Una nuova era per i sistemi dinamici in rete
I sistemi dinamici in rete sono determinanti per il funzionamento di numerose applicazioni di ingegneria, come per esempio reti di infrastrutture, reti di sensori e sistemi di sicurezza. Tuttavia, la loro vastità e complessità rendono difficile il processo decisionale, il che richiede approcci migliori per perfezionare attività necessarie quali stima, rilevamento e controllo adattativo, attuati in maniera decentrata. Il progetto DEMAND (Decentralized monitoring and adaptive control for networked dynamical systems), finanziato dall’UE, ha affrontato tale sfida. Sono stati sviluppati nuovi metodi, algoritmi e tecniche che rendono i sistemi dinamici collegati in rete più robusti, migliorando le loro capacità di decentramento e distribuzione. In termini più tecnici, il team del progetto ha creato strumenti e algoritmi ai fini dell’identificazione decentrata di sistemi sovrapposti e del monitoraggio di obiettivi adattativo e decentralizzato. Tali strumenti forniscono anche una macro-calibrazione e una sincronizzazione distribuite nelle reti di sensori, così come un supporto distribuito e un apprendimento controllato. Altri risultati importanti comprendono un solido rilevamento dei difetti nei sistemi collegati in rete, così come un controllo che consente di evitare gli ostacoli, con diverse applicazioni pratiche specificamente mirate alle reti di sensori wireless. Un altro vantaggio dei nuovi strumenti è dato dal loro potere di offrire un controllo stocastico in merito alla ricerca degli estremi, su varietà con applicazioni relative a sincronizzazione adattativa basata sulla distanza, in relazione a oscillatori e corpi rigidi. Ciò è particolarmente importante, per esempio, nel migliorare il comando inerente ai sistemi di frenatura e per l’ottimizzazione in tempo reale dei bioprocessi e del controllo di flusso. Nel complesso, il progetto ha soddisfatto tutti i propri obiettivi e si è spinto oltre il proprio campo di applicazione iniziale, per lo sviluppo di nuovi strumenti, tecniche e algoritmi. I risultati sono stati distribuiti attraverso numerose riviste e pubblicazioni per conferenze, inoltre si attende un loro impatto positivo su svariati campi. Si prevede che applicazioni nel mondo reale, come per esempio le reti di sensori, l’Internet delle cose e i sistemi ciber-fisici collegati in rete, possano trarre beneficio dai risultati della ricerca. Anche tecnologie nuove o in arrivo come le reti intelligenti, le società intelligenti e Internet delle cose in ambito industriale godranno di benefici, assieme a tecnologie esistenti come la sorveglianza con droni, i sistemi biologici e le reti sociali. Con il convergere di tecnologie quali computer, comunicazione e controllo, la disponibilità di sistemi dinamici in rete più potenti sarà utile nel migliorare numerosi sistemi di grandi dimensioni, a partire da unità di condizionamento dell’aria, fino a una rete elettrica nazionale. I nuovi strumenti e approcci sviluppati nell’ambito del progetto DEMAND saranno senza dubbio fondamentali nel portare avanti una visione relativa a reti interconnesse e semplificate.
Parole chiave
Sistemi dinamici in rete, infrastruttura, DEMAND, monitoraggio decentralizzato, controllo adattativo
