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Un nouveau logiciel pour améliorer les prises de décision des appareils intelligents

Les systèmes embarqués qui confèrent de l'intelligence aux objets et aux appareils occupent une place de plus en plus importante dans notre existence, mais les aspects liés à la sécurité peuvent parfois s'avérer compliqués. Un projet financé par l'UE a dévoilé un nouveau logiciel et du code de refactoring permettant à ces systèmes, qui se fondent à l'infrastructure cybernétique, de prendre des décisions correctes et sûres.
Un nouveau logiciel pour améliorer les prises de décision des appareils intelligents
Des systèmes de conduite automatique pour automobiles aux systèmes de distribution d'électricité, les ordinateurs sont aujourd'hui intégrés dans un environnement physique pour assurer des tâches de surveillance et de contrôle. La conception de ces systèmes a été grandement facilitée par les progrès réalisés dans la compréhension de l'interaction entre l'informatique et les processus physiques.

Les industries font cependant face à un défi majeur pour mettre en œuvre des systèmes aussi complexes; les systèmes cyber-physiques doivent se comporter de manière adaptée. Actuellement, les pratiques de modélisation sont centrées sur des techniques d'ingénierie dirigée par les modèles (IDM). Les IDM sont des spécifications lisibles par ordinateur et sont de ce fait plus précises et moins sujettes aux erreurs.

Pour commencer, on utilise des modèles de système cyber-physique simples puis on les étend progressivement afin qu'ils reflètent mieux les systèmes réels. Une difficulté majeure réside dans la capacité à conserver des preuves d'exactitude actualisées lorsque les modèles évoluent. Pour y remédier, des chercheurs participant au projet SPHINX (A co-evolution framework for model refactoring and proof adaptation in cyber-physical systems), financé par l'UE, ont développé une boîte à outils d'ingénierie dirigée par la vérification (VDE) prenant en charge le refactoring des modèles et l'adaptation des preuves.

Appelé SPHINX, le système nouvellement développé est une boîte à outils VDE qui fournit des éditeurs de modélisation textuels et graphiques permettant de décrire la structure ainsi que la dynamique discrète et continue des systèmes cyber-physiques.

Les scientifiques ont également introduit le refactoring de modèle dans le contexte du développement de logiciel dirigé par les modèles. Grâce à des opérations de refactoring tenant compte des preuves et capables de transformer les modèles, ils sont parvenus à améliorer la structure du modèle tout en préservant ses caractéristiques qualitatives. Avec des opérations de refactoring, l'équipe a réordonné les déclarations, introduit des conditions, ajouté ou supprimé des comportements discrets ou continus, et renforcé les conditions. Une notion d'affinement a été élaborée pour prouver l'exactitude des opérations de refactoring à un niveau plus abstrait.

Les systèmes cyber-physiques sont de plus en plus répandus et sont essentiels dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale, de l'énergie et des instruments médicaux. Les résultats du projet devraient améliorer la sécurité dans des environnements comptant de plus en plus de systèmes autonomes. Les résultats de SPHINX ont pourtant également mis en évidence la nécessité de mieux comprendre comment les systèmes autonomes interagissent avec leur environnement, ainsi que ce que l'on considère comme un comportement sûr et correct. Les nouvelles techniques de refactoring des modèles et d'adaptation aux preuves, accompagnées de tutoriels et d'études de cas de modélisation, peuvent promouvoir l'utilisation des techniques de vérification formelle dans différents secteurs industriels.

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Thèmes

Life Sciences

Mots-clés

Logiciel, refactoring, systèmes cyber-physiques, ingénierie dirigée par les modèles, SPHINX