Uma abordagem para predição de comportamentos emergentes em sistemas-de-sistemas no contexto de Big Data

Resumo

Sistemas-de-Sistemas (do inglês, Systems-of-Systems, SoS) são compostos por sistemas indepedendentes, intensivos e heterogêneos de software, encontrados principalmente em domínios críticos, como saúde, transporte e militar. Uma característica essencial desse tipo de sistema são os comportamentos emergentes (isto é, os comportamentos desejados e não desejados que emergem em tempo de execução como resultado da colaboração entre os constituintes). Em outra perspectiva, observa-se o crescimento constante de dados gerados por sistemas de software, caracterizado o cenário de Big Data, onde técnicas de aprendizado de máquina tem sido utilizadas para extrair conhecimento de tais dados. No contexto de SoS, os conjuntos de dados dos constituintes também caracterizam esse cenário. No entanto, embora este conjunto de dados contenha conhecimento necessário para a previsão de comportamentos emergentes em SoS, esse tópico de pesquisa ainda não foi explorado. Além disso, a incapacidade de SoS para prever comportamentos emergentes (antes de ocorrerem) pode causar falhas, resultando em problemas tais como lesões ou até mesmo morte, considerando um SoS no domínio de saúde. O principal objetivo deste projeto de mestrado é estabelecer uma abordagem para prever comportamentos emergentes em SoS e também identificar os comportamentos inesperados em tempo de execução, apoiando as partes interessadas do SoS para uma reação rápida, sabendo que novos comportamentos surgirão. Esta abordagem será implementada utilizando técnicas de aprendizado de máquinas aplicadas sobre o conjunto de dados dos sistemas constituintes. Para avaliar essa abordagem, serão realizados um estudo de caso e um experimento aplicando-a em um SoS de saúde real. Como principais resultados, pretende-se contribuir para a comunidade SoS, fornecendo um meio para previsão do comportamento emergente e também ajudar as partes interessadas do SoS a prevenir falhas de sistemas. (AU)