Notícia

Máquinas, sistemas de controle ciberfísicos e inteligência artificial podem ser decisivos na luta contra as mudanças climáticas

Fonte

UVic | Universidade de Victoria

Data

quarta-feira, 2 fevereiro 2022 07:00

Áreas

Engenharia Ambiental. Inteligência Artificial. Mudanças Climáticas. Sensoriamento Remoto. Tecnologias.

Calor extremo, inundações torrenciais e destrutivas e incêndios florestais assolam o mundo, que está atento aos impactos das mudanças climáticas.

Mas se os humanos vão parar o dano que causaram, provavelmente vão precisar da ajuda de máquinas, sistemas de controle ciberfísicos e inteligência artificial. É neste cenário que se destaca a importância das pesquisas do Dr. Yang Shi, diretor do Laboratório de Controle Aplicado e Processamento de Informações da Universidade de Victoria (UVic), no Canadá.

O foco do Dr. Yang Shi está nos modelos matemáticos e estratégias por trás do controle remoto e monitoramento de sistemas ciberfísicos complexos. Sua pesquisa abrange a teoria que sustenta sistemas de grande escala, como edifícios inteligentes, comunidades e cidades – trabalho que será crucial para garantir o uso eficiente de energia para reduzir as emissões de carbono.

Isso não é apenas uma questão de ter sistemas de refrigeração eficientes em termos de energia, no entanto. Em vez disso, a eficiência energética deve ser incorporada a um projeto que considere ativamente os requisitos de carbono porque há um preço associado ao carbono. “Esse custo precisa ser considerado no controle e otimização individual de cada agente – ou seja, por exemplo, uma única sala ou um pequeno prédio – e o controle e otimização em toda a comunidade”, disse o Dr. Shi, observando que cada camada de tal sistema hierárquico deve ser coordenado com os demais.

Colocando isso em contexto, ele aponta 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 à sua rede – por exemplo, parques eólicos e painéis solares – às vezes haverá um fornecimento intermitente de eletricidade devido às condições climáticas.

Os sistemas de controle remotos com inteligência artificial em que ele está trabalhando podem equilibrar essas flutuações para que essas comunidades usem apenas energia de redes convencionais, muitas vezes produtoras de carbono, quando absolutamente necessário, fornecendo energia de volta a essas redes quando elas têm excesso de energia.

Esses sistemas dinâmicos complexos fazem ajustes em tempo real não apenas com base nos algoritmos de controle criados pelo Dr. Yang Shi e seus colegas, mas no aprendizado de máquina e na inteligência artificial que podem fazer previsões com base nas informações coletadas.

A pesquisa do Dr. Shi tem outras ligações ambientais menos óbvias. Seu trabalho também pode ser usado para coordenar um esquadrão de veículos aéreos não tripulados – drones, por exemplo – a serem usados ​​em conjunto com robôs terrestres para fornecer ajuda urgente em caso de desastres onde as pessoas são isoladas de equipes de emergência, como em um cenário semelhante às inundações catastróficas observadas ultimamente no Brasil e no exterior.

Qualquer que seja a pesquisa em que esteja trabalhando, o professor Yang Shi tem sempre em mente trazer o conhecimento mais recente para a sala de aula e trabalhar em soluções para problemas globais com uma comunidade internacional de cientistas, inclusive nas áreas de pesquisa de engenharia de controle, comunicações e sistemas de energia.

Sistemas ciberfísicos

O que é um sistema ciberfísico complexo? A parte física varia de edifícios individuais ou sistemas de refrigeração e ar condicionado a comunidades interconectadas inteiras, enquanto cibernética se refere a controles e algoritmos de inteligência artificial baseados em nuvem e baseados em aprendizado de máquina, que direcionam o lado físico.

A criação desses sistemas é um empreendimento extremamente complicado que envolve pesquisadores de todo o mundo. É por isso que o Dr. Shi é um especialista frequentemente citado em seu campo, líder nas áreas de sistemas de controle em rede e controles distribuídos, controle preditivo de modelos avançados e sistemas ciberfísicos industriais.

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Victoria (em inglês).

Fonte: Richard Dal Monte, Universidade de Victoria. Imagem: UVic Photo Services.