Какие открытые проекты развивает наша лаборатория мультиагентных систем в умных городах и Индустрии 4.0

Ранее мы рассказали о пяти тематических open source инструментах [тут, здесь и вот тут], которые разработали и развивают специалисты, магистры и аспиранты Университета ИТМО. Сегодня поделимся еще одним направлением — им занимаются в лаборатории мультиагентных систем в умных городах и Индустрии 4.0.

Что это за лаборатория

Одна из ее основных целей — интеграция автономных киберфизических систем в цифровую экономику и реализация концепции Robot-as-a-Service на практике. Она подразумевает заказ услуги у робота, который «работает» на его владельца. Причем ставить друг другу задачи — в этом контексте — могут и сами устройства.

Лаборатория занимается проблематикой, связанной с подключением киберфизических устройств к децентрализованным сетям, и развивает способы управления сложными и гетерогенными многоагентными системами. Основной упор специалисты делают на кибербезопасность устройств при работе в автоматическом режиме и на разрешение вопросов однозначной идентификации и неизменяемости собранных такими устройствами данных и значимых технических логов.

Как говорят представители лаборатории, такие задачи могут заинтересовать энтузиастов, занимающихся децентрализованными сетями и проектами, если они хотели бы найти новых use-кейсы для применения уже знакомых им технологий. Плюс — разработчиков и исследователей в области робототехники и интернета вещей. В лаборатории они вместе могут проводить новые типы исследований [например, по человеко-компьютерному взаимодействию] и размышлять над возможностями для коммерциализации проектов, связанных с робототехническими устройствами.

Еще наши проекты могут быть полезны для представителей бизнеса, которые бы хотели выйти на новые технологические рынки, но их отпугивала сложность и неопределенность. Так как мы занимаемся внедрением киберфизических систем в область цифровой экономики, мы видим интерес и со стороны представителей государственных структур.

— Иван Берман, научный администратор лаборатории

Какие проекты уже в работе

Ядро проектов лаборатории — платформа Robonomics Network для проектирования приложений с киберфизическими системами на стеке децентрализованных и робототехнических технологий. В него входит фреймворк для собственных блокчейнов Substrate, файловая система IPFS, некоторые блокчейн-сети, Robot Operating System в качестве универсального коннектора для устройств.

Сейчас в лаборатории идет работа над следующими проектами:

Сенсорные сети для объектов организаций и инфраструктур. Идея в том, чтобы сформировать цифровой след объектов, позволяющий анализировать состояние и управлять активами и расходами: от электропотребления до концентрации ультрадисперсных частиц в помещении. По этому направлению у лаборатории есть репозитории, позволяющие разворачивать телеметрию от различных датчиков.

Замеры качества воды с помощью безэкипажных надводных аппаратов. Здесь идет речь о мониторинге рек и озер с помощью небольшого флота малогабаритных судов, оснащенных компактными датчиками. Сохранность и неизменяемость данных в этом случае — значимый фактор из-за потенциальных споров о фактах загрязнений и поиске ответственных. К текущему моменту лаборатория подготовила два прототипа таких аппаратов, сделала замеры нескольких водных объектов, опубликовала статью в научном журнале и реализовала коллаборацию с компанией Libelium.

Пример кода для одной из функций [из репозитория проекта]:

# Builds an offer message and publishes it     def make_offer(self, objective, cost):         rospy.loginfo('Making offer...')          offer = Offer()         offer.model = Multihash()         offer.model.multihash = rospy.get_param('~model')         offer.objective = objective         offer.token = Address()         offer.token.address = rospy.get_param('~token')         offer.cost = cost         offer.lighthouse = Address()         offer.lighthouse.address = rospy.get_param('~lighthouse')         offer.validator = Address()         offer.validator.address = '0x0000000000000000000000000000000000000000'         offer.lighthouseFee = UInt256()         offer.lighthouseFee.uint256 = '0'         offer.deadline = UInt256()         offer.deadline.uint256 = self.make_deadline()          self.signing_offer.publish(offer)         rospy.loginfo(offer)

Робот-художник. Манипулятор KUKA, которого научили рисовать кистью, реализует творения, чтобы финансировать свою деятельность — закупать краски, холсты и так далее. Суть в том, чтобы продемонстрировать самоподдерживающуюся систему, занимающуюся в некотором смысле предпринимательством. Сейчас робота научили формировать NFT-токены и продавать их на аукционе.

В лаборатории считают, что довести все проекты до логического завершения и открыть на их базе несколько стартапов — вполне жизнеспособная затея:

Нам очень хотелось бы привлечь больше единомышленников к работе лаборатории. Это могут быть студенты третьего курса бакалавриата [и старше] по инженерным специальностям, желающие поработать с различными типами роботов, датчиков, DIY-проектами.

Важно знать и понимать ROS, Linux, Python, Rust, JavaScript, Matlab. Хорошим подспорьем будет знакомство с распределенными [Ethereum, Polkadot, Bitcoin, IPFS] и сетевыми технологиями [IPv6, cjdns, yggdrasil], плюс — умение работать с железом [микроконтроллеры, датчики, электродвигатели].

Однако строгих требований нет. Если вы неплохо разбираетесь хотя бы в парочке элементов из этого списка, можно смело приходить.

— Вадим Манаенко, руководитель лаборатории

Что еще выходит в нашем блоге на Хабре:

• Обсуждаем Digital Humanities в подкасте ITMO Research_

• Как устроен инструмент для сравнительного анализа метагеномных данных

• Смотрим на Санкт-Петербург сквозь призму публикаций в соцсетях