Avanzar en los sistemas ciberfísicos
Desde las redes eléctricas a los vehículos autónomos, pasando por la robótica o la asistencia sanitaria, los sistemas ciberfísicos (SCF) desempeñan un papel cada vez más importante en la sociedad. «Al combinar procesos físicos con algoritmos computacionales y sensores, los sistemas ciberfísicos conectan el mundo físico con el digital y permiten interactuar a humanos y máquinas», explica Paolo Lollini, profesor asociado de Matemáticas e Informática en la Universidad de Florencia. Sin embargo, como cualquier tecnología, a veces dichos sistemas no funcionan como se pretende. Pero debido a su integración en el mundo físico —incluidas las infraestructuras críticas—, cualquier fallo de funcionamiento podría provocar daños importantes a los usuarios o al medio ambiente. «Los sistemas ciberfísicos son a menudo sistemas críticos para la seguridad, por lo que deben someterse a rigurosos procesos de verificación y validación para garantizar que cumplen las especificaciones y son capaces de satisfacer el uso y los objetivos previstos», añade Lollini. A ello contribuye el proyecto ADVANCE, financiado con fondos europeos.
Conectar los sistemas ciberfísicos con los procesos de verificación y validación
El proyecto, que recibió apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie, desarrolló nuevos enfoques para apoyar la verificación y validación de los SCF. «Nuestro objetivo era conectar las tecnologías ciberfísicas emergentes con los procesos actuales de verificación y validación», explica Lollini. Para ello, el proyecto se centró en definir las técnicas necesarias para recopilar datos sobre las propiedades de un SCF, como la fiabilidad, la seguridad y la protección. Dicho trabajo incluía técnicas basadas en modelos, experimentales e híbridas capaces, por ejemplo, de realizar pruebas robustas y de inyección de fallos. El equipo del proyecto también desarrolló técnicas para gestionar y analizar los datos de verificación y validación recopilados. El trabajo aportó técnicas para mejorar la calidad y productividad de las actividades de análisis de datos, clasificación de defectos de «software» y realización de análisis relacionados con la seguridad. «Las nuevas metodologías y herramientas desarrolladas en ADVANCE mejorarán la eficiencia y eficacia de la verificación y validación en el mercado de SCF, contribuirán al crecimiento de nuevas empresas y estimularán a las empresas europeas de alta tecnología», señala Lollini. Muchos de los resultados del proyecto se publicaron en importantes revistas internacionales o se presentaron en conferencias y talleres.
Formación de la siguiente generación de expertos en sistemas ciberfísicos
Además de sus nuevas técnicas innovadoras para la verificación y validación de los SCF, el proyecto proporcionó formación a la próxima generación de expertos en SCF. Ello incluye el desarrollo de un conjunto de materiales de formación que ofrezca una perspectiva coherente sobre la verificación y validación en los SCF actuales y emergentes. El proyecto también organizó la escuela de posgrado ADVANCE para estudiantes de doctorado e investigadores en fase inicial. El acto, que duró varios días, ofreció una visión general de los últimos retos que plantean los sistemas críticos de seguridad a gran escala, analizó las diversas técnicas desarrolladas por el proyecto y abordó el uso de la inteligencia artificial (IA) en la verificación y validación de SCF basados en IA. «Estoy muy orgulloso de la red internacional que hemos creado sobre el tema de la verificación y validación de los SCF», concluye Lollini. «Además de permitir que el proyecto alcance sus objetivos científicos, la formación garantiza que el impacto de ADVANCE continuará incluso después de que el proyecto haya finalizado». Algunos de los investigadores del proyecto están ocupados explorando nuevas oportunidades para ampliar las colaboraciones iniciadas en ADVANCE.
Palabras clave
ADVANCE, sistemas ciberfísicos, redes eléctricas, vehículos autónomos, robótica, algoritmos, infraestructuras críticas, verificación y validación, inteligencia artificial, IA
