Трансформацията на промишленото производство чрез концепции като „интернет на нещата” и „фабриката на бъдещето” ще разчита на ефективни и устойчиви киберфизични системи
(снимка: CC0 Public Domain)
В ерата на интелигентните машини, финансирани от Европейския съюз изследователи търсят начини те да се конструират с мисъл за устойчивостта и благополучието на обществото.
от Джак Макгован
Машините винаги са очаровали д-р Дидем Гюрдюр Бро, учен специалист по компютърни технологии от Кипър с докторска степен по мехатроника. Още от дете тя мечтае да се научи да програмира и да създава неща. Затова, веднага щом става достатъчно голяма, решава да се посвети на компютърните науки.
С напредването на обучението си обаче Гюрдюр Бро осъзнава, че в тази област вниманието е почти изцяло насочено върху това машините да станат по-производителни, а други въпроси в голяма степен се пренебрегват.
„Осъзнах, че фокусирането само върху производителността дава твърде ограничен поглед върху това, което можем да постигнем с машините”, споделя тя.
Киберфизическо бъдеще
Водена от интереса си към проблемите на околната среда, Гюрдюр Бро, сега ръководител на Лабораторията за киберфизически системи към Университета в Упсала, Швеция, започва да поставя под съмнение доминиращата философия в тази област.
Нараства интересът ѝ към начина, по който механичните процеси могат да станат енергийно по-ефективни, по-природосъобразни и социално по-отговорни, вместо просто да бъдат по-производителни.
През 2021 г. тя получава безвъзмездни средства за научни изследвания от ЕС, за да развие допълнително тази идея и да изследва как да направи по-устойчиви нововъзникващите киберфизически системи (КФС) — това в общи линии е всяка система, която включва физически процес с обратна връзка към компютър.
Нейните изследвания, провеждани отчасти в Станфордския университет в САЩ, са част от четиригодишен научноизследователски проект, наречен Sustainable-CPS.
„Много е важно да помислим как можем да проектираме и управляваме киберфизическите системи по по-устойчив начин”, казва тя.
Европейски импулс
Машините и компютрите стават неразделна част от начина, по който живеем, работим и взаимодействаме. От самоуправляващите се автомобили до усъвършенстваните производствени системи – безпрепятственото взаимодействие между машини и компютри преобразява индустрията и ежедневието.
ЕС подпомага изследванията в областта на КФС, с цел да ускори тяхното развитие и да гарантира, че тези технологии ще отговарят на нуждите на реалния свят, като същевременно допринасят за конкурентоспособността и устойчивостта на Европа.
Основите на съвременното развитие на КФС са поставени по-рано от финансирани от Съюза изследователи по проекти като EXCELL, координиран от института за компютърни науки и контрол HUN-REN (SZTAKI) в Будапеща, Унгария.
Учени от Унгария, Германия, Белгия и Обединеното кралство се заемат да проучат приложението на големите обеми данни за киберфизическите системи в производствените и логистичните мрежи. Основният им научен и иновационен фокус се базира върху съчетаването на глобалните тенденции с местните изисквания.
Индустрия 4.0
Според д-р Елизабет Зудор, координатор на изследванията по проекта EXCELL, трансформацията на промишленото производство чрез концепции като „интернет на нещата” (IoT) и „фабриката на бъдещето” ще разчита на ефективни и устойчиви КФС.
„Четвъртата индустриална революция ще се основава на КФС, които ще следят, анализират и автоматизират бизнес процесите, трансформирайки производствените и логистичните процеси”, казва Зудор, която е старши изследовател и консултант в SZTAKI.
Чрез поредица от академични обмени, командировки и програми за обучение екипът на EXCELL спомага за развитието на базата от знания за КФС в цяла Европа. „EXCELL помогна на участниците в изследователския проект ускорено да разширят знанията си”, казва тя.
Проектът създава и дълготрайно транснационално сътрудничество, което продължава и след неговия край.
Изследователският екип се съсредоточава върху аспекти като взаимодействията между човека и системите, интернет на нещата за бизнеса и решения за авторизация от следващо поколение.
Силен акцент се поставя върху това резултатите от изследванията да са от полза за промишлените отрасли чрез въвеждането на новаторски решения в производството и логистиката.
Промяна в начина на мислене
Киберфизическите системи са част от политиката за цифровото десетилетие на Европа, която поставя конкретни цели и задачи до 2030 г., насочени към предоставяне на повече възможности на предприятията и хората „в едно ориентирано към човека, устойчиво и по-проспериращо цифрово бъдеще”. Това включва амбицията 75% от компаниите в ЕС да използват облачни услуги, ИИ или големи обеми данни.
Важна част от работата на Гюрдюр Бро е да се промени начинът, по който се решават въпросите за устойчивостта, когато става въпрос за КФС.
„Устойчивостта е толкова сложен въпрос, че изисква да мислим различно”, казва тя. „Когато проектираме КФС, трябва да разглеждаме не само самата система, но и всички съседни системи и как си взаимодействат”.
Според Гюрдюр Бро устойчивото развитие има икономически, социални и екологични измерения. А единственият начин за решаване на предизвикателствата и пред трите е да променим начина, по който мислим за тях.
Нейната работа по внедряването на интелигентни системи, като например колаборативни роботи, автономни превозни средства и умни градове, ѝ печели признание в областта. През 2023 г. тя е избрана от организацията „Жени в роботиката” (Women in Robotics) като една от „50-те жени в роботиката, за които трябва да знаете”.
Научните ѝ изследвания създават рамка за разработване на КФС, която комбинира различни умения и разглежда разработването им през три различни перспективи: на системното мислене, конструктивното мислене и футуристичното мислене.
Тя споделя, че начинът, по който рамката разглежда няколко перспективи, е много полезен, когато става въпрос за интегриране на устойчивостта в изследванията.
„В противен случай може да попаднете в капана на тунелното зрение и да забравите как различни теми се свързват помежду си”.
Изследванията в тази статия са финансирани от Рамковата програма на ЕС, включително в случая с проекта Sustainable-CPS, чрез действията „Мария Склодовска-Кюри” (MSCA). Възгледите на интервюираните лица не отразяват непременно позицията на Европейската комисия. Статията е публикувана за пръв път в Horizon, списанието на ЕС за изследвания и иновации.