As partes assadas da cúpula do calor do noroeste do Pacífico.Incêndios florestais se enfureceram ao redor do mundo.Inundações torrenciais e destrutivas deslocadas com comunidades na Colúmbia Britânica.O mundo em 2021 foi fixado nos impactos das mudanças climáticas.
Mas se os humanos vão interromper os danos que causaram, precisarão de ajuda de máquinas, dizem os pesquisadores.É aí que Yang Shi entra.
A SHI é diretora do Laboratório de Controle e Processamento de Informações da Universidade de Victoria, e seu foco está nos modelos e estratégias matemáticas por trás do controle remoto e monitoramento de sistemas ciberfísicos complexos.Sua pesquisa abrange a teoria sustentando sistemas de larga escala, como edifícios, comunidades e cidades inteligentes-que serão cruciais para garantir o uso eficiente da energia para reduzir as emissões de carbono.
Isso não é apenas uma questão de ter sistemas de refrigeração com eficiência energética, embora.Em vez disso, a eficiência energética deve ser incorporada em um design que considere ativamente os requisitos de carbono porque há um preço associado ao carbono.
"Esse custo precisa ser considerado no controle e otimização individuais de cada agente-ou seja, por exemplo, um quarto único ou um pequeno edifício-e o controle e otimização em toda a comunidade", diz Shi, observando cada camada de talO sistema hierárquico deve ser coordenado com os outros.
Colocando isso em contexto, ele aponta para o exemplo de uma comunidade inteligente, que possui controles e tecnologia interconectados projetados para maximizar a eficiência energética.Se essa comunidade tiver energia renovável integrada em sua grade - por exemplo, parques eólicos e painéis solares -, às vezes haverá um suprimento intermitente de eletricidade devido a condições climáticas.
Os sistemas de controle remotos e de inteligência artificial em que ele está trabalhando pode equilibrar essas flutuações, para que essas comunidades estejam usando apenas o poder de grades convencionais, geralmente produtoras de carbono quando absolutamente necessário, e fornecendo energia de volta a essas grades quando tiverem excesso deeletricidade renovável.
Esses sistemas dinâmicos complexos fazem ajustes em tempo real, não apenas com base nos algoritmos de controle criados por Shi e seus colegas, mas no aprendizado de máquina e IA que podem fazer previsões com base em informações coletadas.
A pesquisa de Shi tem outras ligações ambientais menos óbvias.Seu trabalho também pode ser usado para coordenar um esquadrão de veículos aéreos não tripulados-UAVs ou drones-para serem usados em conjunto com robôs terrestres para fornecer ajuda urgente em caso de desastres onde as pessoas são cortadas de equipes de emergência, comoem um cenário semelhante às inundações catastróficas observadas em BC em meados de novembro.
Qualquer que seja a pesquisa em que ele esteja trabalhando, a SHI favorece trazendo o conhecimento mais recente para a sala de aula e para trabalhar em soluções para problemas globais com uma comunidade internacional de cientistas, incluindo áreas de pesquisa de engenharia de controle, comunicações e sistemas de energia.
Edgewise
O que é um sistema ciber-físico complexo?A peça física varia de edifícios individuais ou sistemas de HVAC a comunidades interconectadas inteiras, enquanto o Cyber se refere a controles de IA alimentados por aprendizado de máquina e baseados em máquina que direcionam o lado físico.
Criar esses sistemas é um empreendimento extremamente complicado, envolvendo pesquisadores em todo o mundo que avançam seus e um do outro.É por isso que Shi é um especialista frequentemente citado em seu campo, ele também é líder nas áreas de sistemas de controle em rede e distribuídos, controle preditivo de modelo avançado e sistemas ciber-físicos industriais.
Para promover e apoiar a colaboração internacional entre pesquisadores e engenheiros, a SHI ajudou a iniciar a Conferência Internacional do Instituto de Engenheiros de Elétrica e Eletrônica (IEEE) sobre sistemas ciberfísicos industriais, com a UVIC hospedando a última edição em maio de 2021.O IEEE afirma que é a maior organização profissional técnica do mundo dedicada ao avanço da tecnologia para o benefício da humanidade.
A pesquisa da SHI é apoiada pelo Conselho Nacional de Pesquisa em Ciências e Engenharia do Canadá, MITACS e Fundação para Inovação do Canadá.
Os pesquisadores UVIC se concentram em examinar os custos pessoais, sociais e ambientais da tecnologia e melhorar a saúde, comunicações e segurança para pessoas em todo o mundo, conforme descrito na aspiração 2030, a estratégia de pesquisa e trabalho criativo da universidade.
