Metrica
Proyecto
01/09/2021
Los sistemas ciberf¡sicos son aquellos sistemas formados por un determinado proceso f¡sico y un conjunto de dispositivos heterog‚neos que constituyen la capa ciber, con una fuerte interacci¢n con el nivel f¡sico. Estos dispositivos tienen posibilidades de medici¢n (sensores) y actuaci¢n (actuadores) sobre el medio f¡sico, adem s de ciertas capacidades de computaci¢n, memoria y comunicaci¢n que les permiten realizar tareas complejas de forma distribuida. Una de las aplicaciones m s interesantes que tienen los SCFs es su uso para la monitorizaci¢n y supervisi¢n de sistemas de gran variabilidad espacio-temporal, esto es, procesos f¡sicos cuyas variables cambien con el tiempo, pero que tambi‚n se relacionan con el valor que toman las propia variables en diferentes puntos del espacio. En particular, las din micas de difusi¢n tienen un gran inter‚s, pues sirven para modelar numerosos procesos de transporte. As¡, por ejemplo, la vigilancia de un determinado vertido en el mar, o la monitorizaci¢n de la difusi¢n de aerosoles en espacios cerrados, son algunos ejemplos en los que los SCFs pueden jugar un papel fundamental. Para que los SCFs puedan sustituir a los tradicionales sistemas de medida tienen que superar a£n algunas dificultades. Los sistemas de instrumentaci¢n tradicionales se caracterizan por ser equipos muy robustos y de precio elevado, lo cual hace que el usuario tenga informaci¢n muy fiable, pero solo en algunas localizaciones concretas del espacio. En esta propuesta se propone el desarrollo y ejecuci¢n de novedosas t‚cnicas de monitorizaci¢n con el objetivo de favorecer el despliegue de los sistemas ciberf¡sicos en aplicaciones de alta variabilidad espacio-temporal, en los que los sistemas tradicionales fallan, por su precio, al tratar de capturar dicha variabilidad. Estos nuevos algoritmos podr n ejecutarse sobre los equipos de la capa ciber que, en este nuevo paradigma, est n dotados de cierta inteligencia computacional. En concreto se propone lo siguiente: Desarrollo de nuevos algoritmos de monitorizaci¢n y estimaci¢n distribuida para sistemas din micos de alta variabilidad espacio-temporal. Se propone el uso de modelos de par metros distribuidos para caracterizar las din micas de los procesos a estudiar. Despliegue ¢ptimo de sensores y selecci¢n de topolog¡as de comunicaci¢n para optimizar las capacidades de monitorizaci¢n del sistema. Se propone el uso de herramientas de geometr¡a computacional y optimizaci¢n metaheur¡stica para resolver el problema del despliegue tridimensional en la capa ciber. Dotaci¢n de autoconsciencia al SCF para proponer conexiones/desconexiones de equipos y enlaces de comunicaci¢n, y que los algoritmos de monitorizaci¢n sean robustos a dichas modificaciones. Se propone el uso de grafos etiquetados y algoritmos de exploraci¢n para la dotaci¢n de consciencia, y herramientas plug&play para los algoritmos de monitorizaci¢n. Se pretende, en definitiva, avanzar en la operaci¢n robusta y continua, uno de los desaf¡os clave se¤alados para los SCFs. Para demostrar la validez de los algoritmos propuestos, se proponen dos casos de uso, uno en laboratorio (bancada de difusi¢n de contaminante en una masa de agua) y otro experimental (monitorizaci¢n de CO2 en espacios cerrados). Se han escogido estos casos de uso atendiendo al impacto social y medioambiental, al inter‚s de los actuales planes de investigaci¢n, y a la l¡nea de investigaci¢n que se ven¡a desarrollando en los £ltimos a¤os.
AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION
71269 €
Departamento de Ingeniería
Optimization and Control of Distributed Systems