Aplicação do aprendizado de máquina na internet das coisas que compõem o ecossistema ciber-físico das cidades inteligentes

Resumo

Este BPE é parte integrante do Processo 2017/50343-2 "Plano de desenvolvimento institucional na área de transformação digital: manufatura avançada e cidades inteligentes e sustentáveis (PDIP)" do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo dentro da linha de fomento "PDIP - Programa de Modernização dos Institutos Estaduais de Pesquisa. O PDIP do IPT, cuja vigência é de 01 de maio de 2018 - 30 de abril de 2021, visa, dentre outros objetivos, capacitar o Centro de Tecnologia da Informação, Automação e Mobilidade - CIAM "em sistemas ciberfísicos que permitam transpor os fenômenos físicos para um ambiente digital, implantando uma plataforma de suporte às soluções inteligentes para cidades e para indústria". Sistemas Ciberfísicos podem ser definidos como a fusão de elementos físicos, como sensores e atuadores, funcionando lado a lado com elementos cibernéticos como software para monitorar e iniciar processos físicos, bem como registrar e analisar dados previamente armazenados para a tomada de decisões apropriadas ao contexto. Além disso, o avanço simultâneo e igualmente rápido no campo das comunicações e da Internet das Coisas permitiu que os sistemas embarcados fossem equipados com o poder do conhecimento coletivo, reunido a partir da integração da informação compartilhada pelas demais coisas, sistemas, indivíduos e autoridades, em oposição ao funcionamento em isolamento. Consequentemente, Sistemas Ciberfísicos, Cidadãos e usuários desse ecossistema podem iniciar ações, quase em tempo real, para tornar as cidades mais eficientes e confiáveis, permitindo maiores interações otimizadas baseadas neste feedback entre o sistema cibernético e o sistema físico. O programa de capacitação através da bolsa de pesquisador no exterior - BPE será realizado no período entre 8 de abril e 7 de novembro de 2019 na Technische Universität Berlin/TUB, tendo como base o Network Information Theory Group, sob orientação do Dr. Renato Luís Garrido Cavalcante. Serão realizadas atividades de pesquisa e capacitação em técnicas de aprendizado de máquina voltadas para o processamento de dados oriundos de internet das coisas que compõem o Ecossistema Ciberfísico das Cidades Inteligentes. Parte importante dessas atividades será realizada no Network Information Theory Group, interagindo com projetos nas linhas de pesquisa: 1) Machine Learning; 2) Sensor Networks; 3) Distributed Signal Processing; 4) Convex Analysis; 5) Wireless Communications. Dentro do PDIP, tais técnicas serão aplicadas em modelos de simulação, controle e de otimização de operações nos sistemas reais encontrados em ambientes de indústria e de cidades. A motivação na escolha da Technische Universität Berlin não se limita a sua excelente reputação acadêmica no uso de modelos de simulação aplicados a sistemas ciberfísicos, aprendizado de máquina, rede de sensores e internet das coisas, mas se estende ao seu portfólio de projetos realizados em parceria com a Associação Fraunhofer, em especial com o Instituto Fraunhofer de Telecomunicações, Instituto Heinrich Hertz, HHI. O Fraunhofer HHI vem acumulando grande experiência em redes de comunicação tanto na tecnologia de 5G, que será o backbone da Internet das Coisas, bem como de redes industriais. Os recursos computacionais que eles utilizam para simulação podem ser úteis em atividades de ensino do IPT e em projetos de indústria 4.0 a serem desenvolvidos no CIAM. Finalmente, estão previstas participação em seminários, escrita de artigos acadêmicos, participação em projetos de pesquisa, e visitas a projetos de outras instituições de pesquisa. (AU)