Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado un conjunto de algoritmos para mejorar el rendimiento de los sistemas ciberfísicos, desde vehículos autónomos hasta redes eléctricas inteligentes, al equilibrar la necesidad de datos de cada componente con la rapidez con la que se pueden enviar yrecibió.
"Los sistemas ciberfísicos integran sensores, dispositivos y herramientas de comunicación, lo que permite que todos los elementos de un sistema compartan información y coordinen sus actividades para lograr los objetivos", dice Aranya Chakrabortty, coautora de un artículo sobre lanuevos algoritmos y un profesor de ingeniería eléctrica e informática en NC State. "Estos sistemas tienen un potencial tremendo la National Science Foundation se refiere a ellos como 'posibilitando un mundo inteligente y conectado' - pero estos sistemas también plantean desafíos.
"Específicamente, los agentes físicos en un sistema, los dispositivos, necesitan muchos enlaces de comunicación para funcionar de manera efectiva. Esto conduce a que grandes volúmenes de datos fluyan a través de la red de comunicación, lo que provoca demoras en el enrutamiento y las colas. EstosLos retrasos pueden provocar largos tiempos de espera para que los agentes tomen medidas, lo que degrada la calidad del sistema. En otras palabras, hay tantos datos que se pasan a través de tantos enlaces que es posible que un sistema no pueda lograr sus objetivos establecidos.- el tiempo de retraso es demasiado largo ".
Esto crea un dilema. Reducir la comunicación puede dañar la calidad del rendimiento del sistema, porque cada elemento del sistema operará con menos información. Por otro lado, reducir la comunicación significa que cada elemento del sistema podría obteneresa información más rápidamente.
"Entonces, todo es una compensación", dice Chakrabortty. "Se debe lograr el equilibrio correcto entre las tres variables, es decir, la cantidad correcta de escasez de comunicación, el retraso óptimo y el mejor rendimiento alcanzable de laNo es fácil lograr este delicado equilibrio para llevar a cabo la misión de la mejor manera posible y, al mismo tiempo, garantizar un funcionamiento seguro y estable de cada agente. Aquí es donde entran en juego nuestros algoritmos ".
Chakrabortty y la estudiante de posgrado Nandini Negi desarrollaron tres algoritmos que, en conjunto, reducen el número total de solicitudes de datos de cada nodo en un sistema, pero aseguran que cada nodo reciba suficiente información, lo suficientemente rápido, para lograr los objetivos del sistema.
"No existe una solución única que se aplique a todos los sistemas ciberfísicos", dice Negi. "Pero nuestros algoritmos permiten a los usuarios identificar la solución de comunicaciones óptima para cualquier sistema".
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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