Intelligent Carbon-Aware Gateway Placement for Green IoT Networks

Publicación del proyecto · Future Internet

Resumen

El artículo explica qué información necesita un modelo de inteligencia artificial para situar pasarelas reduciendo la huella de carbono del ciclo de vida de redes LoRa multisalto.

Resumen gráfico del emplazamiento de pasarelas sensible a la huella de carbono
Resumen gráfico. Aprendizaje sensible a la huella de carbono para ubicar pasarelas. Fuente: Alvarado-Alcon et al. (2026), CC BY 4.0.

Indicadores bibliométricos

Cuartil JCRQ2
Factor de impacto4,6
Citas en Google Scholar0
Área JCR
Computer Science, Information Systems
Año JCR
2025
Consulta Scholar
26 octubre 2026

Contribución principal

El estudio reentrena un perceptrón multicapa con varias codificaciones de entrada y combina explicaciones SHAP, ablación y análisis de sensibilidad. La estimación de huella de carbono actúa como señal global principal, mientras que las coordenadas de los dispositivos y los resúmenes espaciales capturan conjuntamente la geometría local y las oportunidades de retransmisión.

Resultados y alcance

El análisis muestra que un modelo neuronal convencional puede aprender una invariancia útil ante el orden arbitrario de los dispositivos. También aclara que los pesos de tráfico contribuyen sobre todo de forma agregada y ofrece criterios para una planificación IoT interpretable, escalable y ambientalmente responsable.

Relación con BoND1

El trabajo aborda directamente los objetivos de escalabilidad y sostenibilidad de BoND1. Aplica inteligencia artificial explicable a una red LoRa multisalto no celular para que el emplazamiento de infraestructura tenga en cuenta las emisiones del ciclo de vida y no optimice de forma aislada la conectividad o la energía.

MDPIPDFDOIRepositorio UPCTDatos de replicación

Project publication · Future Internet

Summary

The article explains which information an artificial-intelligence model needs to place gateways while reducing the life-cycle carbon footprint of multi-hop LoRa networks.

Graphical abstract of carbon-aware gateway placement in a LoRa multi-hop network
Graphical abstract. Carbon-aware learning pipeline for gateway placement. Source: Alvarado-Alcon et al. (2026), CC BY 4.0.

Main contribution

The study retrains a multilayer perceptron with several input encodings and combines SHAP explanations, ablation and sensitivity analysis. The carbon-footprint estimate acts as the main global guidance signal, while raw device coordinates and spatial summaries jointly capture local geometry and relay opportunities.

Results and scope

The analysis shows that a conventional neural model can learn useful permutation invariance from unordered device positions. It also clarifies that traffic weights mostly contribute through aggregate effects and provides design guidance for interpretable, scalable and environmentally aware IoT planning.

Link with BoND1

The work directly addresses BoND1’s scalability and sustainability goals. It applies explainable AI to a non-cellular LoRa multi-hop network so that infrastructure placement accounts for life-cycle emissions rather than optimizing connectivity or energy in isolation.

MDPIPDFDOIUPCT RepositoryReplication data

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