Wireless Sensor &Actuator NetworksMichele Zorzi

Cosa sono le WSAN ?Dispositivi dotati di Controllore, MemoriaWireless radioSensori e attuatoriBatterie EconomiciComunicazione multi-hopProgrammabili (miniPC)

Possibili applicazioni monitoraggio ambientale sorveglianza controllo ambientale automazione industriale beni culturaliCodeBlue (Harvard)Great Duck Island (Berkeley)Macroscope in Redwoods (Berkeley)Smart Kindergarden (UCLA)SF Bridge

Contesto internazionale Centri interdisciplinari world-wide:CHESS (UC Berkeley): 20 docentiWSAN, WSL (Stanford): interdisciplinareCENS (UCLA): 50 docenti, interdipartimentaleCSNC (BU, Maryland, Harvard): InteruniversitarioConvergence Lab (Urbana)WCGWCL (EPFL)CoopNets (KTH)Gruppi di ricerca specifici in grosse aziendeINTEL, MICROSOFT, Terminodes (consorzio svizzero univ+industria)trend internazionale verso interdisciplinareita

Stato dellarte ( e limiti): aspetti scientifici-metodologiciMolti problemi ancora aperti (vedi WiSeNts, rapporto UE su WSANs e rapporto di ON World su WSANs) connettivitaInstradamento pacchettiElaborazione distribuita segnaliModelizzazioneProgettazione dispositivi elettronici a basso consumoSfruttamento fonti alternative di energiaSicurezza..

Stato dellarte ( e limiti): aspetti tecnologici-implementativi Pochi laboratori al mondo possiedono testbed stabili con piu di qualche decina di nodi Rare applicazioni commerciali, per la maggior parte demo sviluppati in ambito accademico Molte start-up e interesse di grosse aziendema pochi prodotti Ancora forti difficolta implementative in termini di scalabilita e robustezza

Gruppi\aree DEI interessate Calibration and Data Validation Data Management Algorithms Adaptive Systems System Integration Scalability Energy Efficiency Security Quality of Service Embedded software design

Gruppi promotori del progetto Protocolli ed algoritmi di reteWSANsAlgoritmi intelligenti eadattivi di stima e controlloCalibrazioneModellizzazione e CertificazioneDispositivi a basso consumoe lunga autonomia

Obiettivi del Progetto Lungo termine: centro di eccellenza richiede arco temporale 5-10 anniAssunzione di personale strutturato

Breve-medio termineIdee concrete, obiettivi verificabili entro 3-5 anni

Obiettivi a lungo termine Creare presso il DEI un Centro di Eccellenza interdisciplinare su WSAN Sviluppare e mantenere uno o piu testbed a livello di dipartimento Offerta didattica Corsi per LS e Ph.d.Argomenti di tesi Creare ambiente favorevole al trasferimento tecnologico e alla creazione dimpresa

Obiettivi lungo termine: (I) scientifici e metodologici Ricerca multisciplinare ed olisticaFonti energetiche alternative per WSANsModellizzazione, caratterizzazione e certificazioneAlgoritmi intelligenti di comunicazione, stima e controlloProtocolli di reteElaborazione distribuita dei datiNumerose problematiche scientifiche legate in particolare a scalabilita, complessita ed efficenza energetica

Obiettivi del progetto (lungo termine):(II) tecnologici Sviluppo di applicazioni concrete come stimolo per la ricerca piu metodologica Ambient intelligence:Monitoraggio e controllo di edifici o aree di interesseMisure e controlli periodici, basso consumo energeticoSecurity and Surveillance: Individuazione, riconoscimento ed inseguimento di persone od oggetti (aereoporti, ospedali, fabbriche..)Misure e controlli ad evento, limitati ritardi, alta robustezza e affidabilita

Obiettivi del progetto (lungo termine): (III) educativi Creazione di corsi specifici su WSANs Creazione di corsi per progettazione di sistemi piuttosto di singoli elementi del sistema Creazione di corsi con forte contenuto tecnologico ed applicativo

Obiettivi del progetto (lungo termine): (IV) implementativi e sperimentali Attualmente: piccole reti di sensori dispositivi presenti nei nostri lab (~10-40 nodi) Creazione di un apparato sperimentale di ~100-400 nodi eterogenei) accessibile non solo a ricercatori ma anche a studenti ed eventualmente dallesternoFondi per acquisizione HW disponibili attraverso progetto CARIPARO recentemente approvato

Obiettivi del progetto (lungo termine): (V) imprenditoriali Attualmente molto interesse su WSANs ma pochi prodotti commerciali (moltissimi evaluation-kits da differenti aziende) Tecnologia radicalmente diversa e quindi diffidenza Mancanza di conoscenze specifiche nellindustria (non solo locale)Grosse opportunita per trasferimento di tecnologia, start-ups/spin-offs, inserimento degli studenti con elevate competenze specifiche Disponibilita di finanziamento (UE e industria)

Obiettivi del progetto (breve termine): modelizzazione sensori e reti di sensori Caratterizzazione di sensori e reti di sensoriInterferenza, calibrazione, misure di QoS, sensor fusion, validazione, certificazione Efficienza e gestione energeticaCross-layer design, elettronica a basso consumo, MAC e routing energy-aware, sorgenti alternativeAlgoritmi e protocolli intelligenti per la gestione datiStima e controllo distribuiti, consensus, network coding, localizzazione e tracking, routing intelligente Integrazione del sistema e dimostratori Campagne di misure, demo, testbed semipermanente

Benefici per il dipartimento Creazione di un gruppo di eccellenza su WSANs e conseguente visibilita internazionale Attrazione di studenti e realta imprenditoriali non solo locali ma nazionali ed internazionali Trarre beneficio da attivita su WSANs gia avviate in alcuni gruppi proponenti, ma di carattere settoriale Cofinanziamento nuovo personale docente fondamentale per creare il necessario collegamento tra i gruppi (differenziazione con realta attuali)Maggiore facilita ad attrarre finanziamento dalla UE e industria

Fattibilita del progetto Alcune competenze gia disponibili al DEI Fondi per acquisto HW disponibili Contatti con centri di eccelleza internazionali gia avviati Forte entusiasmo e motivazione dei proponenti al successo del progetto

Proponenti Responsabile progetto:Michele Zorzi Responsabili settori disciplinariMichele Zorzi, Sandro Zampieri, Giorgio Spiazzi, Claudio NarduzziAltri partecipanti:Docenti: A. Zanella, M. Rossi, L. Schenato, A. Beghi, M.E. Valcher, R. Frezza, L. Rossetto, L. Benettazzo, M. Bertocco, A. Sona (+P. Mattavelli e S. Buso da Vi) Dottorandi ed assegnisti: P. Cesari, E. Fasolo, F. Zorzi, S. DelFavero, R. Carli, L. Corradini, E. Orietti, G. Giorgi, P. Zanchetta, G. Gamba

Punti Budget Richiesti Ricercatore ING-INF/01 Ricercatore ING-INF/03 Ricercatore ING-INF/04 Ricercatore ING-INF/07Tutti i posti cofinanziati per il 50% dai gruppi di ricerca e per il 50% dal dipartimento

Obiettivi e metriche di valutazione Produzione scienfica data da pubblicazioni con autori di aree di ricerca differenti Evidenza che approccio multisciplinare porta dei vantaggiProduzione di ricerca non solo strettamente metodologica, ma anche sperimentale e di progettazioneProgrammi di scambio con prestigiose centri di ricerca internazionali per Ph.D, pubblicazioni congiuntePresentazione di proposte finanziamento interdisciplicare a UE Creazione Centro di Eccellenza:Creazione e mantenimento sito web in cui esporre risultati ma anche creare delle risorse per chi interessato a WSANsCreazione di serie di seminari aperti al dipartimento Industrial and Open-Lab Days aperti allesterno per pubblicizzare ricerca ed attrarre indistria e la societa civileCreazione di 1 corso per Ph.D. e 1 per Laurea SpecialisticaCreazione e mantenimento di testbed su grande scala (~100-400 nodi su 500x500metri) per raccolta dati e test scientificiSostegno alla creazione di eventuali start-up fornendo supporto tecnico e auito amministrativo

Domande e discussione

lidea da cui siamo partiti e quello non di creare unarea di ricerca completamente nuova, ma di far fare un salto di qualita al dipartimento in un area in cui ce il potenziale per diventare un polo di eccellenza, fino ad ora non possibile perche gruppi non coordinata. Sebbene non coordinata, ci sono anche nuove area come energy scavenging. Alcuni esempi spesso accademici, ma moltissime di piu sono previste.Evidenziare il fatto che non implica che altri gruppi possano unirsi nel corso del progettoDire della discussione sulle metriche,