Naukowcy tworzą symulator open source dla systemów cyber-fizycznych

Systemy cyber-fizyczne (CPS) cieszą się coraz większym zainteresowaniem dzięki szybkiemu rozwojowi Internetu przedmiotów (IoT) i jego połączeniu ze sztuczną inteligencją (AI), uczeniem maszynowym i technologią chmury. Te oddziałujące ze sobą sieci elementów fizycznych i obliczeniowych będą stanowić podstawę krytycznej infrastruktury i „inteligentnych” usług oraz poprawią jakość życia w dziedzinach takich jak energia, środowisko, transport czy opieka zdrowotna.

Technologie CPS już teraz zmieniają sposób interakcji ludzi z systemami inżynieryjnymi w świecie „rzeczywistym” (czyli „fizycznym”), podobnie jak Internet zmienił sposób interakcji ludzi z informacjami. Ze względu na złożoność systemów CPS ich twórcy napotykają jednak na poważny problem: brak narzędzi i modeli symulacyjnych do projektowania i analizy.

Zespół badaczy wspierany przez finansowany przez UE projekt COSSIM zajął się ostatnio tą kwestią. Badacze stworzyli moduł oprogramowania open source, który w zintegrowany sposób płynnie symuluje zarówno elementy sieciowe, jak i przetwarzające systemu CPS, a także systemów chmury obliczeniowej i wysokowydajnych systemów obliczeniowych (HPC). Termin HPC odnosi się do wykorzystania superkomputerów i technik przetwarzania równoległego do rozwiązywania złożonych problemów obliczeniowych.

Naukowcy podsumowali wyniki swoich prac w komunikacie prasowym w czasopiśmie „Electronic Engineering Journal”. Jak tłumaczą, model COSSIM „został pomyślnie oceniony na podstawie przypadku zastosowania zaawansowanego wizualnego wyszukiwania klient-serwer, które wykrywa instancje obiektów”.

Cytowany w komunikacie prasowym Danilo Pau, starszy członek personelu technicznego STMicroelectronics i jeden z partnerów COSSIM, powiedział: „W szczególności rynek Internetu przedmiotów pilnie potrzebuje funkcji sztucznej inteligencji, aby można było skutecznie wykorzystać ogromny potencjał jego wzrostu. Wydajny symulator systemów CPS i chmury może być odpowiedzią na to zapotrzebowanie i pomóc projektantom systemów w znacznie skuteczniejszej symulacji i współsymulacji niż przy użyciu tradycyjnych metod”.

Zdaniem naukowca, technologia opracowana w ramach inicjatywy COSSIM może potencjalnie wpłynąć na zwiększenie wydajności projektowania systemów, a jako model open source będzie korzystać z wkładu społeczności GitHub. GitHub jest platformą, na której deweloperzy mogą hostować i przeglądać kod, zarządzać projektami oraz kompilować oprogramowanie.

Jak czytamy w komunikacie prasowym, model open source COSSIM łączy „pełnosystemowy symulator” przetwarzania z innowacyjnym symulatorem sieciowym. Ponadto, dzięki zastosowaniu mikrokontrolerów ST, wykorzystuje nowatorski i wydajny proces akceleracji sprzętowej.

Model opracowany w projekcie COSSIM (A Novel, Comprehensible, Ultra-Fast, Security-Aware CPS Simulator) umożliwi również zwiększenie szybkości symulacji o jeden rząd wielkości. Pozwoli to otrzymywać znacznie dokładniejsze wyniki niż w przypadku istniejących rozwiązań, zwłaszcza pod względem zużycia energii, oraz umożliwi raportowanie poziomu bezpieczeństwa symulowanego CPS. Jak wyjaśniają naukowcy na stronie internetowej projektu, model open source będzie symulować dwa rzeczywiste zastosowania z różnych dziedzin w celu zademonstrowania wszystkich funkcji CPS w bardzo wymagających środowiskach komercyjnych.

Więcej informacji:
strona internetowa projektu COSSIM.