Arquitetura ciberfísica
Introdução
Em geral
Um sistema ciberfísico ou CPS (sistema ciberfísico*) é um mecanismo (sistema físico) controlado ou monitorado por algoritmos baseados em computador e intimamente integrado à Internet. Nos cibersistemas, os componentes físicos e de software estão profundamente interligados, com cada elemento operando em diferentes escalas espaciais e temporais, exibindo múltiplos comportamentos e interagindo entre si de inúmeras maneiras que mudam com o contexto. Exemplos de CPS incluem sistemas de redes inteligentes, sistemas de carros autônomos, sistemas de monitoramento médico, sistemas de controle de processos, monitoramento de processos de fabricação, monitoramento de infraestrutura e estradas,[5] robótica, sistemas de automação residencial e pilotos automáticos aeronáuticos.[6].
CPS envolve uma abordagem multidisciplinar, fundindo a teoria da cibernética, mecatrônica e ciência de design e processo.[7][8][9] O controle de processos geralmente é derivado de sistemas embarcados. Em sistemas embarcados tende a haver mais ênfase nos elementos computacionais e menos no relacionamento entre os elementos computacionais e físicos. O CPS também é semelhante à Internet das Coisas (IoT) compartilhando a mesma arquitetura básica, porém, o CPS apresenta uma maior combinação e coordenação entre elementos físicos e computacionais.[10].
Os precursores dos sistemas ciberfísicos podem ser encontrados em diversas áreas, como aeroespacial, automotiva, processos químicos, infraestrutura civil, energia, saúde, manufatura, transporte, entretenimento e eletrodomésticos.[6].
Visão geral
Ao contrário dos sistemas embarcados tradicionais, um CPS completo é normalmente projetado como uma rede de elementos que interagem entre si com entradas e saídas físicas, em vez de dispositivos isolados.[11] A ideia está intimamente ligada aos conceitos de robótica e redes de sensores, que são controladas e supervisionadas por mecanismos de inteligência típicos do campo da Inteligência Artificial. Os avanços contínuos na ciência e na engenharia melhorarão a relação entre os elementos computacionais e físicos que, através de mecanismos inteligentes, aumentarão dramaticamente a adaptabilidade, autonomia, eficácia, funcionalidade, fiabilidade, segurança e usabilidade dos sistemas ciberfísicos.[12]