Ricercatori creano un simulatore open-source per sistemi ciberfisici

I sistemi ciberfisici (CPS, Cyber physical system) stanno attirando un grande interesse, come mai prima d’ora, grazie al rapido sviluppo dell’Internet delle cose (IoT, Internet of Things) e la sua combinazione con intelligenza artificiale (IA), apprendimento automatico e cloud. Queste reti interattive, formate da componenti fisici e computazionali, forniranno le fondamenta per infrastrutture critiche, formeranno la base dei servizi «intelligenti» e miglioreranno la qualità della vita in settori che spaziano da energia e ambiente a trasporti e sanità.

Le tecnologie CPS stanno già trasformando il modo in cui la gente interagisce con sistemi ingegnerizzati nel mondo «reale» o «fisico», proprio come Internet ha trasformato il modo in cui le persone interagiscono con le informazioni. Tuttavia, a causa della loro complessità, gli sviluppatori di CPS si trovano davanti un grave problema: la carenza di strumenti e modelli di simulazione per la loro progettazione e analisi.

Una squadra di ricercatori supportata dal progetto COSSIM, finanziato dall’UE, ha recentemente affrontato questo problema. Essi hanno distribuito una struttura open-source che simula perfettamente, in un modo integrato, sia le parti della connessione di rete che di elaborazione dei CPS, oltre ai sistemi cloud e a quelli di calcolo a elevate prestazioni (HPC, high-performance computing). HPC si riferisce all’utilizzo di supercomputer e tecniche di elaborazione parallela per risolvere complessi problemi di calcolo.

I ricercatori hanno riassunto i risultati in un comunicato stampa nel «Electronic Engineering Journal». Essi hanno affermato che la struttura di COSSIM «è stata valutata con successo su un caso d''uso relativo a una ricerca visiva avanzata client/server che individua esempi di oggetti.»

Citato nel comunicato stampa, Danilo Pau, membro a capo del personale tecnico alla STMicroelectronics e uno dei partner in COSSIM, ha dichiarato: «Il mercato IoT, in particolare, ha un''urgente necessità di funzionalità IA per sfruttare in modo efficace il suo immenso potenziale di crescita. Un potente simulatore CPS e cloud può essere adatto a tale necessità supportando i progettisti di sistemi nella simulazione e co-simulazione in modo molto più efficace rispetto all’utilizzo delle metodologie tradizionali.»

Ha inoltre affermato che la tecnologia sviluppata nell’ambito di COSSIM ha il potenziale per promuovere la produttività della progettazione del sistema, e in quanto struttura open-source trarrà beneficio dal contributo della comunità di GitHub. GitHub è una piattaforma in cui gli sviluppatori possono ospitare ed esaminare il codice, gestire progetti e costruire software.

Secondo il comunicato stampa, la struttura open-source di COSSIM integra un «simulatore dell’intero sistema» di elaborazione con un innovativo simulatore di rete. Inoltre, essa include un nuovo ed efficiente processo di accelerazione hardware attraverso l’utilizzo di microcontrollori ST.

Grazie a COSSIM (A Novel, Comprehensible, Ultra-Fast, Security-Aware CPS Simulator), la struttura open-source effettuerà anche le simulazioni diversi ordini di grandezza più velocemente. Essa fornirà risultati notevolmente più accurati rispetto alle soluzioni esistenti, in particolare in termini di consumo energetico, e riferirà i livelli di sicurezza dei CPS simulati. I ricercatori spiegano nel sito web del progetto che la struttura open-source simulerà due applicazioni reali provenienti da differenti settori in modo da dimostrare tutte le caratteristiche del CPS in ambienti commerciali altamente impegnativi.

Per maggiori informazioni, consultare:
sito web del progetto COSSIM.