Comment la théorie des jeux peut-elle conduire à des solutions énergétiques efficaces
Le projet CASSTING financé par l'UE a mis en place une nouvelle approche efficace pour comprendre et concevoir ce que l'on appelle systèmes adaptatifs collectifs. Ces systèmes complexes se composent habituellement de nombreuses unités autonomes, qui peuvent interagir de diverses façons, par exemple, l'écosystème; le cerveau; les entreprises de fabrication; et Internet. En développant des méthodes mathématiques pour identifier la façon d'obtenir une efficacité optimale, les chercheurs espèrent pouvoir concevoir des systèmes mieux ordonnés et, à terme, stimuler l'industrie de pointe de l'Europe. Les secteurs de la robotique, des appareils de pointe et du diagnostic médical pourraient en profiter. L'équipe du projet CASSTING a commencé par caractériser les systèmes adaptatifs collectifs à travers le prisme de la théorie des jeux. Cette branche des mathématiques a été appliquée dans divers domaines dont l'économie, les sciences sociales, la biologie, les sciences politiques, l'ingénierie et la science informatique. La théorie des jeux tente de modéliser des situations stratégiques où de nombreux individus interagissent, et tente de prévoir les décisions prises dans une situation donnée et d'un point de vue rationnel. Cette théorie considère les composants comme des acteurs, leur comportement comme des stratégies et les spécifications comme des victoires. L'objectif ultime du projet était de trouver des moyens d'arranger les composants de façon à produire les meilleurs résultats à travers l'application de cette théorie mathématique. Évidemment, passer de la théorie à la pratique n'est pas facile. Les systèmes adaptatifs collectifs contiennent des composants qui interagissent en permanence les uns avec les autres et avec leur environnement, et qui peuvent collaborer ou travailler en opposition. Les composants des systèmes adaptatifs collectifs peuvent également s'adapter avec le temps, voire disparaître, si l'on pense au comportement des écosystèmes. Cependant, l'application de la théorie des jeux a permis à l'équipe du projet CASSTING de développer de nouvelles méthodes d'analyse algorithmique pour prévoir le comportement des systèmes complexes. Une étude de cas du projet impliquait le développement d'un système complexe pour le chauffage par le sol. Des nombreuses idées innovantes ont été présentées afin de fournir une communication automatique complète avec des composants matériels du système de chauffage par le sol. Un algorithme adaptatif de synthèse en ligne a été mis au point, capable de calculer à maintes reprises les meilleures stratégies pour le proche avenir. L'outil a, par la suite, été élaboré et démontré. Les résultats ont montré que l'outil pourrait contrôler la maison considérablement mieux que des contrôleurs de chauffage conventionnels. Une autre étude de cas impliquait l'analyse d'un bloc de maisons équipées de panneaux solaires connectés au réseau électrique. Chaque ménage consomme et produit de l'énergie, qu'il peut donc acheter et vendre. La théorie des jeux a été appliquée pour représenter cette situation: chaque ménage est un acteur dont les actions consistent à vendre, acheter et consommer de l'énergie. Des algorithmes ont été mis au point pour découvrir la bonne consommation et les comportements de commercialisation pour chaque foyer dans différents contextes. Le défi consiste désormais à développer des algorithmes et des composants programmables pour d'autres systèmes complexes. Cela créera de nouvelles opportunités pour des systèmes complexes impliqués dans l'automatisation à domicile, par exemple, la maison intelligente et la fabrication industrielle efficace. Pour plus d'informations, veuillez consulter: site web du projet CASSTING
Pays
France