"사이버-물리 시스템"에 빛을 비추다

요즘에는 사이버 물리 시스템에 대해 자주 듣는다 . 그러나 주제에 관해 읽어 보면, 그러한 시스템이 분산 및 / 또는 임베디드 시스템과 어떻게 다른지 불분명합니다. Wikipedia 자체의 예는 전통적인 분산 시스템처럼 보이게합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

이러한 시스템의 실제 예는 로봇 팀이 토마토 식물 정원을 만드는 MIT의 분산 로봇 정원입니다. 이 시스템은 분산 감지 (각 플랜트에는 상태를 모니터링하는 센서 노드가 장착 됨), 탐색, 조작 및 무선 네트워킹이 결합되어 있습니다.

분명히 모든 분산 시스템은 감지, 작동 (탐색을 쉽게 포함 할 수 있음) 및 네트워킹으로 구성됩니다.

제 질문은 사이버 물리 시스템이 기존 분산 시스템과 정확히 어떻게 다릅니 까? 그것은 단지 멋진 이름입니까, 아니면 상당히 다른 것이 있습니까?

Wikipedia 기사에 링크 된 기사 중 일부를 읽으면서 @Theran에 정중하게 동의하지 않을 것입니다 . 비록 Wikipedia가 그 일을 제대로 수행하지 못하더라도 그 차이는 상당히 근거가있는 것 같습니다.

임베디드 시스템 (ES) 이라는 용어 는 60 년대부터 사용되어 왔으며 비행기에서 Furby에 이르기까지 모든 것을 가리킬 수 있습니다. 나는 용어 생각 사이버 물리 시스템 (CPS)는 전통적으로 생각하는 것을 구별하기 위해 만들어 낸 한과 매우 잘 정의 및 제약 도메인에서 작동 임베디드 시스템, 즉 폐쇄 루프, 네트워크에 연결되지 않은 "상자"로 물리적 시스템에 영향을 미치는 제한된 전력. 반면에 CPS는 전 세계적으로 생각 한다는 개념을 구체화하고 , 지역적으로 행동합니다 ( Patrick Geddes에 대한 사과 ). 더 넓은 네트워크의 엔티티.

많은 로봇 응용 프로그램이이 정의에 적합하기 때문에 사이버 물리 시스템이라고 할 수 있지만 대부분은 그렇지 않습니다. MIT의 로봇 식 정원에서 명예를주는 것은 로봇 이 더 넓은 분산 시스템 (PDF)의 일부 라는 사실입니다 . 센서가 장착 된 플랜트는 로봇에게 물을 공급하거나 다른 서비스를 요청할시기를 결정하는 반면, 로봇은 그 요청을 수행 할 대상을 결정하는 로봇입니다. 더욱이, 모든 CPS가 예를 들어 지능형 전력망과 같은 "로보 틱"으로 생각되는 것은 아니다.

@Theran이 지적했듯이 Cybernetics 는 제어 시스템 연구에 참여하고 있으며 CPS 연구의 핵심 부분을 구성 할뿐만 아니라 수학, 경제 및 사회학과 같은 분야에서 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다.

UC Berkeley의 Edward Lee의 사이버 물리 시스템 (PDF) 에 대한 이 보고서 는 CPS가 동일한 제약 조건 (실시간 기능, 안정성)과 몇 가지 추가 기능을 갖춘 임베디드 시스템의 진화에서 다음 단계임을 분명히 보여줍니다. 그들 (견고성, 적응성, 지능, 상호 연결성). 따라서 CPS 분야는 부분적으로 하드 및 소프트웨어 아키텍처에 대한 완전히 새로운 접근 방식을 개발하는 것과 관련이 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

그러나 CPS 시스템이 완전히 잠재력을 발휘하기 위해서는 근본적으로 새로운 기술이 필요하다고 생각합니다. [...] 상향식 접근 방식 중 하나는 정밀한 타이밍을 제공하기 위해 컴퓨터 아키텍처를 수정하는 것입니다. 업 접근 방식은 모델 기반 설계의 개념에 중점을 둔 하향식 솔루션입니다. [...]이 접근 방식에서 "프로그램"은 관심있는 시스템 동작을 나타내는 "모델"로 대체됩니다. 모델에서 소프트웨어가 합성됩니다.

Lee의 생각은 Georgia Tech의 Wayne Wolf 가이 임베디드 컴퓨팅 칼럼 (PDF)에 반영합니다.

결국, 우리는 오랫동안 컴퓨터에 물건을 부착했습니다. 왜 우리가 몇 년 동안했던 일을 설명하기 위해 새로운 용어가 필요합니까? [...] 우리는 컴퓨터 기반 제어 시스템을 설계하는 방법을 알려주는 놀랍게도 작은 이론을 가지고 있습니다. 사이버 물리 시스템 이론은이 결함을 바로 잡으려고합니다. [...] 사이버 물리 시스템은 실시간으로 실제 세계와 적극적으로 참여하고 실제 에너지를 소비합니다. 이를 위해서는 컴퓨팅에 대한 큰 변화 인 물리적 행위로서 컴퓨팅에 대한 새로운 이해가 필요합니다.

CPS가 "단순한"임베디드 시스템과 어떻게 다른지에 대한 좋은 견해를 보려면 두 기사를 모두 읽는 것이 좋습니다. Cyberphysicalsystems.org 의 홈페이지에는 CPS 개발과 관련된 여러 측면을 잘 보여주는 CPS의 개념 맵이 있습니다.

용어의 기원에 관해서는 내가 찾은 소스 중 어느 것도 누구에게도 귀속되지 않았습니다. 많은 논문들이 그것을 최초로 사용하는 것이 아니라 명확하게 그 내용을 정의하지 않았습니다. 이 용어는 2006 년에 문학에서 처음으로 자랐지 만, 그때까지 미국 국립 과학 재단 (National Science Foundation)은 이미 사이버 물리 시스템에 관한 워크샵을 조직하여 그 용어가 이미 그 때까지 사용되고 있음을 시사합니다.

그것은 단지 공상적이고 어색한 이름입니다. 로봇 공학, 사이버네틱스, 임베디드 시스템, 제어 시스템 등으로도 알려져 있습니다. 다른 관련 범주의 의미 또는 특이성에 약간의 불만이 있다고 생각합니다.

• 로봇 공학-사람들이 로버 및 산업 자재 취급 장비를 생각하게합니다.
• 임베디드 시스템-너무 구체적이지 않고 버튼과 디스플레이 외부의 세계와 물리적으로 상호 작용할 필요는 없습니다.
• 제어 시스템-대부분 결정적이고 분산되지 않은 제어 루프를 나타내는 데 사용됩니다. Z 변환이 많고 AI가 적습니다.
• 사이버네틱스-아마도 가장 가까운 의미이지만, 시간이 지남에 따라 사이버 엑스는 원래의 제어 시스템의 의미가 아닌 순수한 가상 (사이버 스페이스, 사이버 보안 등)을 의미하게되었습니다. 따라서 사람들에게 이것이 단순한 비트가 아닌 원자를 포함한다는 것을 상기시키기 위해 다소 중복적인 "물리적"을 고수 할 필요가있다.