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Automated Synthesis of Stochastic Cyber-Physical Systems: A Robust Approach

Descrizione del progetto

Migliorare l’affidabilità e la sicurezza dei sistemi ciberfisici

I sistemi ciberfisici sono sistemi informatici complessi i cui meccanismi sono controllati da algoritmi basati su computer. Lo sviluppo di software di controllo per questi sistemi attualmente avviene ad hoc ed è soggetto a costosi errori, in particolare nelle applicazioni critiche per la sicurezza. Per risolvere questo problema, il progetto Auto-CyPheR, finanziato dall’UE, propone un nuovo e solido approccio di sintesi che calcola automaticamente il software di controllo a partire da requisiti di alto livello. Questo approccio aiuta ad affrontare la complessità dei sistemi ciberfisici sviluppando nuove tecniche di astrazione che non vacillino di fronte alle incertezze dei modelli. Nonostante la natura ad alto rischio della fusione di metodologie provenienti da diverse discipline come la teoria del controllo, l’informatica e la teoria della probabilità, la ricerca potrebbe contribuire a trasformare i principi di progettazione dei sistemi ciberfisici. Ciò dovrebbe consentire la progettazione di sistemi ciberfisici su larga scala, affidabili e sicuri, in grado di operare autonomamente in condizioni di incertezza.

Obiettivo

Cyber-physical systems (CPS) are complex systems with tight interactions between cyber elements and physical components. The cyber elements are control algorithms implemented by computer-based software. Developing the embedded control software for CPS is currently ad hoc and error-prone, which has created costly undesired behaviours, particularly in safety-critical applications. Examples of such undesired behaviours include frequency deviation in power networks causing outages or blackouts (e.g. in Jan 2021 in EU, affecting 200k households), crash of airplanes due to software bugs (Boeing 737 Max, costs 15.9 billion euros) or autonomous cars having software bugs (Toyota recalled 65,000 cars in 2015). Nowadays, most of the costs of CPS design is spent on ensuring that the system meets all the requirements especially when it is working in uncertain conditions. In order to design reliable CPS and to reduce the costs of such a design, I propose a novel robust synthesis approach that computes automatically the control software from high-level requirements. This novel approach creates a paradigm shift in CPS design as it computes control software in a push-button manner and eliminates time-consuming, costly post-validation steps. The approach tackles the CPS complexity by developing new abstraction techniques that are compositional and robust to model uncertainties, which will be integrated in a unified framework for automating the design of the control software. This synthesis paradigm is founded on novel compositional similarity relations with coupled uncertainties and coupled computations on abstract models. My project is high-risk because it requires merging and re-thinking different design methodologies from multiple disciplines including control theory, computer science, and probability theory. It is high-gain since it will transform the design principles of CPS to enable designing large-scale yet reliable and safe CPS working autonomously in uncertain conditions.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2022-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER WISSENSCHAFTEN EV
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 993 756,00
Indirizzo
HOFGARTENSTRASSE 8
80539 MUNCHEN
Germania

Mostra sulla mappa

Regione
Bayern Oberbayern München, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 993 756,00

Beneficiari (1)

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