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Sistema cyberfisico

en-lang CPS (Cyber-Physical System)

Un sistema cyberfisico o cyber-fisico (CPS, dall’inglese cyber-physical system) è un sistema informatico in grado di interagire in modo continuo con il sistema fisico in cui opera.

Un CPS è composto da elementi fisici dotati ciascuno di capacità computazionale e riunisce strettamente le cosiddette “tre C”: capacità computazionale, comunicazione e capacità di controllo. Le strutture artificiali di calcolo e comunicazione, rappresentate dal prefisso “ciber”, formano un sistema distribuito che interagisce direttamente e dinamicamente con il mondo reale che le circonda. Alla base del sistema, il singolo elemento è il dispositivo embedded. Tra le possibili applicazioni: smart grid, controllo intelligente del traffico, domotica, robot cooperanti, telecomunicazioni, automobilismo, avionica, fabbriche intelligenti

Il significato originale va riferito alla disciplina degli anni ’60 che studiava le possibilità di creare macchine con capacità paragonabili la cervello umano, la Cibernetica (termine coniato nel 1947 da un matematico americano). Per gli amanti del genere si può aggiungere che “cyber” trova la sua radice nella parola greca antica “kybernetes” (pilota di una nave) dove “kyber” sta per timone, e goverrnare una nave diventa una metafora per un più ampio concetto di “governare”, e alla fine è quanto viene fatto da un software in merito all’hardware su cui è intallato. Ma vi è poi stata un’evoluzione, con associazione al concetto di cyberspazio, dimensione immateriale da intendersi sostanzialmente come sinonimo di World Wide Web, per cui si può dire che è cyber quanto è attinente a internet, ma anche alla realtà virtuale.

Cyber Physical System rimanda dunque a un insieme di differenti tecnologie abilitanti, le quali generano un sistema autonomo, intercomunicante e intelligente e, pertanto, capace di facilitare l’integrazione tra soggetti diversi e fisicamente distanti. Questo sistema abilita tre scenari sequenziali: generazione e acquisizione dei dati, computazione ed aggregazione dei dati precedentemente acquisiti ed, infine, supporto al processo decisionale.

Questa definizione include prima di tutto la presenza di oggetti interconnessi i quali, tramite sensori, attuatori ed una connessione di rete, sono in grado di generare e produrre dati di vario genere, riducendo così le distanze e le asimmetrie informative tra i diversi soggetti coinvolti. In secondo luogo, attribuisce alla comunicazione un ruolo di primaria importanza: infatti è grazie alla pervasività, trasversalità e velocità dei dati scambiati che i diversi soggetti sono in grado di comunicare in qualsiasi momento e in qualsiasi condizione, fornendo la possibilità di trasformare le grandi moli di dati in informazioni a valore aggiunto. Infine include il concetto di “Digital Twin”, ovvero la capacità dicotomica di tali sistemi di creare e affiancare all’aspetto fisico dei prodotti, dei sistemi e dei processi quello virtuale o digitale.

L’approccio è rivoluzionario: disponendo di un’intelligenza decentrata, i sistemi cyber-fisici sono in grado di valutare situazioni e prendere decisioni autonomamente nonché di provvedere che gli altri sistemi cyber-fisici svolgano delle azioni, quando necessario. Questi comportamenti sono stati programmati e sono addirittura in grado di cambiare e di adattarsi. Il processo decisionale gerarchico/verticale come adottato per decenni nella prassi quotidiana degli impianti di produzione, viene così eliminato o comunque ampiamente integrato.

 

 


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