Abilitare i progressi nei sistemi ciberfisici
Dalle reti elettriche ai veicoli autonomi passando per la robotica e l’assistenza sanitaria, i sistemi ciberfisici svolgono un ruolo sempre più importante nella società. «Combinando processi fisici con algoritmi computazionali e sensori, i sistemi ciberfisici mettono in connessione il mondo fisico con quello digitale e consentono l’interazione tra esseri umani e macchine», spiega Paolo Lollini, docente associato di matematica e informatica presso l’Università di Firenze. Tuttavia, come ogni tecnologia, a volte questi sistemi non funzionano come previsto e alla luce della loro integrazione nel mondo fisico, comprese le infrastrutture critiche, qualunque tipo di malfunzionamento è potenzialmente in grado di causare danni significativi agli utenti e/o all’ambiente. «I sistemi ciberfisici sono spesso critici per la sicurezza, per cui devono essere sottoposti a rigorosi processi di verifica e convalida affinché garantiscano di rispettare le proprie specifiche e siano in grado di soddisfare l’uso e gli obiettivi previsti», aggiunge Lollini. Il progetto ADVANCE, finanziato dall’UE, contribuisce ad assicurare il raggiungimento di questo obiettivo.
Collegare i sistemi ciberfisici con i processi di verifica e convalida
Il progetto, che ha ricevuto il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, ha sviluppato nuovi approcci volti a sostenere la verifica e la convalida dei sistemi ciberfisici. «Il nostro obiettivo era quello di collegare le tecnologie ciberfisiche emergenti con gli attuali processi di verifica e convalida esistenti», spiega Lollini. A tal fine, il progetto si è concentrato sulla definizione delle tecniche necessarie al fine di raccogliere dati sulle proprietà di un sistema ciberfisico, come l’affidabilità, la sicurezza e la protezione: il lavoro svolto ha incluso tecniche basate su modelli, sperimentali e ibride in grado di condurre, ad esempio, test solidi e simulazioni di iniezioni di errori. ADVANCE ha inoltre sviluppato tecniche per la gestione e l’analisi dei dati di verifica e convalida raccolti, uno sforzo che ha fornito tecniche intese a migliorare la qualità e la produttività delle attività di analisi dei dati classificando i difetti del software ed effettuando approfondimenti legati alla sicurezza. «I nuovi strumenti e metodologie sviluppati nell’ambito di ADVANCE miglioreranno l’efficienza e l’efficacia della verifica e della convalida nel mercato dei sistemi ciberfisici, contribuiranno alla crescita di nuove aziende e stimoleranno le imprese europee ad alta tecnologia», osserva Lollini. Molti dei risultati ottenuti dal progetto sono stati pubblicati su importanti riviste internazionali o presentati in occasione di conferenze e workshop.
Formare la prossima generazione di esperti in materia di sistemi ciberfisici
Oltre alle nuove tecniche innovative per la verifica e la convalida dei sistemi ciberfisici, il progetto ha fornito formazione alla prossima generazione di esperti in tal ambito anche attraverso lo sviluppo di una serie di materiale formativo che offre una prospettiva coerente su tali operazioni nei sistemi di tal tipo esistenti ed emergenti. Il progetto ha inoltre organizzato la scuola di specializzazione ADVANCE, rivolta a studenti di dottorato e ricercatori agli inizi della propria carriera: l’iniziativa, della durata di più giorni, ha offerto una panoramica delle ultime sfide in relazione ai sistemi critici per la sicurezza su larga scala, ha discusso le varie tecniche sviluppate dal progetto e ha trattato l’uso dell’intelligenza artificiale (IA) nella verifica e nella convalida dei sistemi ciberfisici basati sull’IA. «Sono molto orgoglioso della rete internazionale che abbiamo costruito in relazione al tema della verifica e della convalida dei sistemi ciberfisici», dichiara Lollini, che conclude: «Oltre a permettere al progetto di conseguire i suoi obiettivi scientifici, la formazione garantisce la continuità dell’impatto generato da ADVANCE anche in seguito alla conclusione del progetto.» Alcuni ricercatori del progetto sono già impegnati a esplorare ulteriori opportunità per espandere le collaborazioni avviate nel quadro di ADVANCE.
Parole chiave
ADVANCE, sistemi ciberfisici, reti elettriche, veicoli autonomi, robotica, algoritmi, infrastrutture critiche, verifica e convalida, intelligenza artificiale, IA
