Nowa era dynamicznych systemów sieciowych
Kluczem do sprawnego działania różnych systemów przemysłowych, takich jak sieci infrastrukturalne, sieci czujnikowe czy systemy zabezpieczeń, są odpowiednie dynamiczne systemy sieciowe. Jednakże ich wielkość i złożoność utrudniają podejmowanie decyzji, co wymusza konieczność opracowania lepszego podejścia zapewniającego bardziej precyzyjne szacowanie, wykrywanie i sterowanie adaptacyjne w układzie rozproszonym. Uczestnicy finansowanego przez UE projektu DEMAND (Decentralized monitoring and adaptive control for networked dynamical systems) zdecydowali się podjąć to wyzwanie. W tym celu stworzyli nowe metody, algorytmy i techniki, które poprawią funkcjonowanie dynamicznych systemów sieciowych, zwiększając ich możliwości w zakresie decentralizacji i dystrybucji. W ujęciu technicznym zespół opracował narzędzia i algorytmy do zdecentralizowanej identyfikacji nakładających się na siebie systemów oraz zdecentralizowanego adaptacyjnego śledzenia celu. Narzędzia te umożliwią także rozproszoną makrokalibrację i synchronizację czasu w sieciach czujników oraz rozproszone wzmocnienie i uczenie pod nadzorem. Do innych osiągnięć należą niezawodne układy wykrywania awarii w systemach sieciowych oraz układy sterowania z funkcją omijania przeszkód, które z pewnością znajdą zastosowanie w bezprzewodowych sieciach czujników naprowadzania. Kolejną zaletą nowych narzędzi jest ich zdolność do sterowania w oparciu o stochastyczne metody poszukiwania ekstremum nad rozmaitościami, co można wykorzystać do adaptacyjnej synchronizacji oscylatorów i ciał sztywnych zależnie od ich odległości. Jest to szczególnie istotne np. dla poprawy działania układu hamulcowego i optymalizacji bioprocesów oraz kontroli przepływu w czasie rzeczywistym. Podsumowując, wszystkie założenia projektu zostały zrealizowane, a nawet przekroczone dzięki opracowaniu nowych narzędzi, technik i algorytmów. Oczekuje się, że uzyskane wyniki, przedstawione w wielu czasopismach i publikacjach pokonferencyjnych, pozytywnie wpłyną na wiele dziedzin nauki. Na zastosowaniu nowego podejścia skorzystają rzeczywiste sieci czujnikowe, Internet rzeczy oraz sieciowe systemy cyberfizyczne, jak również nadchodzące technologie (takie jak inteligentne sieci przesyłowe, inteligentne społeczności i przemysłowy Internet rzeczy) oraz istniejące rozwiązania (takie jak systemy monitorowania z użyciem dronów, systemy biologiczne czy sieci społecznościowe). Ponieważ komputery, systemy komunikacji i układy sterowania są coraz bardziej do siebie zbliżone, bardziej wydajne sieciowe systemy dynamiczne pozwolą zmodernizować liczne duże systemy – od układów klimatyzacji po narodowe sieci energetyczne. Nowe narzędzia i metody opracowane w ramach projektu DEMAND bez wątpienia odegrają kluczową rolę w dążeniu do stworzenia prostszych, wzajemnie połączonych sieci.
Słowa kluczowe
Dynamiczne systemy sieciowe, infrastruktura, DEMAND, zdecentralizowane monitorowanie, sterowanie adaptacyjne
