Tecnologías Específicas

Ingeniería del Software

Descripcion y Objetivos

Descripción

El concepto de Gemelo Digital ha ido ganando popularidad en los últimos años, debido a la cantidad de utilidades prácticas que presenta. Este concepto consiste en un flujo bidireccional de información enviada automáticamente entre un objeto físico y un objeto lógico. Permiten la simulación de un objeto de forma dinámica, su control mediante monitorización y la capacidad de predecir su comportamiento futuro ​(Macías et al., 2023)​. 

Los Gemelos Digitales tienen muchos campos de actuación, abarcando desde aplicaciones aeroespaciales hasta la idea de Ciudades Inteligentes, o incluso en el ámbito del negocio. Sin embargo, una de las áreas donde más importancia ha ido ganando es la salud. De ello, se puede extraer el concepto de Gemelo Digital Humano o Human Digital Twin (HDT) ​(Guo & Lv, 2022)​. 

Debido a ello, para la creación de los HDT, es necesaria una herramienta de modelado que permita representar toda su estructura, además de conectar los distintos elementos que la componen. Esta aproximación permite abordar el diseño de los HDT mediante un sistema multi-agente, puesto que permiten dar una solución eficaz a la resolución de problemas complejos ​(Dorri et al., 2018)​. Así pues, se puede concebir la estructura de un Gemelo Digital como una composición de agentes, que situados en un entorno llevarán a cabo un conjunto de acciones de forma automática ​(Padgham & Winikoff, 2004)​. 

Una de las metodologías que se pueden utilizar para su modelado es la metodología Prometheus, puesto que define un proceso detallado para especificar, diseñar, implementar y probar sistemas de software orientados a agentes, ofreciendo un conjunto de directrices detalladas y de heurísticas ​(Padgham & Winikoff, 2004)​. 

Esta metodología se apoya en la herramienta de modelado Prometheus Design Tool (PDT) diseñada por los autores de la metodología, y en JACK Development Enviroment (JDE) ​(Padgham & Winikoff, 2004)​. Sin embargo, dado que es una herramienta muy antigua, no cubre todas las necesidades actuales para el modelado de sistemas multi-agente, y en especial a aquellos aspectos que facilitarían el desarrollo de gemelos digitales. Este problema ha dado fruto al desarrollo de una nueva plataforma que cubra todas esas necesidades. 

Objetivos

 

• Comprender el concepto de Gemelo Digital y los diferentes elementos que lo componen. 

• Identificar y comprender diferentes aproximaciones para el desarrollo de dichos sistemas. 

• Identificar alternativas existentes para desarrollar sistemas multi-agente. 

• Evaluar las distintas alternativas tecnológicas que permitan desarrollar una herramienta para la metodología Prometheus. 

• Diseñar y desarrollar una herramienta para dar soporte a Prometheus utilizando la aproximación elegida como framework de desarrollo. 

 

 

 

Metodología y Competencias

etodología: 

Scrum: se utilizará mayormente durante el proceso de desarrollo ágil desarrollo y la evaluación del sistema. 

 

Competencias: 

[IS1] Capacidad para desarrollar, mantener y evaluar servicios y sistemas software que satisfagan todos los requisitos del usuario y se comporten de forma fiable y eficiente, sean asequibles de desarrollar y mantener y cumplan normas de calidad, aplicando las teorías, principios, métodos y prácticas de la Ingeniería del Software. 

[IS3] Capacidad de dar solución a problemas de integración en función de las estrategias, estándares y tecnologías disponibles. 

[IS2] Capacidad para valorar las necesidades del cliente y especificar los requisitos software para satisfacer estas necesidades, reconciliando objetivos en conflicto mediante la búsqueda de compromisos aceptables dentro de las limitaciones derivadas del coste, del tiempo, de la existencia de sistemas ya desarrollados y de las propias organizaciones. 

[IS4] Capacidad de identificar y analizar problemas y diseñar, desarrollar, implementar, verificar y documentar soluciones software sobre la base de un conocimiento adecuado de las teorías, modelos y técnicas actuales. 

[IS5] Capacidad de identificar, evaluar y gestionar los riesgos potenciales asociados que pudieran presentarse. 

[IS6] Capacidad para diseñar soluciones apropiadas en uno o más dominios de aplicación utilizando métodos de la ingeniería del software que integren aspectos éticos, sociales, legales y económicos. 

 

Medios a utilizar

Se utilizarán los siguientes medios: 

• IDE de programación. 

• Framework seleccionado durante la evaluación (EMF Eclipse, Xtext, GLSP y ANTLR) 

• Jira Software. 

• Un PC. 

 

Bibliografía

​​Dorri, A., Kanhere, S. S., & Jurdak, R. (2018). Multi-Agent Systems: A Survey. IEEE Access, 6, 28573–28593. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2831228 

​Guo, J., & Lv, Z. (2022). Application of Digital Twins in multiple fields. Multimedia Tools and Applications, 81(19), 26941–26967. https://doi.org/10.1007/s11042-022-12536-5 

​Macías, A., Navarro, E., Cuesta, C. E., & Zdun, U. (2023). Architecting Digital Twins Using a Domain-Driven Design-Based Approach*. 2023 IEEE 20th International Conference on Software Architecture (ICSA), 153–163. https://doi.org/10.1109/ICSA56044.2023.00022 

​Padgham, L., & Winikoff, M. (2004). Developing Intelligent Agent Systems. Wiley. https://doi.org/10.1002/0470861223