Wireless Sensor & Actuator Networks Michele Zorzi l’idea da cui siamo partiti e’ quello non di creare un’area di ricerca completamente nuova, ma di far fare un salto di qualita’ al dipartimento in un area in cui c’e’ il potenziale per diventare un polo di eccellenza, fino ad ora non possibile perche’ gruppi non coordinata. Sebbene non coordinata, ci sono anche nuove area come energy scavenging.

Cosa sono le WSAN ? Dispositivi dotati di Economici Controllore, Memoria Wireless radio Sensori e attuatori Batterie Economici Comunicazione multi-hop Programmabili (miniPC) BASE STATION sensor node

Possibili applicazioni Great Duck Island (Berkeley) monitoraggio ambientale sorveglianza controllo ambientale automazione industriale beni culturali Macroscope in Redwoods (Berkeley) Alcuni esempi spesso accademici, ma moltissime di piu’ sono previste. SF Bridge Smart Kindergarden (UCLA) CodeBlue (Harvard)

Contesto internazionale Centri interdisciplinari world-wide: CHESS (UC Berkeley): 20 docenti WSAN, WSL (Stanford): interdisciplinare CENS (UCLA): 50 docenti, interdipartimentale CSNC (BU, Maryland, Harvard): Interuniversitario Convergence Lab (Urbana) WCGWCL (EPFL) CoopNets (KTH) Gruppi di ricerca specifici in grosse aziende INTEL, MICROSOFT, Terminodes (consorzio svizzero univ+industria) trend internazionale verso interdisciplinareita’

Stato dell’arte ( e limiti): aspetti scientifici-metodologici Molti problemi ancora aperti (vedi WiSeNts, rapporto UE su WSANs e rapporto di ON World su WSANs) connettivita’ Instradamento pacchetti Elaborazione distribuita segnali Modelizzazione Progettazione dispositivi elettronici a basso consumo Sfruttamento fonti alternative di energia Sicurezza …..

Stato dell’arte ( e limiti): aspetti tecnologici-implementativi Pochi laboratori al mondo possiedono testbed stabili con piu’ di qualche decina di nodi Rare applicazioni commerciali, per la maggior parte demo sviluppati in ambito accademico Molte start-up e interesse di grosse aziende…ma pochi prodotti Ancora forti difficolta’ implementative in termini di scalabilita’ e robustezza

Gruppi\aree DEI interessate Calibration and Data Validation Data Management Algorithms Adaptive Systems System Integration Scalability Energy Efficiency Security Quality of Service Embedded software design

Gruppi promotori del progetto Dispositivi a basso consumo e lunga autonomia Algoritmi intelligenti e adattivi di stima e controllo Calibrazione Modellizzazione e Certificazione WSANs Evidenziare il fatto che non implica che altri gruppi possano unirsi nel corso del progetto Protocolli ed algoritmi di rete

Obiettivi del Progetto Lungo termine: centro di eccellenza richiede arco temporale 5-10 anni Assunzione di personale strutturato Breve-medio termine Idee concrete, obiettivi verificabili entro 3-5 anni

Obiettivi a lungo termine Creare presso il DEI un Centro di Eccellenza interdisciplinare su WSAN Sviluppare e mantenere uno o piu’ testbed a livello di dipartimento Offerta didattica Corsi per LS e Ph.d. Argomenti di tesi Creare ambiente favorevole al trasferimento tecnologico e alla creazione d’impresa

Obiettivi lungo termine: (I) scientifici e metodologici Ricerca multisciplinare ed “olistica” Fonti energetiche alternative per WSANs Modellizzazione, caratterizzazione e certificazione Algoritmi intelligenti di comunicazione, stima e controllo Protocolli di rete Elaborazione distribuita dei dati Numerose problematiche scientifiche legate in particolare a scalabilita’, complessita’ ed efficenza energetica

Obiettivi del progetto (lungo termine): (II) tecnologici Sviluppo di applicazioni concrete come stimolo per la ricerca piu’ metodologica Ambient intelligence: Monitoraggio e controllo di edifici o aree di interesse Misure e controlli periodici, basso consumo energetico Security and Surveillance: Individuazione, riconoscimento ed inseguimento di persone od oggetti (aereoporti, ospedali, fabbriche..) Misure e controlli ad evento, limitati ritardi, alta robustezza e affidabilita’

Obiettivi del progetto (lungo termine): (III) educativi Creazione di corsi specifici su WSANs Creazione di corsi per progettazione di sistemi piuttosto di singoli elementi del sistema Creazione di corsi con forte contenuto tecnologico ed applicativo

Obiettivi del progetto (lungo termine): (IV) implementativi e sperimentali Attualmente: piccole reti di sensori dispositivi presenti nei nostri lab (~10-40 nodi) Creazione di un apparato sperimentale di ~100-400 nodi eterogenei) accessibile non solo a ricercatori ma anche a studenti ed eventualmente dall’esterno Fondi per acquisizione HW disponibili attraverso progetto CARIPARO recentemente approvato

Obiettivi del progetto (lungo termine): (V) imprenditoriali Attualmente molto interesse su WSANs ma pochi prodotti commerciali (moltissimi evaluation-kits da differenti aziende) Tecnologia radicalmente diversa e quindi diffidenza Mancanza di conoscenze specifiche nell’industria (non solo locale) Grosse opportunita’ per trasferimento di tecnologia, start-ups/spin-offs, inserimento degli studenti con elevate competenze specifiche Disponibilita’ di finanziamento (UE e industria)

Obiettivi del progetto (breve termine): modelizzazione sensori e reti di sensori Caratterizzazione di sensori e reti di sensori Interferenza, calibrazione, misure di QoS, sensor fusion, validazione, certificazione Efficienza e gestione energetica Cross-layer design, elettronica a basso consumo, MAC e routing energy-aware, sorgenti alternative Algoritmi e protocolli intelligenti per la gestione dati Stima e controllo distribuiti, consensus, network coding, localizzazione e tracking, routing intelligente Integrazione del sistema e dimostratori Campagne di misure, demo, testbed semipermanente

Benefici per il dipartimento Creazione di un gruppo di eccellenza su WSANs e conseguente visibilita’ internazionale Attrazione di studenti e realta’ imprenditoriali non solo locali ma nazionali ed internazionali Trarre beneficio da attivita’ su WSANs gia’ avviate in alcuni gruppi proponenti, ma di carattere settoriale Cofinanziamento nuovo personale docente fondamentale per creare il necessario collegamento tra i gruppi (differenziazione con realta’ attuali) Maggiore facilita’ ad attrarre finanziamento dalla UE e industria

Fattibilita’ del progetto Alcune competenze gia’ disponibili al DEI Fondi per acquisto HW disponibili Contatti con centri di eccelleza internazionali gia’ avviati Forte entusiasmo e motivazione dei proponenti al successo del progetto

Proponenti Responsabile progetto: Responsabili settori disciplinari Michele Zorzi Responsabili settori disciplinari Michele Zorzi, Sandro Zampieri, Giorgio Spiazzi, Claudio Narduzzi Altri partecipanti: Docenti: A. Zanella, M. Rossi, L. Schenato, A. Beghi, M.E. Valcher, R. Frezza, L. Rossetto, L. Benettazzo, M. Bertocco, A. Sona (+P. Mattavelli e S. Buso da Vi) Dottorandi ed assegnisti: P. Cesari, E. Fasolo, F. Zorzi, S. DelFavero, R. Carli, L. Corradini, E. Orietti, G. Giorgi, P. Zanchetta, G. Gamba

Punti Budget Richiesti Ricercatore ING-INF/01 Ricercatore ING-INF/03 Ricercatore ING-INF/04 Ricercatore ING-INF/07 Tutti i posti cofinanziati per il 50% dai gruppi di ricerca e per il 50% dal dipartimento

Obiettivi e metriche di valutazione Produzione scienfica data da pubblicazioni con autori di aree di ricerca differenti Evidenza che approccio multisciplinare porta dei vantaggi Produzione di ricerca non solo strettamente metodologica, ma anche sperimentale e di progettazione Programmi di scambio con prestigiose centri di ricerca internazionali per Ph.D, pubblicazioni congiunte Presentazione di proposte finanziamento interdisciplicare a UE Creazione Centro di Eccellenza: Creazione e mantenimento sito web in cui esporre risultati ma anche creare delle risorse per chi interessato a WSANs Creazione di serie di seminari aperti al dipartimento Industrial and Open-Lab Days aperti all’esterno per pubblicizzare ricerca ed attrarre indistria e la societa’ civile Creazione di 1 corso per Ph.D. e 1 per Laurea Specialistica Creazione e mantenimento di testbed su grande scala (~100-400 nodi su 500x500metri) per raccolta dati e test scientifici Sostegno alla creazione di eventuali start-up fornendo supporto tecnico e auito amministrativo Dire della discussione sulle metriche,

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