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Projekt
Kollektive resiliente unbeaufsichtigte intelligente Dinge treffen auf robuste, stromsparende eingebettete Datenübertragungsstationen
Antragstellerinnen / Antragsteller
Professorin Dr. Anna Förster; Professor Dr.-Ing. Thorsten Herfet; Dr.-Ing. Peter Wägemann
Fachliche Zuordnung
Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 503199853
Resiliente Welten; der Titel des Schwerpunktprogramms drückt bereits aus, dass Resilienz in der Ära allgegenwärtiger Vernetzung verschiedenster Geräte viele Facetten aufweist und daher verschiedenste Welten existieren. Eine sehr wichtige solcher Welten sind die Sensor-/Aktuator-Netze, welche aus sehr leistungsschwachen, eingebetteten Systemen bestehen, die unbeaufsichtigt arbeiten können und ihre Energie oft sogar aus externen Quellen wie der Sonne oder elektro-magnetischen Feldern gewinnen müssen. CRUSTmeetResPECT vereinigt zwei Projekte der Phase I und damit auch zwei Facetten von Resilienz. Dies impliziert eine signifikante Evolution des holistischen Systemdesigns und des Systembetriebs. Das verteilte Anwendungsmanagement von CRUST wird das in ResPECT entwickelte Paradigma des transaktionalen Betriebes übernehmen. Aufgaben werden zerlegt in Transaktionen und Transaktionsketten. Diese werden dann mit Gewichten versehen, sodass die Geräte auf der Basis aktueller und historischer Gewichte lernen können, welche Transaktion oder welche Transaktionen zu einem gegebenen Zeitpunkt durchgeführt werden sollen. Hierzu wird einerseits das Energie-Budget verfeinert (Worst-Case-Betrachtung genauso wie statistische Betrachtung), andererseits werden Entscheidungskriterien definiert, welche das Anwendungsmanagement nutzen kann, um die Entscheidungen der Geräte zu beeinflussen (so kann die ausführbare Anzahl an Transaktionen ein Kriterium sein, die vollständige Erfüllung einer Aufgabe oder auch die Aktualität verfügbarer Informationen können präferiert werden). Da Resilienz im Prinzip auf (nutzbarer) Redundanz aufbaut, wird CRUSTmeetResPECT zusätzlich eine ganzheitliche Anomalieerkennung entwickeln: Die Geräte beobachten das Verhalten ihrer Komponenten anhand des Energie- und Zeitverhaltens und können so Anomalien und Fehlfunktionen in ihren eigenen Sensoren und Aktoren erkennen, während das Kollektiv operative Anomalien entdecken kann (so kann eine abgedeckte Linse eine Kamera unbrauchbar machen, obwohl diese physikalisch funktioniert). Die Menge erkannter Anomalien kann dann den Entscheidungsprozess durch die Modifikation der Transaktionsgewichte steuern. Als Seiteneffekt ist auch die Information, dass keine Anomalien vorliegen, sinnvoll, denn dann kann die systemimmanente Redundanz genutzt werden, um Geräte oder Teile von Geräten abzuschalten und so den Energieverbrauch zu senken. CRUSTmeetResPECT wird daher, basierend auf dem transaktionalen Modell und dem geteilten Wissen um die aktuellen und historischen Transaktionsgewichte, ein resilientes, kollektives Aufgabenmanagement entwickeln. Für die Transaktionen und ihre Gewichte muss dabei ein Format entwickelt werden, das einerseits effiziente, inkrementelle Speicherung in nicht-flüchtigem Speicher und andererseits ebenso effiziente und inkrementelle Kommunikation ermöglicht.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
