Wireless Sensor &Wireless Sensor &Actuator NetworksActuator Networks
Michele ZorziMichele Zorzi
Cosa sono le WSAN ?Cosa sono le WSAN ?
Dispositivi dotati diDispositivi dotati di Controllore, MemoriaControllore, Memoria Wireless radioWireless radio Sensori e attuatoriSensori e attuatori Batterie Batterie
EconomiciEconomici
Comunicazione multi-hopComunicazione multi-hop
Programmabili (miniPC)Programmabili (miniPC)BASE
STATION
sensor node
Possibili applicazioniPossibili applicazioni
monitoraggio ambientalemonitoraggio ambientale
sorveglianzasorveglianza
controllo ambientalecontrollo ambientale
automazione industrialeautomazione industriale
beni culturalibeni culturali
CodeBlue (Harvard)
Great Duck Island (Berkeley)
Macroscope in Redwoods (Berkeley)
Smart Kindergarden
(UCLA)
SF Bridge
Contesto internazionaleContesto internazionale
Centri interdisciplinari world-wide:Centri interdisciplinari world-wide: CHESS (UC Berkeley): 20 docentiCHESS (UC Berkeley): 20 docenti WSAN, WSL (Stanford): interdisciplinareWSAN, WSL (Stanford): interdisciplinare CENS (UCLA): 50 docenti, interdipartimentaleCENS (UCLA): 50 docenti, interdipartimentale CSNC (BU, Maryland, Harvard): InteruniversitarioCSNC (BU, Maryland, Harvard): Interuniversitario Convergence Lab (Urbana)Convergence Lab (Urbana) WCGWCL (EPFL)WCGWCL (EPFL) CoopNets (KTH)CoopNets (KTH)
Gruppi di ricerca specifici in grosse aziendeGruppi di ricerca specifici in grosse aziende INTEL, MICROSOFT, Terminodes (consorzio INTEL, MICROSOFT, Terminodes (consorzio
svizzero univ+industria)svizzero univ+industria)
trend internazionale verso interdisciplinareita’ trend internazionale verso interdisciplinareita’
Stato dell’arte ( e limiti): Stato dell’arte ( e limiti): aspetti scientifici-metodologiciaspetti scientifici-metodologici
Molti problemi ancora aperti (vedi WiSeNts, Molti problemi ancora aperti (vedi WiSeNts, rapporto UE su WSANs e rapporto di ON World rapporto UE su WSANs e rapporto di ON World su WSANs) su WSANs) connettivita’connettivita’ Instradamento pacchettiInstradamento pacchetti Elaborazione distribuita segnaliElaborazione distribuita segnali ModelizzazioneModelizzazione Progettazione dispositivi elettronici a basso consumoProgettazione dispositivi elettronici a basso consumo Sfruttamento fonti alternative di energiaSfruttamento fonti alternative di energia SicurezzaSicurezza ……....
Stato dell’arte ( e limiti): Stato dell’arte ( e limiti): aspetti tecnologici-implementativiaspetti tecnologici-implementativi Pochi laboratori al mondo possiedono Pochi laboratori al mondo possiedono testbed stabili con piu’ di qualche decina di testbed stabili con piu’ di qualche decina di nodinodi Rare applicazioni commerciali, per la Rare applicazioni commerciali, per la maggior parte demo sviluppati in ambito maggior parte demo sviluppati in ambito accademicoaccademico Molte start-up e interesse di grosse Molte start-up e interesse di grosse aziende…ma pochi prodotti aziende…ma pochi prodotti Ancora forti difficolta’ implementative in Ancora forti difficolta’ implementative in termini di scalabilita’ e robustezza termini di scalabilita’ e robustezza
Gruppi\aree DEI interessateGruppi\aree DEI interessate Calibration and Data ValidationCalibration and Data Validation
Data Management AlgorithmsData Management Algorithms
Adaptive SystemsAdaptive Systems
System IntegrationSystem Integration
ScalabilityScalability
Energy EfficiencyEnergy Efficiency
SecuritySecurity
Quality of ServiceQuality of Service
Embedded software designEmbedded software design
Gruppi promotori del progetto Gruppi promotori del progetto
Protocolli ed algoritmi di rete
WSANsAlgoritmi
intelligenti eadattivi di stima
e controllo
CalibrazioneModellizzazione e Certificazione
Dispositivi a basso consumoe lunga autonomia
Obiettivi del ProgettoObiettivi del Progetto
Lungo termine: Lungo termine: centro di eccellenza richiede arco temporale centro di eccellenza richiede arco temporale
5-10 anni5-10 anni Assunzione di personale strutturatoAssunzione di personale strutturato
Breve-medio termineBreve-medio termine Idee concrete, obiettivi verificabili entro 3-5 Idee concrete, obiettivi verificabili entro 3-5
annianni
Obiettivi a lungo termineObiettivi a lungo termine
Creare presso il DEI un Centro di Creare presso il DEI un Centro di Eccellenza interdisciplinare su WSANEccellenza interdisciplinare su WSAN Sviluppare e mantenere uno o piu’ Sviluppare e mantenere uno o piu’ testbed a livello di dipartimentotestbed a livello di dipartimento Offerta didattica Offerta didattica Corsi per LS e Ph.d.Corsi per LS e Ph.d. Argomenti di tesiArgomenti di tesi
Creare ambiente favorevole al Creare ambiente favorevole al trasferimento tecnologico e alla creazione trasferimento tecnologico e alla creazione d’impresad’impresa
Obiettivi lungo termine: Obiettivi lungo termine: (I) scientifici e metodologici(I) scientifici e metodologici
Ricerca multisciplinare ed “olistica”Ricerca multisciplinare ed “olistica” Fonti energetiche alternative per WSANsFonti energetiche alternative per WSANs Modellizzazione, caratterizzazione e Modellizzazione, caratterizzazione e
certificazionecertificazione Algoritmi intelligenti di comunicazione, stima e Algoritmi intelligenti di comunicazione, stima e
controllocontrollo Protocolli di reteProtocolli di rete Elaborazione distribuita dei datiElaborazione distribuita dei dati
Numerose problematiche scientifiche Numerose problematiche scientifiche legate in particolare a scalabilita’, legate in particolare a scalabilita’, complessita’ ed efficenza energetica complessita’ ed efficenza energetica
Obiettivi del progetto (lungo termine):Obiettivi del progetto (lungo termine):(II) tecnologici(II) tecnologici
Sviluppo di applicazioni concrete come stimolo Sviluppo di applicazioni concrete come stimolo per la ricerca piu’ metodologicaper la ricerca piu’ metodologica
Ambient intelligence:Ambient intelligence: Monitoraggio e controllo di edifici o aree di interesseMonitoraggio e controllo di edifici o aree di interesse Misure e controlli periodici, basso consumo Misure e controlli periodici, basso consumo
energeticoenergetico
Security and Surveillance: Security and Surveillance: Individuazione, riconoscimento ed inseguimento di Individuazione, riconoscimento ed inseguimento di
persone od oggetti (aereoporti, ospedali, fabbriche..)persone od oggetti (aereoporti, ospedali, fabbriche..) Misure e controlli ad evento, limitati ritardi, alta Misure e controlli ad evento, limitati ritardi, alta
robustezza e affidabilita’ robustezza e affidabilita’
Obiettivi del progetto (lungo termine): Obiettivi del progetto (lungo termine): (III) educativi(III) educativi
Creazione di corsi specifici su WSANsCreazione di corsi specifici su WSANs
Creazione di corsi per progettazione di Creazione di corsi per progettazione di sistemi piuttosto di singoli elementi del sistemi piuttosto di singoli elementi del sistemasistema
Creazione di corsi con forte contenuto Creazione di corsi con forte contenuto tecnologico ed applicativo tecnologico ed applicativo
Obiettivi del progetto (lungo termine): Obiettivi del progetto (lungo termine): (IV) implementativi e sperimentali(IV) implementativi e sperimentali
Attualmente: piccole reti di sensori Attualmente: piccole reti di sensori dispositivi presenti nei nostri lab (~10-40 dispositivi presenti nei nostri lab (~10-40 nodi)nodi)
Creazione di un apparato sperimentale di Creazione di un apparato sperimentale di ~100-400 nodi eterogenei) accessibile non ~100-400 nodi eterogenei) accessibile non solo a ricercatori ma anche a studenti ed solo a ricercatori ma anche a studenti ed eventualmente dall’esternoeventualmente dall’esterno
Fondi per acquisizione HW disponibili Fondi per acquisizione HW disponibili attraverso progetto CARIPARO attraverso progetto CARIPARO recentemente approvatorecentemente approvato
Obiettivi del progetto (lungo termine): Obiettivi del progetto (lungo termine): (V) imprenditoriali(V) imprenditoriali
Attualmente molto interesse su WSANs ma Attualmente molto interesse su WSANs ma pochi prodotti commerciali (moltissimi pochi prodotti commerciali (moltissimi evaluation-kits da differenti aziende) evaluation-kits da differenti aziende)
Tecnologia radicalmente diversa e quindi Tecnologia radicalmente diversa e quindi diffidenzadiffidenza
Mancanza di conoscenze specifiche Mancanza di conoscenze specifiche nell’industria (non solo locale)nell’industria (non solo locale)
Grosse opportunita’ per trasferimento di Grosse opportunita’ per trasferimento di tecnologia, start-ups/spin-offs, inserimento degli tecnologia, start-ups/spin-offs, inserimento degli studenti con elevate competenze specifichestudenti con elevate competenze specifiche
Disponibilita’ di finanziamento (UE e industria)Disponibilita’ di finanziamento (UE e industria)
Obiettivi del progetto (breve termine): Obiettivi del progetto (breve termine): modelizzazione sensori e reti di sensorimodelizzazione sensori e reti di sensori
Caratterizzazione di sensori e reti di sensoriCaratterizzazione di sensori e reti di sensori Interferenza, calibrazione, misure di QoS, sensor Interferenza, calibrazione, misure di QoS, sensor
fusion, validazione, certificazione fusion, validazione, certificazione
Efficienza e gestione energeticaEfficienza e gestione energetica Cross-layer design, elettronica a basso consumo, Cross-layer design, elettronica a basso consumo,
MAC e routing energy-aware, sorgenti alternativeMAC e routing energy-aware, sorgenti alternative
Algoritmi e protocolli intelligenti per la gestione Algoritmi e protocolli intelligenti per la gestione datidati Stima e controllo distribuiti, consensus, network Stima e controllo distribuiti, consensus, network
coding, localizzazione e tracking, routing intelligentecoding, localizzazione e tracking, routing intelligente
Integrazione del sistema e dimostratori Integrazione del sistema e dimostratori Campagne di misure, demo, testbed semipermanenteCampagne di misure, demo, testbed semipermanente
Benefici per il dipartimento Benefici per il dipartimento Creazione di un gruppo di eccellenza su Creazione di un gruppo di eccellenza su WSANs e conseguente visibilita’ internazionaleWSANs e conseguente visibilita’ internazionale Attrazione di studenti e realta’ imprenditoriali Attrazione di studenti e realta’ imprenditoriali non solo locali ma nazionali ed internazionalinon solo locali ma nazionali ed internazionali Trarre beneficio da attivita’ su WSANs gia’ Trarre beneficio da attivita’ su WSANs gia’ avviate in alcuni gruppi proponenti, ma di avviate in alcuni gruppi proponenti, ma di carattere settorialecarattere settoriale Cofinanziamento nuovo personale docente Cofinanziamento nuovo personale docente fondamentale per creare il necessario fondamentale per creare il necessario collegamento tra i gruppi (differenziazione con collegamento tra i gruppi (differenziazione con realta’ attuali)realta’ attuali)Maggiore facilita’ ad attrarre finanziamento dalla Maggiore facilita’ ad attrarre finanziamento dalla UE e industriaUE e industria
Fattibilita’ del progetto Fattibilita’ del progetto Alcune competenze gia’ disponibili al Alcune competenze gia’ disponibili al DEIDEI Fondi per acquisto HW disponibiliFondi per acquisto HW disponibili Contatti con centri di eccelleza Contatti con centri di eccelleza internazionali gia’ avviatiinternazionali gia’ avviati Forte entusiasmo e motivazione dei Forte entusiasmo e motivazione dei proponenti al successo del progetto proponenti al successo del progetto
Proponenti Proponenti
Responsabile progetto:Responsabile progetto: Michele Zorzi Michele Zorzi
Responsabili settori disciplinariResponsabili settori disciplinari Michele Zorzi, Sandro Zampieri, Giorgio Spiazzi, Michele Zorzi, Sandro Zampieri, Giorgio Spiazzi,
Claudio NarduzziClaudio Narduzzi
Altri partecipanti:Altri partecipanti: Docenti: Docenti: A. Zanella, M. Rossi, L. Schenato, A. Beghi, M.E. A. Zanella, M. Rossi, L. Schenato, A. Beghi, M.E.
Valcher, R. Frezza, L. Rossetto, L. Benettazzo, M. Bertocco, A. Valcher, R. Frezza, L. Rossetto, L. Benettazzo, M. Bertocco, A.
Sona (+P. Mattavelli e S. Buso da Vi)Sona (+P. Mattavelli e S. Buso da Vi) Dottorandi ed assegnisti: Dottorandi ed assegnisti: P. Cesari, E. Fasolo, F. Zorzi, S. P. Cesari, E. Fasolo, F. Zorzi, S.
DelFavero, R. Carli, L. Corradini, E. Orietti, G. Giorgi, P. DelFavero, R. Carli, L. Corradini, E. Orietti, G. Giorgi, P. Zanchetta, G. GambaZanchetta, G. Gamba
Punti Budget Richiesti Punti Budget Richiesti
Ricercatore ING-INF/01 Ricercatore ING-INF/01
Ricercatore ING-INF/03Ricercatore ING-INF/03
Ricercatore ING-INF/04Ricercatore ING-INF/04
Ricercatore ING-INF/07Ricercatore ING-INF/07
Tutti i posti cofinanziati per il 50% dai Tutti i posti cofinanziati per il 50% dai gruppi di ricerca e per il 50% dal gruppi di ricerca e per il 50% dal dipartimentodipartimento
Obiettivi e metriche di valutazione Obiettivi e metriche di valutazione
Produzione scienfica data da Produzione scienfica data da pubblicazionipubblicazioni con autori di aree di con autori di aree di ricerca differentiricerca differenti Evidenza che approccio Evidenza che approccio multisciplinaremultisciplinare porta dei vantaggi porta dei vantaggiProduzione di ricerca non solo strettamente Produzione di ricerca non solo strettamente metodologicametodologica, ma , ma anche anche sperimentale e di progettazionesperimentale e di progettazioneProgrammi di scambioProgrammi di scambio con prestigiose centri di ricerca con prestigiose centri di ricerca internazionali per Ph.D, pubblicazioni congiunteinternazionali per Ph.D, pubblicazioni congiuntePresentazione di proposte finanziamento interdisciplicare a UE Presentazione di proposte finanziamento interdisciplicare a UE Creazione Creazione Centro di EccellenzaCentro di Eccellenza::
Creazione e mantenimento sito web in cui esporre risultati ma anche Creazione e mantenimento sito web in cui esporre risultati ma anche creare delle risorse per chi interessato a WSANscreare delle risorse per chi interessato a WSANs
Creazione di serie di seminari aperti al dipartimento Industrial and Creazione di serie di seminari aperti al dipartimento Industrial and Open-Lab Days aperti all’esterno per pubblicizzare ricerca ed attrarre Open-Lab Days aperti all’esterno per pubblicizzare ricerca ed attrarre indistria e la societa’ civileindistria e la societa’ civile
Creazione di 1 corso per Ph.D. e 1 per Laurea SpecialisticaCreazione di 1 corso per Ph.D. e 1 per Laurea SpecialisticaCreazione e mantenimento di Creazione e mantenimento di testbedtestbed su grande scalasu grande scala (~100-400 (~100-400 nodi su 500x500metri) per raccolta dati e test scientificinodi su 500x500metri) per raccolta dati e test scientificiSostegno alla creazione di eventuali Sostegno alla creazione di eventuali start-upstart-up fornendo supporto fornendo supporto tecnico e auito amministrativotecnico e auito amministrativo
Domande e discussione Domande e discussione