Smarta verktyg hindrar uppkopplade prylar från att krasha

Tänk om ett datorsystem som styr elöverföring kunde se att ett avbrott är på gång och koppla om distributionen innan avbrottet inträffar och orsakar problem. Det är ett exempel på idéerna bakom så kallade självanpassande system – system som kan förändra sin struktur eller optimera sitt beteende för att exempelvis hantera ändrade förhållanden i den miljö där de verkar.

Ett sätt att uppnå självanpassning är att använda en så kallad återkopplingsslinga (feedback loop) som övervakar situationen, drar slutsatser om förändringarna och anpassar systemet för att uppfylla dess mål. Ett exempel är en internetuppkopplad applikation med sensorer som övervakar till exempel temperaturer. De datapaket som appen skickar till användaren kan gå förlorade på grund av dåligt väder, wi-fi-störningar med mera. Återkopplingsslingan placeras som ett lager utanpå applikationen och innehåller funktioner som kan öka eller minska signalstyrkan optimalt.

Modeller och simuleringar drar slutsatser
En av forskarna inom området är Muhammad Usman Iftikhar, som nyligen doktorerade vid Linnéuniversitetet med avhandlingen En modellbaserad metod för att utveckla självadaptiva system med garantier. Hans forskning handlar om hur man effektivt kan skapa garantier i självanpassande system, det vill säga, kan systemet uppnå sina mål?

– Jag har bidragit till denna utveckling med så kallade exekverbara formella modeller av återkopplingsslingan. Dessa är matematiska modeller som används för att noggrant specificera och verifiera hur programvaror uppför sig. Ett annat av mina nya bidrag till forskningen inom området är att använda simulering i realtid och statistiska modeller för att dra slutsatser om förändringar i miljön. Detta stöder avvägningar mellan tillgängliga resurser och den noggrannhet i resultaten som krävs, säger Usman Iftikhar.

Praktiskt i vardagen
Självanpassning kan användas i såväl storskaliga som småskaliga system och det är inte svårt att hitta exempel där det kan ha stor inverkan på vardagslivet.

– Ett exempel är att vi tillämpade självanpassning i ett system som ger hälsostöd till äldre i deras hem på distans, säger Usman Iftikhar.

Usman kom från Pakistan till Växjö 2009, tog sin andra masterexamen i datavetenskap och blev sedan doktorand. Hans plan är att fortsätta forska, med fokus på att använda algoritmer för maskininlärning för att hitta de bästa alternativen för anpassning bland de tusentals som kan vara tillgängliga.

– Jag inspireras av de utmaningar man står inför under forskningen. Ibland når man resultat och ibland drar man andra lärdomar. Forskningen slutar aldrig. Vi fortsätter att bygga lösningar för verkliga världsproblem och det, tycker jag, är det mest spännande med att forska, avslutar Usman Iftikhar.

Kontakt:
Muhammad Usman Iftikhar, forskningsamanuens, Linnéuniversitetet, usman.iftikhar@lnu.se, 070-044 53 50