Nõudlus küberfüüsikaliste süsteemide järele

Käimas on tehnoloogiline revolutsioon, mis hõlmab erilisi süsteeme. Need süsteemid seovad omavahel küberkeskkonda ja füüsilist maailma. Tänu küberfüüsikaliste süsteemide järsule kasvule suureneb pidevalt vajadus erinevate teadusharude spetsialistide järele. Eriti on puudujääk inimestest, kellel oleks innovaatilisi ideid ning kes oskaks kujundada, ehitada ning paigaldada küberfüüsikalisi süsteeme. Küberfüüsikalised süsteemid on valdavalt keerukad turvalis-kriitilised süsteemid. Näiteks reisilennukid, sõjaväes rakendatavad süsteemid, tuumajaamad, autod ning meditsiinilised seadmed.[1]

Nii küberfüüsikalised süsteemid kui ka nende osad vajavad toimimiseks internetti. Eraldi on käibele tulnud mõiste asjade internet, mis tähendab seadmete, süsteemide ja teenuste omavahelist laiendatud ühenduvust, mis läheb kaugemale  masinate omavahelisest suhtlusest. Asjade internet on viimasel kümnendil laienenud kaugemale lihtsatest majapidamisseadmetest. Tänu hiljutistele arengutele selles vallas on mitmed KFS-i kasutusalad hakanud kattuma . Näiteks “tööstuslik Internet” on tulemus tööstuslike masinate ning võrgusensorite integratsioonist ja on põhimõtteliselt nii küberfüüsikalise süsteemi kui ka asjade interneti osa.[1] [2]

Ameerika Ühendriikide teadlased, ettevõtjad ning tööstus on jõudnud küberfüüsikaliste süsteemide võimekuses läbimurdeni. Tõhusatest, taskukohastest ja automaatsetest süsteemidest on jõutud energiasäästlike ning isekohanduvate termostaatideni, mis ei vaja eraldi programmeerimist. Arendused on levinud üle maailma USA firmade konkurentide abil, kes pakuvad samu lahendusi, kuid oluliselt madalama hinnaga. USA arendatud küberfüüsikalistel süsteemidel on potentsiaali pakkuda uusi võimalusi meditsiini, transpordi, põllunduse, energia ning sõjaväe tehnoloogiate arenguks.[1]

 

Selleks, et saaks toimuda progress, on oluline roll rahastusel. Kui suured arendajad ei näe küberfüüsikalistes süsteemides piisavalt palju potentsiaali arenguks, võivad mitmed head lahendused sündimata jääda. Küberfüüsikaliste süsteemide uurimise rahastamine on hetkel nii ebapiisav kui ka koordineerimata. Projektide peamised rahastajad on rahvuslik teaduse sihtasutus ning veel mõned juhtivad teadusasutused. Siiski saavad toetust vaid üksikud küberfüüsikalised projektid.[1]

Küberfüüsikalised süsteemid toetavad vananeva populatsiooni ravivõimalusi kodus, efektiivsemat transporti, mikropõllumajandust, tarka elektrivõrku ning uue põlvkonna sõjaväelahendusi. Teadlaste hinnangul oleks selliste süsteemide mõju majanduse arengule tohutu. Kuigi USA on praegu sel alal esirinnas, peab riik säilitama kiiret progressi, et teistega konkurentsis püsida.[1]

Küberfüüsikaliste süsteemide arengule on kaasa aidanud odavate sensorite ja juhtseadmete kiire levik,  juhtmevaba tehnoloogia pealetung ning järjest laienev interneti kasutajaskond.  See areng on muutnud tehnoloogia struktuuri. Paljud seni iseseisvad süsteemid, näiteks auto, on nüüd liidetud mitmetesse erinevatesse ühenditesse. Need lahendused võimaldavad autol ühendada internetti, pakkudes mitmeid turvalahendusi nagu näiteks kokkupõrke ennetamine ning automaatne parkimine.[1]

Eelnimetatud küberfüüsikalised projektid on targad süsteemid, mis on loodud opereerima keerulistes keskkondades. Nad peavad suutma suhelda internetiga ning olema peaaegu täiesti autonoomsed. Avatud kasutuskeskkond nõuab küberfüüsikalistest süsteemidest väga viimistletud ning detailseid lahendusi, sest süsteemid peavad kohanema keskkonnast tulenevate probleemidega. Näiteks võivad vastuollu minna maja energiasäästu programm ning kodune tervishoiusüsteem. Esimene paneb tuled kustu ning avab aknad, et energiat võimalikult mõistlikult ära kasutada. Teine aga paneb tuled põlema, et ennetada patsiendil depressiooni, ning suleb aknad, et vältida tuuletõmmet.[1]

Teadlased üritavad välja mõelda, mis on küberfüüsikaliste süsteemide jaoks parim arengusuund. Kindlasti tuleks leida küberfüüsikalistele süsteemidele organiseeritud rahastus, mis toetaks teadustööd, kindlaid projekte ning erinevate testseadmete ostu, et toetada praktilist uurimistööd.  Kõrgkoolid peaksid kujundama uued inseneriõppesuunad. Ka riik peaks rahaliselt kaasa aitama uute õppekava rakendamisel, et koolitada küberfüüsikaliste süsteemide insenere.[1]

Kui valitsus ning haridusorganid hakkavad pakkuma piisavalt toetust, on lootust uue põlvkonna küberfüüsikalise süsteemide arenguks. [1]

 

http://www.fedtechmagazine.com/article/2015/02/critical-need-research-cyber-physical-systems    [1]

http://www.asjadeinternet.ee/moisted/ [2]

One thought on “Nõudlus küberfüüsikaliste süsteemide järele

  1. Ja nagu teame, suurim ülesanne küberfüüsikaliste süsteemide loojatele on süsteemi kõikide võimalike kasutusjuhtude väljamõtlemine. Nõuab tõeliselt lahtist pead.

Comments are closed.