Ereignisbasierte drahtlose Regelung fuer Cyber-physikalische Systeme

• Antragsteller: Professor Dr. Sebastian Trimpe; Professor Dr. Marco Zimmerling
• Fachliche Zuordnung: Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik ; Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik ; Rechnerarchitektur, eingebettete und massiv parallele Systeme ; Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 315036061

Viele heutige und noch mehr zukünftige Computersysteme werden mit der physikalischen Welt durch Sensoren und Aktoren interagieren. Die Fähigkeit, Rückkopplungskreise zwischen diesen Geräten über dynamische drahtlose Multi-Hop-Netzwerke zu schließen, ermöglicht eine neue Art von leistungsstarken Cyber-Physical-System (CPS)-Anwendungen, erfordert jedoch konzertierte Forschungsbeiträge aus Regelungs- und Kommunikationstechnik, um die hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit, Anpassungsfähigkeit und Effizienz dieser Systeme zu erfüllen.Das EcoCPS-Projekt hat in dieser Richtung bedeutende Fortschritte gemacht, indem es schnelle Regelung über drahtlose Low-Power Multi-Hop-Netzwerke mit nachweisbaren Garantien für die Stabilität des geschlossenen Regelkreises realisiert, sowie beispiellose Effizienz und Flexibilität durch eine enge Integration von ereignisbasierter Regelung mit der drahtlosen Echtzeitkommunikation demonstriert hat. Dieser Folgeantrag baut auf diesen Grundlagen auf und zielt darauf ab, die Möglichkeiten des heutigen drahtlosen CPS in mehrfacher Hinsicht zu erweitern. Zu diesem Zweck wird das EcoCPS-Projekt Grundlagenforschung an der Schnittstelle von verteilter Regelung, drahtloser Vernetzung und maschinellem Lernen durchführen. Das Projekt zielt auf das prinzipielle Design und die reale Validierung einer adaptiven und skalierbaren drahtlosen CPS-Plattform ab, die das Lernen und die Regelung innerhalb von Teams verteilter Agenten auf prinzipielle Weise nutzt, um Funktionalität mit formalen Zuverlässigkeitsgarantien effizient zu gewährleisten. Die Konzepte und Methoden werden auf einem in diesem Projekt entwickelten drahtlosen CPS-Teststand integriert und validiert, sowie in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IPA auf reale intelligente Produktionsszenarien übertragen. Damit behandelt das EcoCPS-Projekt viele der Ziele des DFG-Schwerpunktprogramms 1914 "Cyber-Physical Networking". Darüber hinaus unterstreicht das Projekt die Zusammenarbeit mit Partnern aus den USA im Rahmen des NSF-CPS-Programms, insbesondere durch Vorschlag eines Mercator Fellows der Stanford University.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1914: Cyber-Physical Networking (CPN)
• Internationaler Bezug: USA
• Partnerorganisation: National Science Foundation (NSF)
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Marco Huber; Professor Mac Schwager