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MECInOT: a multi‑access edge computing and industrial internet of things emulator for the modelling and study of cybersecurity threats
(Springer, 2023) Ruiz Villafranca, Sergio; Carrillo Mondéjar, Javier; Castelo Gómez, Juan Manuel; Roldán Gómez, José
In recent years, the Industrial Internet of Things (IIoT) has grown rapidly, a fact that
has led to an increase in the number of cyberattacks that target this environment
and the technologies that it brings together. Unfortunately, when it comes to using
tools for stopping such attacks, it can be noticed that there are inherent weaknesses
in this paradigm, such as limitations in computational capacity, memory and network
bandwidth. Under these circumstances, the solutions used until now in conventional
scenarios cannot be directly adopted by the IIoT, and so it is necessary to
develop and design new ones that can effectively tackle this problem. Furthermore,
these new solutions must be tested in order to verify their performance and viability,
which requires testing architectures that are compatible with newly introduced IIoT
topologies. With the aim of addressing these issues, this work proposes MECInOT,
which is an architecture based on openLEON and capable of generating test scenarios
for the IIoT environment. The performance of this architecture is validated by
creating an intelligent threat detector based on tree-based algorithms, such as decision
tree, random forest and other machine learning techniques. Which allows us to
generate an intelligent and to demonstrate, we could generate an intelligent threat
detector and demonstrate the suitability of our architecture for testing solutions in
IIoT environments. In addition, by using MECInOT, we compare the performance of
the different machine learning algorithms in an IIoT network. Firstly, we present the
benefits of our proposal, and secondly, we describe the emulation of an IIoT environment
while ensuring the repeatability of the experiments.
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A MEC-IIoT intelligent threat detector based on machine learning boosted tree algorithms
(Elsevier, 2023-06) Ruiz Villafranca, Sergio; Roldán Gómez, José; Carrillo Mondéjar, Javier; Castelo Gómez, Juan Manuel; Villalón Millán, José Miguel
In recent years, new management methods have appeared that mark the beginning of a new industrial
revolution called Industry 4.0 or the Industrial Internet of Things (IIoT). IIoT brings together new emerging
technologies, such as the Internet of Things (IoT), Deep Learning (DL) and Machine Learning (ML), that
contribute to new applications, industrial processes and efficiency management in factories. This combination
of new technologies and contexts is paired with Multi-access Edge Computing (MEC) to reduce costs through
the virtualisation of networks and services. As these new paradigms increase in growth, so does the number
of threats and vulnerabilities, making IIoT a very desirable target for cybercriminals. In addition, IIoT devices
have certain intrinsic limitations, especially due to their limited resources, and this makes it impossible, in
many cases, to detect attacks by using solutions designed for other paradigms. So it is necessary to design,
implement and evaluate new solutions or adapt existing ones. Therefore, this paper proposes an intelligent
threat detector based on boosted tree algorithms. Such detectors have been implemented and evaluated in an
environment specifically designed to test IIoT deployments. In this way, we can learn how these algorithms,
which have been successful in multiple contexts, behave in a paradigm with known constraints. The results
obtained in the study show that our intelligent threat detector achieves a mean efficiency of between 95%–99%
in the F1 Score metric, indicating that it is a good option for implementation in these scenarios.
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Aportación al conocimiento de la creación y funcionamiento de bandas de música en la comarca histórica del Campo de Calatrava (Ciudad Real). El caso de Mestanza y la figura del maestro-director
(Universidad de Castilla-La Mancha, 2023) Vallejo Climent, Javier Vicente
Es habitual que, en general, el público aficionado a la Música, e incluso el alumnado de los Conservatorios, se haya preocupado siempre por conocer los grandes períodos históricos de la música, sus características, instrumentos y agrupaciones, así como los grandes compositores que han protagonizado la evolución musical a lo largo de los tiempos. Ello tiene su lógica, pero, a veces, pasa desapercibido el conocimiento de artistas más modestos que se esforzaron por engrandecer el arte de los sonidos, aportando una dosis de felicidad a las personas de su entorno, a veces en pequeños pueblos. En muchas ocasiones, quizá por haberlos tenido tan cerca de nosotros, su labor puede habernos pasado desapercibida, y lo mismo puede haber ocurrido con aquellas agrupaciones modestas como una rondalla, un grupo coral o una banda de música a las cuales pudieron pertenecer. Por ello, creemos que puede tener interés dar a conocer su labor.
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Fabricación aditiva de alta precisión integrando trayectorias NURBS y tecnologías sustractivas CNC
(Universidad de Castilla-La Mancha, 2023) Vallejo Calcerrada, Javier
La fabricación aditiva (AM) es una tecnología flexible y de bajo coste que permite procesar geometrías complejas con todo tipo de materiales, entre los que destacan los polímeros reforzados con fibras (FRP) para aplicaciones de alto rendimiento. Sin embargo, los procesos de AM son poco precisos, y dotan a los objetos de características dimensionales y geométricas mejorables, dificultando la fabricación directa de productos funcionales de alta calidad para aplicaciones exigentes como, por ejemplo, la fabricación de implantes a medida. Esta tesis doctoral tiene como propósito la mejora de la precisión geométrica de los productos obtenidos mediante AM.
Uno de los principales limitantes de la calidad en AM consiste en el uso de aproximaciones poligonales, por ejemplo STL. Este tipo de aproximaciones son un paso obligatorio en el flujo de trabajo convencional previo a la fabricación, y reducen la precisión de los objetos a un nivel menor que la precisión inherente al proceso. La mejora de la precisión geométrica se ha abordado siguiendo dos estrategias complementarias. La primera consiste en la optimización de la precisión de las trayectorias de fabricación mediante la adhesión al estándar NURBS en todas las fases previas a AM, obteniendo un flujo de trabajo mejorado que consiste en la transferencia exacta de la descripción inicial CAD al código G final para el control del equipo de AM.
La segunda estrategia propone el post-procesado de productos de AM mediante mecanizado CNC. Sin embargo, el mecanizado de FRP procesados con AM es complejo debido a su naturaleza heterogénea y abrasiva. Para simplificar estos procesos resulta esencial la literatura sobre estudios de maquinabilidad de estos materiales, la cual es actualmente muy escasa. En esta tesis se evalúa el efecto del refuerzo de fibra de carbono, de los parámetros de impresión y de la operación de mecanizado en la maquinabilidad del PETG, uno de los termoplásticos más utilizados a nivel mundial.
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Estudio en vivo de la bioactividad de los flavanoles de semilla de uva a una dosis dietética relevante en ratas Wistar jóvenes y delgadas
(Universidad de Castilla-La Mancha, 2023) Guisantes Batán, Eduardo
Los compuestos fenólicos han sido objeto de estudio en el campo de la nutrición durante las últimas décadas. Numerosos estudios de intervención y epidemiológicos han observado como dietas ricas en alimentos con un alto contenido en compuestos fenólicos se correlacionan con una menor incidencia de enfermedades metabólicas, como la obesidad y la diabetes tipo 2, ambas causadas, entre otros factores, por una dieta desequilibrada.
El número de compuestos fenólicos presentes en la dieta es muy elevado, sin embargo, no todos presentan la misma estructura ni se consumen con la misma frecuencia, lo que condiciona los posibles efectos saludables derivados de su consumo. En particular, estudios sobre la dieta en población europea han dejado claro que los flavanoles están entre los compuestos fenólicos más consumidos gracias a su presencia en alimentos como el té, el chocolate, las uvas, los frutos rojos y diversas frutas de pomo, habitualmente consumidos por la población con unos hábitos alimenticios saludables.
No obstante, elaborar recomendaciones dietéticas sobre los efectos positivos en la salud que tiene el consumo de flavanoles requiere de un profundo conocimiento de su biodisponibilidad y de los mecanismos de acción asociados a estos compuestos en diferentes modelos de estudio in vivo. Así, en esta tesis doctoral hemos estudiado como el consumo de un extracto de semilla de uva (GSE), rico en flavanoles, a dosis equivalentes a las que se podrían encontrar en dietas sanas y equilibradas (25 mg/ kg peso/ día) produce cambios fisiológicos y moleculares en ratas Wistar jóvenes y sanas que podrían ayudar a prevenir el desarrollo de enfermedades metabólicas.
El metabolismo de los flavanoles y de los compuestos fenólicos en general está estrechamente influenciado por la actividad del intestino y el hígado, órganos clave en el metabolismo energético y la homeostasis corporal. En particular, el íleon, situado en la parte distal del intestino delgado, juega un papel fundamental en el funcionamiento de la barrera intestinal, la regulación de la respuesta inmunitaria y la captación de nutrientes, pero su implicación en los efectos derivados del consumo de flavanoles no está bien establecida. En este sentido, analizamos el proteoma del íleon de las ratas suplementadas con GSE y lo comparamos con las ratas control observando cambios en diferentes proteínas y procesos biológicos que sugieren una mayor eficiencia del metabolismo oxidativo, mejora de la motilidad intestinal y una prevención contra respuestas inflamatorias aberrantes y desarrollo de cáncer.
Por otro lado, el hígado juega un papel central en la regulación del metabolismo energético. En nuestro estudio, hemos determinado como el consumo de flavanoles del GSE a dosis bajas produce cambios a nivel molecular en genes y proteínas claves para el metabolismo de la glucosa, la sensibilidad a la insulina y el metabolismo lipídico.
Además, evaluamos la implicación global del receptor nuclear PPARß/d, isoforma de la familia de receptores nucleares activados por proliferadores de peroxisomas (PPAR) que actúa como factor de transcripción de genes implicados en la homeostasis de la glucosa y los lípidos, así como en la inflamación, con el objetivo de definir alguno de los posibles mecanismos de acción de los flavanoles. Para ello, inyectamos intraperitonealmente un potente antagonista específico de PPARß/d, denominado GSK0660, a las ratas suplementadas con GSE y ratas control. Nuestros resultados muestran como la activación de PPARß/d está involucrada en la reprogramación metabólica producida por el consumo de flavanoles presentes en el GSE, en particular, en el intestino e hígado de rata.
En general, esta tesis aporta nuevos avances en el conocimiento de los efectos positivos que tiene el consumo moderado de flavanoles en animales sanos, señalando posibles mecanismos moleculares que subyacen tras estos efectos. De forma notoria constatamos que los flavanoles ayudan a mantener la homeostasis intestinal y a modular el metabolismo energético, ambos factores decisivos para la prevención de enfermedades metabólicas.