Itsetietoisuus parantaa tietoteknisten järjestelmien luotettavuutta (Väitös: MSc Maximilian Götzinger, 8.10.2021, tietotekniikka)
Kyberfyysiset järjestelmät (engl. cyber-physical systems, CPS) tarvitsevat kattavaa tietoa itsestään ja ympäristöstään kyetäkseen tekemään rationaalisia päätöksiä ja ohjaamaan toimintaansa. MSc Maximilian Götzingerin väitöstutkimuksen mukaan tietoteknisten järjestelmien itsetietoisuus parantaa niiden monitorointikykyä ja takaa toiminnan luotettavuuden myös virheellisen datan ilmaantuessa.
Kyberfyysisissä järjestelmissä älykkäät tietotekniset ratkaisut yhdistyvät fyysisiin laitteisiin. CPS-järjestelmät ovat tärkeitä monilla tekniikan aloilla, joilla hyödynnetään ennakoivia autonomisia koneita ja laitteita. CPS-teknologiaa sovelletaan laajasti esimerkiksi itseohjautuvissa autoissa, liikennevalvonnassa, tehtaissa, telekommunikaatiossa, älykkäissä sähköverkoissa ja terveydenhuollossa. Euroopan tiedeneuvosto on asettanut älykkäät CPS-järjestelmät yhdeksi tutkimusprioriteetikseen. CPS-järjestelmiin kohdistuu nykyään entistä enemmän vaatimuksia liittyen itseohjautuvuuteen, luotettavuuteen, kestävyyteen ja suorituskykyyn.
- Näitä järjestelmiä rajoittaa muun muassa puutteellinen tai väärä informaatio omasta itsestään ja ympäristöstään. Informaatio on järjestelmille tärkeää, jotta ne osaavat toimia ja reagoida eri tilanteissa. Tämä tieto tulee kuitenkin lähinnä sensorien mittaamista fyysisistä ominaisuuksista, jotka eivät aina ole täysin täsmällisiä. Sensorit voivat esimerkiksi vahingoittua käytössä. Tällöin järjestelmä ei saa oikeaa kuvaa omasta toiminnastaan ja saattaa tehdä vääriä ratkaisuja, Götzinger kertoo.
Väitöstutkimus osoittaa, että tietoteknisen järjestelmän itsetietoisuus auttaa sitä selvittämään esimerkiksi korruptoituneen sensorisen datan aiheuttamat monitorointiongelmat. Götzingerin mukaan etenkin järjestelmän varmuus, ominaisuuksien erottaminen ja datan luotettavuus voivat parantaa järjestelmien monitorointikykyä kestävyyden ja luotettavuuden arvioinnissa.
Väitöskirjan ensimmäinen case-tutkimus liittyi terveydenhuollon mobiilijärjestelmään, joka monitoroi potilaan vitaaliparametrejä, laski pistemäärän ilmaisemaan potilaan terveydentilaa ja hälytti, kun potilaan tila huononi. Toinen case tutki tilamonitorointijärjestelmää, joka valvoi toista tuntematonta järjestelmää (musta laatikko) määritelläkseen sen tilan ja toimivuuden. Molempien case-tutkimusten kokeet sisälsivät virheellistä dataa, mutta itsetietoiset menetelmät mahdollistivat molempien järjestelmien oikean päätöksenteon ja sen mukaisen toiminnan.
***
MSc Maximilian Götzinger esittää väitöskirjansa ”Self-Aware Reliable Monitoring” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 8.10.2021 klo 12.00. Väitöstilaisuutta voi seurata etänä.
Vastaväittäjänä toimii professori Selma Saidi (Technical University of Dortmund, Saksa) ja kustoksena professori Pasi Liljeberg (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on tietotekniikka.
Turun yliopisto seuraa aktiivisesti koronavirustilannetta ja viranomaisten ohjeita. Yliopisto päivittää ohjeitaan tilanteen mukaan. Ohjeet ja linkit löytyvät osoitteesta: utu.fi/koronavirus
Väittelijän yhteystiedot: maxgot@utu.fi
