Al programma scientifico - finanziato con quasi 3 milioni di euro con fondi FET (Future and Emerging Technologies - del Settimo Programma Quadro), di cui 472mila solo per FBK - e coordinato dall'Università di Stoccarda, la Fondazione Bruno Kessler di Trento ha partecipato con l'Unità di ricerca DAS (Distributed Adaptive Systems), guidata dalla ricercatrice Annapaola Marconi .
L'obiettivo specifico per FBK consisteva nello sviluppare tecniche che adattano servizi software non solo alle esigenze dell'utente unico, ma anche alla collettività per risolvere gli imprevisti.
I risultati ottenuti permettono di risolvere difficoltà che impattano sulla collettività, grazie a soluzioni personalizzate e sostenibili, ottimizzando l’utilizzo delle risorse e garantendo ad ogni utente il raggiungimento dei propri obiettivi.
Le tecnologie sviluppate nel corso dei tre anni di ricerca interfacciano tra loro la collaborazione fra persone (cittadini, amministratori, aziende, ecc.), sistemi software e dispositivi (smart, sensori, ecc.) per fornire servizi in maniera dinamica e personalizzata.
Nei tempi della “sharing economy” si è infatti fatto spazio un nuovo modo di pensare e di sviluppare le applicazioni,che allo stesso tempo ha introdotto nuovi interessi e nuovi spunti per la ricerca sui sistemi software basati su servizi.
Chiediamo ad Antonio Bucchiarone , ricercatore FBK, di farci capire meglio. "Basti pensare" - spiega Bucchiarone - "a come i software nel settore della mobilità si sono evoluti negli ultimi anni. Da servizi che fornivano semplici informazioni, oggi ogni utente è in grado di prenotare un parcheggio, un viaggio, la partecipazione ad un evento, di pagare con diverse modalità (carta di credito, conti online, ecc.), di cancellare o modificare una prenotazione e soprattutto di essere raggiunto da notifiche in tempo reale su aggiornamenti o inconvenienti legati allo stesso servizio. Con l’aumentare del numero di dispositivi intelligenti (smartphones, smart watches, smart TV), ma soprattutto con l’aumentare del bisogno individuale di ottimizzare tempo e costi, sono nate soluzioni “collettive” dove, tramite la “condivisione” di risorse, ogni cittadino è in grado di raggiungere i propri obiettivi ottimizzando tempo e costi in condivisione con altri".
Facciamo degli esempi concreti per comprendere il potenziale delle soluzioni per l’adattamento collettivo proposte nel progetto: un settore applicativo tra i maggiormente conosciuti è il “car pooling”. In questo caso, le persone che devono raggiungere una stessa destinazione si accordano per condividere un'automobile, riducendo notevolmente i costi del viaggio e rispettano vincoli temporali di più utenti, con un occhio di riguardo anche all'ambiente.
"Cosa accade però" - continua Bucchiarone - "se un passeggero o lo stesso proprietario dell'automobile cambia idea proprio il giorno del viaggio e lo cancella o ritarda l’orario di partenza? Oppure se lo stato della viabilità (traffico, incidente) non permette di garantire la rotta e le fermate previste? Qual è l’impatto di questi cambiamenti improvvisi sugli attori che partecipano al sistema collettivo? Come possiamo proporre una soluzione al problema che tenga conto degli interessi e delle capacità dei singoli? In questi tre anni di progetto siamo riusciti a sviluppare delle tecniche di adattamento collettivo dei servizi software in grado di risolvere, in fase di esecuzione, problemi improvvisi ed inattesi con un impatto decentralizzato su diversi utenti. In altre parole, i sistemi sono in grado di identificare gli attori da coinvolgere nella risoluzione, di trovare le varie alternative possibili, di capire l’impatto di ognuna di essa in termini di “common good” e di selezionare e applicare la migliore, in una specifica situazione. Nel caso del car pooling, perché non coinvolgere altre corse disponibili invece di chiedere ad ogni singolo passeggero di ripianificare il viaggio in autonomia? Oppure, perché non proporre ai passeggeri un taxi condiviso?".
Un altro dominio applicativo considerato in ALLOW Ensembles e di estrema attualità è quello della gestione delle emergenze. Pensiamo ai tragici eventi di questi ultimi mesi, come l'attentato all'aeroporto di Bruxelles, per citarne uno. Sono situazioni in cui le tecnologie che oggi abbiamo a disposizione potrebbero avere un ruolo cruciale, anche per salvare delle vite umane. Persone addette alla sicurezza, droni, telecamere, smartphone, ecc. sono utilizzati in modo isolato. I droni sono capaci di catturare immagini e video in volo, le telecamere allo stesso modo memorizzano video in zone specifiche della città, i sensori immagazzinano dati ed eventualmente generano allarmi, e cosi via. Perché dunque non realizzare un sistema collettivo dove tutti questi attori collaborano tra loro per un obiettivo comune che è quello di garantire la sicurezza in una città?
"Nel progetto" - specifica Bucchiarone - "abbiamo applicato le nostre tecniche dimostrando di essere in grado di simulare situazioni dove la collaborazione di questi attori è in grado di risolvere emergenze e criticità, come la rilevazione di persone che accedono senza autorizzazione ad aree sensibili della città, anche in situazioni precarie, per esempio con il mal tempo o al verificarsi di problemi hardware dei dispositivi o di ostacoli improvvisi. Grazie alle tecniche di adattamento collettivo, ogni attore può sollevare l'esigenza di risolvere un problema, sfruttare la collettività per risolverlo, oppure essere coinvolto a sua volta nella risoluzione".
E dunque, nel contesto di un attentato terroristico, qual è l'efficacia che potrebbe avere il sistema? "I risultati sono incoraggianti" - spiega Bucchiarone . “Il sistema sviluppato potrebbe essere utilizzato per coordinare - per esempio – le operazioni di gestione dell’emergenza e inviare notifiche personalizzate e contestualizzate alle persone coinvolte dal problema".
Si tratta solo di un paio di esempi in cui le tecniche sviluppate possono essere utilizzate. "Stiamo considerando" - conclude Bucchiarone - "anche il campo del monitoraggio e riduzione del consumo energetico e quello medico/assistenziale come ulteriori ambiti applicativi”.
Oltre alla Fondazione Bruno Kessler e all'Università di Stoccarda (Germania), gli altri partner di ricerca sono il DFKI(German Research Center for Artificial Intelligence), l'Imperial College di Londra (UK) e l'Università di Creta. (m.l.)
Video: http://www.allow-ensembles.eu/project-video/
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SCHEDA Unità DAS (Distributed Adaptive Systems)
Centro ICT di FBK
Obiettivo principale dell’Unità di Distributed Adaptive Systems (DAS) è l’investigazione di teorie, tecniche e metodologie a supporto della modellazione, dello sviluppo e della gestione dei sistemi distribuiti adattivi.
Il supporto all'adattamento è da sempre il motore principale della ricerca effettuata dal gruppo. Se fino a qualche anno fa però oggetto della ricerca erano i sistemi e le applicazioni software basate sul paradigma del “service oriented computing“, con problemi quali l’interoperabilità, il riuso, la customizzazione e configurazione, ora l’orizzonte si è notevolmente allargato, fino a comprendere i sistemi distribuiti che operano nel mondo reale (si pensi all’Internet dei Servizi, alle applicazioni in ambito Smart City), dove l’essere adattabile non è più una necessità, ma una caratteristica intrinseca dei sistemi stessi.
Sistemi i cui elementi sono a loro volta sistemi complessi, eterogenei e autonomi (sistemi software, applicazioni web e mobile, ma anche sensori, robot, organizzazioni e persone), che devono operare, adattarsi ed evolvere in maniera collettiva poiché facenti parte di un unico ecosistema complesso e intelligente.
Per quanto il tema dell’adattamento di sistemi eterogenei, distribuiti e su larga-scala sia da anni al centro dell’investigazione di diverse comunità scientifiche, sono numerosi i problemi di ricerca irrisolti. In particolare, manca una completa comprensione su come ingegnerizzare sistemi distribuiti e adattivi in cui un controllo centralizzato non sia possibile.
Allo stesso tempo, molte delle soluzioni proposte lavorano assumendo che tutta la conoscenza utilizzata per adattare questi sistemi sia completamente definita a design-time (mondo chiuso). Un altro problema considerato particolarmente ambizioso e rilevante è quello di un approccio multi-scala all'adattamento: supportare cioè sia forme di adattamento immediato e localizzato, che la pianificazione di strategie di adattamento a lungo termine (evoluzione) basate sull'analisi del comportamento dell’intero sistema.
Negli ultimi anni l’Unità ha consolidato la propria posizione di eccellenza fra i gruppi di ricerca europei nell'ambito del “service oriented computing” e si è creata un proprio spazio anche nella comunità dei sistemi collettivi adattivi, come confermato, per esempio, dalla partecipazione al progetto EU FP7 ALLOW Ensembles. Il risultato più significativo del gruppo è sicuramente la piattaforma ASTRO (http://www.astroproject.org ), che attraverso un insieme di strumenti e tecniche avanzate, supporta la modellazione, lo sviluppo e l’esecuzione di applicazioni distribuite orientate ai servizi. Vantando oltre 60 pubblicazioni e un h-index superiore a 30, ASTRO aggrega e integra i risultati di quasi 10 anni di ricerca, svolti in ambito di progetti di ricerca e di trasferimento tecnologico in collaborazione con importanti realtà industriali.
SCHEDA PROGETTONome: ALLOW Ensembles (http://www.allow-ensembles.eu/ )
Fondi: FET - Future and Emerging Technologies - FP7
Durata: 1 Febbraio 2013 - 31 Gennaio 2016
Coordinatore: USTUTT-IPVS - Universita' di Stoccarda, Germania
Partner
1) Universität Stuttgart (USTUTT)-IPVS (Lead)
2) Universität Stuttgart (USTUTT)-IAAS
3) The German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI), Germany
4) Fondazione Bruno Kessler (FBK), Italy
5) Imperial College, London, UK
6) University of Crete
