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Electronic Design Automation(EDA)
Progettazione e sviluppo di un gateway IoT per l'Industria 5.0 con capacità di Edge Processing
Parole chiave ARTIFICIAL INTELLIGENCE, EDGE COMPUTING, EMBEDDED CYBERSECURITY, INDUSTRIA 5.0, INTERNET-OF-THINGS (IOT)
Riferimenti LUCA BARBIERATO, LORENZO BOTTACCIOLI, EDOARDO PATTI
Gruppi di ricerca Electronic Design Automation(EDA)
Tipo tesi SPERIMENTALE APPLICATA
Descrizione L’Edge Computing necessita di piattaforme software e hardware scalabili, in grado di accelerare lo svolgimento di moltissime operazioni sul campo, al fine di automatizzare le procedure e supportare in tempo reale le decisioni in moltissimi settori applicativi, che spaziano dalla fabbrica intelligente alla guida autonoma, passando per le più semplici applicazioni domestiche. Grazie all’Intelligenza Artificiale e alle funzionalità dell’Edge Computing, è oggi possibile utilizzare i processi di apprendimento automatico per elaborare in tempo reale i dati ai fini di garantire – al servizio o all’utente finale – la migliore esperienza possibile in termini di automatizzazione e supporto decisionale.
Il progetto di tesi verte sullo sviluppo di una gateway IoT per l'Industria 5.0 per favorire l'Edge Computing con potenzialità di ospitare, eseguire e gestire algoritmi di sensor analytic, intelligenza artificiale, e crittografia. Questi algoritmi richiedono tradizionalmente capacità computazionali elevate che non sono disponibili su dispositivi Edge che, per loro natura, nascono per essere altamente pervasivi, installati all’esterno dei data center, con ridotto accesso a fonti energetiche e a reti di comunicazione digitale a larga banda. L’ evoluzione delle tecnologie hardware (e.g. Coral.ai), la diffusione dei sistemi Internet of Things e il progressivo miglioramento della connettività a banda larga e basso consumo hanno reso possibile l’integrazione di algoritmi computational intensive a livello periferico. Il gateway svilupperà una tecnologia flessibile e scalabile per sviluppare una catena di edge processing che possa fornire un supporto e sollevare il cloud dalle operazioni di post-processing dei dati raccolti dal campo.
Gli obiettivi della tesi sono i seguenti:
- Condurre una revisione bibliografica esaustiva sull'Edge Computing, focalizzandosi sulle sue applicazioni, i vantaggi, le sfide e le ricerche e sviluppi esistenti nel campo.
- Analizzare lo stato attuale dei gateways IoT per l'Industria 5.0 e le loro limitazioni nel supportare l'Edge Computing, in particolare per quanto riguarda l'ospitalità, l'esecuzione e la gestione di algoritmi di analisi dei sensori, intelligenza artificiale e crittografia.
- Identificare i requisiti computazionali di questi algoritmi e valutare la loro compatibilità con i dispositivi Edge, che sono progettati per essere altamente pervasivi e avere un accesso limitato a fonti di energia e reti di comunicazione digitale ad alta larghezza di banda.
- Investigare i progressi nelle tecnologie hardware, come Coral.ai, e il loro potenziale per integrare algoritmi computazionalmente intensivi a livello periferico.
- Valutare l'impatto della diffusione dei sistemi Internet delle cose e il miglioramento progressivo della connettività a basso consumo e alta larghezza di banda sulla fattibilità dell'implementazione dell'Edge Computing in vari settori applicativi.
- Sviluppare una tecnologia flessibile e scalabile per creare una catena di elaborazione periferica che possa supportare in modo efficace e alleggerire le operazioni di post-elaborazione dei dati dal cloud per i dati raccolti sul campo.
- Testare e convalidare il prototipo sviluppato della gateway IoT, valutando le sue prestazioni in termini di capacità computazionali, velocità di elaborazione dei dati e affidabilità.
- Analizzare i risultati e fornire raccomandazioni per ulteriori miglioramenti e ricerche future nel campo dell'Edge Computing per l'Industria 5.0.
Questo progetto rientra negli obbiettivi del progetto "Circular Tracing per l'Industria 5.0" finanziato dal Ministero delle Imprese e del Made in Italy nell'ambito del programma "Accordi per l'Innovazione".
Conoscenze richieste - Esperienza in Python Object Oriented Programming (OOP)
- Esperienza in protocolli Internet (e.g. HTTP, MQTT)
- Esperienza in Internet-of-Things (e.g. publish/subscribe approach, request/response approach)
- Esperienza in data format (e.g. JSON)
- Esperienza base di Linux Operative System
- Esperienza base di cybersecurity suite (e.g. OpenSSL)
- Risoluzione di problemi e proattività
Scadenza validita proposta 13/06/2025
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