RGB y LiDAR, y capacidades avanzadas de navegación autónoma.
Esta infraestructura we ha usado en diversos proyectos de investigación de convocatorias nacionales y regionales, así como en proyectos de transferencia con empresas como Arquimea Research Center o Checktobuild.
6.- Inteligencia Artificial e Ingeniería del Software
Infraestructura compuesta por cuatro componentes principales. El primero es un clúster de cómputo distribuido gestionado por HTCondor, formado por tres máquinas que suman 152 cores, 4 TB de disco duro y 536 GB de RAM, más una máquina de login y pruebas con 4 cores, 2.7 TB de disco y 15 GB de RAM. El segundo es un entorno de cómputo aislado orientado a modelos de procesamiento de lenguaje, con dos servidores: uno con 20 cores, una GPU NVIDIA RTX 4090, 64 GB de RAM y 2 TB de almacenamiento; y otro con 96 cores, 220 GB de RAM y 817 GB de disco. El tercero es un entorno de alojamiento web con dos máquinas que ofrecen acceso a internet tanto entrante como saliente, con 4 y 32 cores respectivamente y hasta 62 GB de RAM. Por último, la infraestructura cuenta con un componente de almacenamiento compuesto por tres unidades NAS con una capacidad total de 9.2 TB.
Neurociencia Cognitiva y Computación Musical
La infraestructura permite la adquisición multimodal de señales neurofisiológicas con un alto grado de precisión y sincronización, orientada al estudio de los procesos cognitivos asociados a la percepción, el lenguaje y la música. En particular, se dispone de cuatro sistemas de electroencefalografía actiCHamp Plus de Brain Products, capaces de registrar hasta 96 canales de EEG de forma simultánea en cuatro sujetos, con posibilidad de ampliación hasta configuraciones de 128 o 160 canales en escenarios de menor número de participantes. Esta capacidad facilita el desarrollo de experimentos avanzados de hyperscanning y análisis de actividad cerebral sincronizada en contextos interactivos.
La infraestructura se complementa con sistemas de espectroscopía funcional de infrarrojo cercano (NIRS), incluyendo un equipo fijo Scout de 32×32 fuentes y detectores, ampliable a configuraciones superiores, y dos sistemas portátiles NIRS Sport de 16×16, interoperables entre sí y totalmente compatibles con EEG, lo que permite estudios multimodales en entornos tanto controlados como ecológicos.
El laboratorio integra además herramientas específicas para la sincronización experimental y la presentación de estímulos, como el software E-Prime 3.
Estas capacidades se combinan con un entorno completo para la creación, grabación y análisis de contenido musical, que incluye instrumentos acústicos y electrónicos (pianos con interfaz MIDI, guitarras, violín, flauta, entre otros), así como equipamiento profesional de captura y producción de audio. Entre estos destacan micrófonos de alta fidelidad, sistemas de monitorización, interfaces de audio multipista, grabadoras portátiles y mesas de mezcla, junto a herramientas software avanzadas para edición y procesamiento de audio.
Sobre esta infraestructura se desarrollan líneas de investigación centradas en el análisis avanzado de señales EEG mediante técnicas de aprendizaje automático y procesamiento de señal, abordando problemas como la clasificación de lenguaje escuchado, la decodificación de conceptos multimodales o la detección de errores en la interpretación musical en el marco de proyectos de investigación multidisciplinares.
