Come la teoria dei giochi può offrire soluzioni efficienti dal punto di vista energetico
Il progetto CASSTING, finanziato dall’UE, ha ideato un nuovo approccio efficace per comprendere e determinare quelli che sono conosciuti come sistemi adattivi collettivi. Questi sistemi complessi sono generalmente formati da numerose unità autonome, che possono interagire in vari di modi. Alcuni esempi sono l’ecosistema, il cervello, le aziende manifatturiere e internet. Mediante lo sviluppo di metodi matematici per identificare in che modo si possono ottenere delle efficienze ottimali, i ricercatori sperano di essere in grado di progettare sistemi meglio ordinati, e in sostanza di sostenere l’industria dell’alta tecnologia in Europa. I settori che potrebbero potenzialmente trarre beneficio includono la robotica, i dispositivi ad alta tecnologia e la diagnostica medica. Il team del progetto CASSTING ha iniziato caratterizzando i sistemi adattivi collettivi attraverso il prisma della teoria dei giochi. Questa branca della matematica è stata applicata con successo in vari ambiti che comprendono economia, scienze sociali, biologia, scienze politiche, ingegneria e informatica. La teoria dei giochi tenta di modellare le situazioni strategiche dove interagiscono molti individui, e prova e prevedere quali decisioni gli individui prenderanno in una data situazione, partendo dal presupposto della razionalità. Questa teoria considera i componenti come giocatori, il loro comportamento come strategie e le specifiche come condizioni vincenti. L’obbiettivo complessivo del progetto è stato quello di trovare delle maniere per mettere in ordine i componenti in modo tale che si producano i risultati migliori mediante l’applicazione di questa teoria matematica. Questo è ovviamente più facile a dirsi che a farsi. I sistemi adattivi collettivi contengono componenti che interagiscono continuamente tra loro e con i loro ambienti, e che possono lavorare in modo collaborativo o in modo antagonistico. I componenti dei sistemi adattivi collettivi si possono anche adattare nel tempo e persino scomparire, se uno pensa a come si comporta l’ecosistema. Ciononostante, l’applicazione della teoria dei giochi ha aiutato il team del progetto CASSTING a sviluppare nuovi metodi di analisi algoritmica per prevedere il comportamento di sistemi complessi. Un caso di studio del progetto ha coinvolto lo sviluppo di un sistema complesso per il riscaldamento a pavimento. Sono state presentate molte nuove idee allo scopo di fornire una comunicazione del tutto automatica con i componenti hardware del sistema di riscaldamento a pavimento. È stato sviluppato un algoritmo di sintesi online capace di calcolare ripetutamente le strategie ottimali per l’immediato futuro. Lo strumento è stato quindi costruito e provato. I risultati hanno mostrato che lo strumento era in grado di controllare la casa notevolmente meglio rispetto ai tradizionali dispositivi di controllo del riscaldamento. Un altro caso di studio ha coinvolto l’analisi di un condominio dotato di pannelli solari connessi con la rete elettrica. Ciascuna abitazione consuma e produce energia, che esse possono quindi comprare e vendere. La teoria dei giochi è stata applicata per rappresentare questa situazione: ogni abitazione è un giocatore le cui azioni comprendono vendere, comprare e consumare energia. Sono stati sviluppati degli algoritmi per trovare dei buoni comportamenti di consumo e scambio per ciascuna abitazione in differenti contesti. La sfida è ora quella di sviluppare algoritmi e componenti programmabili per altri sistemi complessi. Questo creerà nuove opportunità per i sistemi complessi coinvolti, per esempio, nell’automazione domestica, nelle abitazioni intelligenti e nella produzione industriale efficiente. Per ulteriori informazioni, visitare: Sito web del progetto CASSTING
Paesi
Francia