Modelli e Applicazioni dei Sistemi Distribuiti

Cluster di dipartimento

  • Sistemi Distribuiti, Internet of things e Cybersecurity

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Descrizione

Grazie ai progressi tecnologici, in particolare all’avvento di tecnologie di comunicazione wireless, alla miniaturizzazione dei computer ed alla diffusione a basso costo di una grande varietà di sensori, si sta affermando un’evoluzione dell’utilizzo della rete nota come "Internet of Things", che essenzialmente riprende e realizza quanto teorizzato da Peter T. Lewis già nel lontano 1985 (ben prima che Internet diventasse di dominio pubblico). Lewis profetizzava l’avvento di una “rete degli oggetti” (Internet of Things) che consentisse di connettere computer e dispositivi dotati di sensori attraverso le infrastrutture di comunicazione esistenti, in modo da generare delle interazioni dirette fra macchine, ovvero, l’invio di comandi di controllo e la gestione di flussi di dati. Quindi l'IoT ed il paradigma di comunicazione Machine-to-machine (M2M) esistono da molto tempo (se consideriamo i rapidissimi tempi di evoluzione dell'informatica). Tuttavia, grazie alla diffusione di tecnologie wireless, sistemi embedded, di una gran varietà di dispositivi mobili (e.g., smartphone, tablet) e wearable (e.g., smart watch, virtual video glasses) dotati di una vasta gamma di sensori, l'IoT sta conoscendo una nuova fase di sviluppo e di diffusione su larga scala, diventando una nuova frontiera per l’informatica e l’industria. Basti pensare alle applicazioni in ambito domotico, automotive ed ai social network: ormai l'IoT non è più un semplice oggetto di ricerca accademica, ma è talmente pervasiva che viene spesso denominata "Ubiquitous Computing". Al giorno d'oggi i nostri smartphone, sempre connessi in rete, sono miniere praticamente inesauribili di dati (dati che arrivano dal logging delle nostre attività sui social network, ma anche dai sensori dei nostri smartphone e dai sensori degli impianti o dei dispositivi che controlliamo remotamente tramite i nostri smartphone o i nostri PC). Tuttavia, non è semplice estrarre informazione utile da questo flusso di dati. Questa è la ragione per cui una buona parte della ricerca accademica ed anche dell'industria ICT è dedita ad elaborare modelli e tecniche per la gestione e l'estrazione di informazioni da tali sorgenti.

La ricerca in questo ambito prevede la progettazione e la sperimentazione di reti di sensori e sistemi per l’acquisizione, la memorizzazione ed il data mining di flussi di dati. Inoltre è previsto anche lo studio di interfacce atte a facilitare la visualizzazione dei dati grezzi e la conseguente inferenza di pattern ed informazioni di livello più alto. In particolare è in atto una collaborazione con il Dipartimento Politecnico per la sperimentazione di tecnologie IoT in ambito nautico (nell’ambito del Laboratorio UniUD Sailing Lab), ai fini del monitoraggio e del miglioramento della navigazione di natanti a vela.

Il gruppo è coinvolto in un progetto statunitense per le smart grid energetiche, in particolare per lo sviluppo di algoritmi distribuiti, da eseguirsi in agenti locati nella rete elettrica.

Ciascun agente è sito in prossimità di una centrale di produzione e comunica con altri agenti a lui prossimi. Le centrali sono prevalentemente, ma non esclusivamente, di piccole dimensioni, spesso domestiche, e il fine è quello di instradare dinamicamente la corrente elettrica in rete in modo da minimizzare le dispersioni da dissipazione.

Si prevede di utilizzare l’esperienza ed i risultati della ricerca per trarre utili spunti didattici per il corso omonimo nell’ambito della laurea triennale in Internet of Things, Big Data e Web. Gli studenti potranno così iniziare a sperimentare concretamente, attraverso tirocini e tesi di laurea, una realtà che poi ritroveranno anche nel mondo del lavoro. 

Linee di ricerca

  • Modelli formali per sistemi distribuiti, mobili e context-aware: si continuerà lo studio di formalismi e modelli semantici per l’analisi di aspetti di sicurezza e quantitativi dei sistemi concorrenti e distribuiti.
  • Algoritmi di verifica di proprietà e di equivalenza comportamentale.
  • Progettazione e implementazione di librerie e framework per sistemi distribuiti: implementazione della libreria libbig, e la sua sperimentazione nell’implentazione di tool di modellizzazione e analisi di sistemi distribuiti, virtualizzati e a container.
  • Sperimentazione dell’uso dei bigrafi nella rappresentazione della conoscenza nei sistemi autonomici.
  • Raccolta e analisi dati da sensori: verranno continuate le sperimentazioni sulla raccolta dati da calcolatori, da reti di calcolatori (specialmente SDN), e da dispositivi mobili, e loro analisi.

Settori ERC

  • PE6_3 Software engineering, programming languages and systems
  • PE6_10 Web and information systems, data management systems, information retrieval and digital libraries, data fusion
  • PE6_12 Scientific computing, simulation and modelling tools

Etichette libere

  • Sistemi distribuiti, mobili e context-aware; Metodi formali; Telemetria; Reti di sensori;
  • Verifica di proprietà quantitative e qualitative di sistemi distribuiti;
  • Programmazione distribuita; Sistemi autonomici.

Componenti

Marino MICULAN
Ivan SCAGNETTO