CISTER/INESC Porto LA ajuda a criar cidades inteligentes
projeto inovador de monitorização ambiental e de estruturas
O Centro de Investigação em Sistemas Confiáveis e de Tempo-Real (CISTER) do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP) e Unidade Associada do INESC Porto Laboratório Associado está envolvido num projeto europeu que tem como objetivo criar cidades inteligentes. Dotada de sensores e software de comunicação desenvolvido pelo CISTER, a tecnologia EMMON (EMbedded MONitoring - Advanced Research into Large Scale Wireless Sensor Networks) pode ser aplicada não só à monitorização de estruturas (pontes, edifícios, etc.), permitindo perceber o nível de degradação das mesmas, mas também à análise de fluxos de pessoas e veículos, e à monitorização ambiental através, por exemplo, da medição de níveis de dióxido de carbono. Projeto multifacetado com início em 2009, o EMMON tem uma duração de três anos e apresentou recentemente os primeiros resultados.
Um projeto inovador
O projeto EMMON surgiu na sequência do trabalho científico e técnico que tem vindo a ser desenvolvido pelo CISTER na área das Redes Sensoriais Sem Fios, e de sinergias existentes entre o CISTER e a empresa Critical Software. As potencialidades do EMMON são vastas. A tecnologia do projeto permite saber, em tempo real, por exemplo, os níveis de dióxido de carbono de cada artéria da cidade, podendo ser utilizada para controlar os semáforos. Deste modo, é possível desviar o tráfego e reduzir os pontos de concentração de veículos. A tecnologia desenvolvida permite ainda monitorizar os edifícios ou saber exatamente a temperatura de uma sala de espetáculos, fila a fila.
Sendo um projeto do programa estratégico europeu ARTEMIS, o EMMON consegue ir para além da investigação teórica, demonstrando a aplicabilidade das tecnologias desenvolvidas. A acrescer ao trabalho científico de base, estão a ser desenvolvidas as tecnologias e as ferramentas que permitem demonstrar protótipos funcionais e consequentemente facilitar a transferência de tecnologia e exploração de resultados, algo que o CISTER considera uma imensa mais-valia.
“A maior parte das pessoas já se apercebeu da grande revolução das TIC [Tecnologias de Informação e Comunicação] e como elas têm vindo a alterar o nosso dia a dia. Uma dessas revoluções vem da tendência crescente de instrumentar e interagir com o mundo físico através de sensores e actuadores, criando os chamados ‘ambientes inteligentes’”, explica Mário Alves, investigador responsável pelo projeto no CISTER. Ao disponibilizar “tecnologias de redes sensoriais sem fios para sistemas de monitorização numa escala e densidade nunca antes conseguidas”, realça, o EMMON é um projeto altamente inovador que procura potenciar as cidades inteligentes.
Os desafios e benefícios de um projeto multidisciplinar
“Um dos grandes desafios da disponibilização de redes de sensores em larga escala”, esclarece o responsável, “tem que ver com a escalabilidade do sistema versus o seu consumo energético”. Portanto, “à medida que a rede aumenta largamente o número de nós, os custos (energéticos) de comunicação tornam-se proibitivos e a largura de banda bastante escassa. Desta forma, é necessário desenvolver tecnologias de comunicação que consigam agregar e processar a informação, reduzindo de forma substancial estes custos. É esta uma das maiores inovações que suportam este projeto”, adianta Mário Alves.
O EMMON teve início em março de 2009 e tem uma duração de 36 meses. De acordo com o responsável do projeto no CISTER, “a arquitetura base do sistema, bem como as tecnologias mais importantes, encontram-se já desenvolvidas e foram inclusivamente validadas através da maior rede de sensores sem fios da Europa, na qual foi demonstrado um protótipo funcional que permitiu fornecer informação detalhada e em tempo-real sobre diversos parâmetros físicos (tais como temperatura, humidade e luminosidade) ao utilizador”, declara. Podendo ser aplicada, por exemplo, em salas de espetáculos ou em estações de metro, a tecnologia permite direcionar as saídas do ar condicionado para o sítio certo, na hora certa, de acordo com os fluxos de pessoas, o que possibilita uma substancial melhoria da eficiência energética dos edifícios.
Mas quais os desafios e benefícios de um projeto deste tipo? De acordo com Mário Alves, “o mais difícil foi desenvolver a tecnologia. No entanto, a partir de agora a sua aplicação pode ser concretizada de acordo com os mais diferentes interesses, nos mais variados domínios”. Um projeto multidisciplinar, o EMMON pode ainda monitorizar as estruturas dos edifícios, centros de dados, bem como pontes ou túneis, “permitindo o lançamento automático de alertas no caso de degradação daquelas infraestruturas, e desencadear intervenções preventivas que poderão evitar potenciais desastres”, revela o responsável. Mas o EMMON não se esgota na monitorização de estruturas. Ao possibilitar a monitorização das condições ambientais, pode servir para o controlo dos semáforos de uma cidade, desviando o tráfego para outras zonas de modo a reduzir os pontos de concentração e os níveis de dióxido de carbono. Portanto, além dos benefícios ao nível de segurança, são claros os benefícios ambientais.
O papel do CISTER no projeto
O projeto EMMON envolve vários parceiros, sendo a empresa Critical Software (coordenador) e o SESM (Centro di Ricerca e Sviluppo precompetitivo, Itália) do grupo Finmeccanica os principais parceiros industriais, enquanto o CISTER e a Trinity College Dublin (Irlanda) são os principais parceiros académicos. O CISTER em particular desempenha um papel preponderante no projeto EMMON, onde, para além de liderar todo o trabalho relacionado com a rede de sensores, é ainda responsável pelo Work Package de Investigação nos Protocolos e Sistemas de Comunicação.
Como principal parceiro na especificação e desenvolvimento da arquitetura da rede de sensores, o CISTER definiu os protocolos de comunicação subjacentes à mesma. Para isso, “o know-how, experiência, dimensão e reconhecimento internacional do CISTER nesta área foram preponderantes para assumir e desempenhar este papel”, afirma Mário Alves, em jeito de conclusão.
De relembrar que o CISTER é o membro mais recente do INESC Porto LA, como Unidade Associada, tendo a sua ligação sido formalizada no dia 16 de fevereiro aquando da Assinatura do Memorando de Entendimento entre o INESC Porto e o ISEP. O CISTER obteve a classificação de ‘Excelente’ em consecutivas avaliações internacionais promovidas pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) e dedica-se à análise, projeto e implementação de sistemas computacionais embebidos e de tempo real, com ênfase em redes de comunicação, redes de sensores, linguagens de programação, sistemas operativos e sistemas multiprocessador.
