Sistema ciberfísico

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Un sistema ciberfísico (en inglés, cyber-physical system, abreviadamente CPS) es un mecanismo (sistema físico) controlado o monitorizado por algoritmos basados en computación y estrechamente integrados con internet. En los sistemas ciber-físicos, los componentes físicos y de software están profundamente entrelazados, donde cada elemento opera en diferentes escalas espaciales y temporales, exhibiendo múltiples comportamientos, e interaccionando entre ellos de innumerables formas que cambian con el contexto.[1]​ Los ejemplos de CPS incluyen al sistema de red eléctrica inteligente, sistemas de automóvil autónomo[2][3]​, sistemas de monitorización médica, sistemas de control de procesos, monitorización de procesos de fabricación[4]​, monitorización de infraestructuras y carreteras [5]​,sistemas de robótica, domótica y pilotos automáticos aeronáuticos.[6]

CPS implica un enfoque multidisciplinario, fusionando la teoría de cibernética, mecatrónica y la ciencia de diseño y de proceso.[7][8][9]​ El control de los procesos es a menudo derivado a sistemas embebidos. En los sistemas embebidos se tiende a poner mas énfasis en los elementos computacionales, y menos en la relación entre los elementos computacionales y físicos. CPS es también similar al Internet de las cosas (IoT) compartiendo la misma arquitectura básica, no obstante, CPS presenta una combinación más alta y coordinación entre elementos físicos y computacionales.[10]

Los precursores de los sistemas ciber-físicos pueden ser encontrados en diversas áreas como la aeroespacial, la automotriz, procesos químicos, infraestructura civil, energía, salud, Manufactura, transporte, diversión, y electrodomésticos.[6]

Visión general[editar]

A diferencia de los sistemas embebidos tradicionales, un CPS de pleno derecho está típicamente diseñado como red de elementos que interaccionan entre sí con entradas y salidas físicas en vez de hacerlo con dispositivos aislados.[11]​ La idea está estrechamente ligada a los conceptos de robótica y redes de sensores, los que son controlados y supervisados por mecanismos de inteligencia propios del campo de la Inteligencia artificial. Los continuos avances en la ciencia y la ingeniería mejorarán la relación entre elementos computacionales y físicos que mediante mecanismos inteligentes incrementaran dramáticamente la adaptabilidad, autonomía, eficacia, funcionalidad, fiabilidad, seguridad, y usabilidad de los sistemas ciber-físicos.[12]​ Esto ampliará el potencial de los sistemas ciber-físicos en varias dimensiones, incluyendo: intervención (p. ej., prevención de colisión); precisión (p. ej., cirugía robótica y fabricación de nivel nano-tecnológico ); operación en entornos peligrosos o inaccesibles (p. ej., búsqueda y rescate, extinción de incendios, y exploración de mar abisal); coordinación (p. ej., control de tráfico aéreo, guerra); eficacia (p. ej., cero-edificios de energía neta); y mejora de capacidades humanas (p. ej., monitoreo de salud).[13]

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. EE.UU. Fundación de Ciencia Nacional
  2. Castaño, F.; Beruvides, G.; Haber, R.E.; Artuñedo, A. (2017). «Obstacle recognition based on machine learning for on-chip lidar sensors in a cyber-physical system». Sensors 17. doi:10.3390/s17092109. 
  3. Artuñedo, A.; Del Toro, R.M.; Haber, R.E. (2017). «Consensus-based cooperative control based on pollution sensing and traffic information for urban traffic networks». Sensors 17. doi:10.3390/s17050953. 
  4. Villalonga, A.; Beruvides, G.; Castaño, F.; Haber, R.E. (2018). «Industrial cyber-physical system for condition-based monitoring in manufacturing processes». IEEE Int. Conference on Industrial Cyber-Physical Systems (ICPS) 2018. doi:10.1109/ICPHYS.2018.8390780. 
  5. Godoy, J.; Haber, R.E.; Muñoz, J.J.; Matia, F.; Garcia, A. (2018). «Smart sensing of pavement temperature based on low-cost sensors and V2I communications». Sensors 18. doi:10.3390/s18072092. 
  6. a b Khaitan et al.
  7. Hancu, O.; Maties, V.; Balan, R.; Stan, S. (2007). «Mechatronic approach for design and control of a hydraulic 3-dof parallel robot». The 18th International DAAAM Symposium, "Intelligent Manufacturing & Automation: Focus on Creativity, Responsibility and Ethics of Engineers". 
  8. Introducción a Embedded Sistemas - Un Cyber-Aproximación de Sistemas Físicos.
  9. Aplicado Cyber-Sistemas Físicos.
  10. Rad, Ciprian-Radu; Hancu, Olimpiu; Takacs, Ioana-Alexandra; Olteanu, Gheorghe (2015). «Smart Monitoring of Potato Crop: A Cyber-Physical System Architecture Model in the Field of Precision Agriculture». Conference Agriculture for Life, Life for Agriculture 6: 73-79. 
  11. Cyber Physical Systems: Design Challenges. 23 de enero de 2008. Consultado el 7 de junio de 2008. 
  12. C.Alippi
  13. «Cyber-physical systems». Program Announcements & Information. The National Science Foundation, 4201 Wilson Boulevard, Arlington, Virginia 22230, USA. 30 de septiembre de 2008. Consultado el 21 de julio de 2009.