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Os Sistemas Ciber-físicos (CPS) são caracterizados pela estreita integração e coordenação entre a computação embarcada e as variáveis físicas, que interagem com o sistema por meio de sensores e atuadores.Tais sistemas possuem por uma forte interação entre os dispositivos eletromecânicos,presentes em uma determinada aplicação, e o sistema computacional embarcado. Cyber Physical Systems (CPS) são sistemas automatizados que permitem a conexão das operações da realidade física com infraestruturas de computação e comunicação. Ao contrário dos sistemas embarcados tradicionais,que são projetados como dispositivos autônomos, o foco no CPS está na rede de vários dispositivos. O CPS, acompanha a tendência de ter informações e serviços em todos os lugares. São sistemas conectados em rede que se comunicam entre si e usam sensores para capturar informação sobre o que está acontecendo no mundo físico, interpretam esses dados e os disponibilizam em serviços de rede, ao mesmo tempo que usam atuadores que influenciam diretamente os processos no ambiente físico e controlam o comportamento de dispositivos, objetos e serviços. Os sistemas ciber-físicos estão dando origem à soluções não apenas inovadoras, como também genuinamente revolucionárias. Eles migram a inteligência dos operadores humanos para locais remotos e permitem que eles concentrem os esforços em raciocínio de alto nível e tomadas de decisão. Cabe ressaltar que, e os seres humanos não devem ser desligados dos processos de produção, mas sim devem ter um papel cada vez mais importante, desta maneira, se define uma nova forma de cooperação entre as máquinas e seres humanos. Eles permitem muitas funcionalidades inovadoras através da sua rede e acesso ao mundo cibernético, alterando significativamente o nosso dia a dia. Nesse contexto, novos modelos de negócios, processos de trabalho e métodos de desenvolvimento que atualmente são inimagináveis surgirão. Essas mudanças também influenciarão fortemente a sociedade e as pessoas. A vida familiar, globalização, mercados, etc. terão que ser redefinidos. No entanto, a Indústria 4.0 mostra simultaneamente características que representam os desafios em relação ao desenvolvimento de sistemas ciber-físicos, tais como: confiabilidade, segurança e proteção de dados. Como um exemplo ilustrativo de um sistema ciber-físico, considere uma equipe de robôs móveis e autônomos, encarregados da identificação e recuperação de um alvo dentro de uma casa com uma planta baixa desconhecida. Para realizar essa tarefa, cada robô deve estar equipado com vários sensores que coletam as informações relevantes sobre o mundo físico. Exemplos de sensores onde incluem um receptor GPS (para rastrear a localização de um robô), uma câmera (para tirar fotos dos arredores) e um sensor térmico infravermelho (para detectar a presença de seres humanos). Um problema computacional chave, então, é construir um mapa global da casa baseado em todos os dados coletados, e isso requer que os robôs troquem informações usando links sem fio de maneira coordenada. O conhecimento atual das posições dos robôs, obstáculos e alvo podem ser usados para determinar um plano de movimento para cada um dos robôs. Esse plano de movimento inclui comandos de alto nível para cada um dos robôs na forma: “se mover na direção noroeste a uma velocidade constante de 5 km/h”. Essa diretiva precisa ser traduzida para entradas de controle de baixo nível para os motores, controlando o movimento do robô. Os objetivos do projeto incluem: operação segura (por exemplo, um robô não deve se deparar com obstáculos ou outros robôs), conclusão da missão (por exemplo, o alvo deve ser encontrado) e estabilidade física (por exemplo, cada robô deve ser estável como um sistema dinâmico). A construção do sistema multi-robôs para atender à esses objetivos, requer o desenho de estratégias para controle, computação e comunicação de maneira sinérgica. Apesar de algumas formas de sistemas ciber-físicos serem usados na indústria desde os anos 80, só recentemente a tecnologia para processadores, comunicação sem fio e sensores amadureceu para permitir a produção de componentes com recursos impressionantes a um baixo custo. Compreender todo o potencial dessas plataformas de computação requer avanços em ferramentas e metodologia para a construção de sistemas ciber-físicos confiáveis. Esse desafio de desenvolver uma abordagem sistêmica para integrar o projeto de controle, computação e comunicação provou ser o catalisador para o surgimento de uma disciplina acadêmica distinta..

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Os Sistemas Ciber-físicos (CPS) são caracterizados pela estreita integração e coordenação entre a computação embarcada e as variáveis físicas, que interagem com o sistema por meio de sensores e atuadores.Tais sistemas possuem por uma forte interação entre os dispositivos eletromecânicos,presentes em uma determinada aplicação, e o sistema computacional embarcado. Cyber Physical Systems (CPS) são sistemas automatizados que permitem a conexão das operações da realidade física com infraestruturas de computação e comunicação. Ao contrário dos sistemas embarcados tradicionais,que são projetados como dispositivos autônomos, o foco no CPS está na rede de vários dispositivos. O CPS, acompanha a tendência de ter informações e serviços em todos os lugares. São sistemas conectados em rede que se comunicam entre si e usam sensores para capturar informação sobre o que está acontecendo no mundo físico, interpretam esses dados e os disponibilizam em serviços de rede, ao mesmo tempo que usam atuadores que influenciam diretamente os processos no ambiente físico e controlam o comportamento de dispositivos, objetos e serviços. Os sistemas ciber-físicos estão dando origem à soluções não apenas inovadoras, como também genuinamente revolucionárias. Eles migram a inteligência dos operadores humanos para locais remotos e permitem que eles concentrem os esforços em raciocínio de alto nível e tomadas de decisão. Cabe ressaltar que, e os seres humanos não devem ser desligados dos processos de produção, mas sim devem ter um papel cada vez mais importante, desta maneira, se define uma nova forma de cooperação entre as máquinas e seres humanos. Eles permitem muitas funcionalidades inovadoras através da sua rede e acesso ao mundo cibernético, alterando significativamente o nosso dia a dia. Nesse contexto, novos modelos de negócios, processos de trabalho e métodos de desenvolvimento que atualmente são inimagináveis surgirão. Essas mudanças também influenciarão fortemente a sociedade e as pessoas. A vida familiar, globalização, mercados, etc. terão que ser redefinidos. No entanto, a Indústria 4.0 mostra simultaneamente características que representam os desafios em relação ao desenvolvimento de sistemas ciber-físicos, tais como: confiabilidade, segurança e proteção de dados. Como um exemplo ilustrativo de um sistema ciber-físico, considere uma equipe de robôs móveis e autônomos, encarregados da identificação e recuperação de um alvo dentro de uma casa com uma planta baixa desconhecida. Para realizar essa tarefa, cada robô deve estar equipado com vários sensores que coletam as informações relevantes sobre o mundo físico. Exemplos de sensores onde incluem um receptor GPS (para rastrear a localização de um robô), uma câmera (para tirar fotos dos arredores) e um sensor térmico infravermelho (para detectar a presença de seres humanos). Um problema computacional chave, então, é construir um mapa global da casa baseado em todos os dados coletados, e isso requer que os robôs troquem informações usando links sem fio de maneira coordenada. O conhecimento atual das posições dos robôs, obstáculos e alvo podem ser usados para determinar um plano de movimento para cada um dos robôs. Esse plano de movimento inclui comandos de alto nível para cada um dos robôs na forma: “se mover na direção noroeste a uma velocidade constante de 5 km/h”. Essa diretiva precisa ser traduzida para entradas de controle de baixo nível para os motores, controlando o movimento do robô. 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