IoT

di Sabina Simeone

Ha ricevuto il “Best Paper Award” alla conferenza scientifica internazionale ECSA 2020 l’articolo scientifico dal titolo “Decentralized Architecture for Energy-aware Service Assembly” scritto dal prof. Vincenzo Grassi ordinario del DICII- Dipartimento di Ingegneria Civile e Ingegneria Informatica e docente di Fondamenti di Informatica nel corso di laurea in Ingegneria Informatica, con la collaborazione dei colleghi Mauro Caporuscio (Linnaeus University), Mirko D’Angelo (Linnaeus University) e Raffaela Mirandola (Politecnico di Milano).

Il lavoro presenta una metodologia per realizzare applicazioni software in grado di ridurre i consumi energetici legati alla loro esecuzione: come è noto, i consumi di energia causati dall’esecuzione di applicazioni informatiche stanno assumendo un peso sempre più rilevante nel bilancio energetico globale.

Abbiamo chiesto al prof. Grassi di commentare questo premio e il lavoro che ha portato alla pubblicazione.

D.: Applicazioni informatiche: la prima cosa che viene in mente sono le app che tutti scarichiamo sul cell, ma non sono solo queste…

R.: È difficile trovare oggi una qualche attività umana che non faccia uso di servizi e funzioni realizzate tramite strumenti informatici. Quando parlo di applicazioni informatiche intendo in generale tutto questo insieme di servizi. Includono certamente anche le app che usiamo sui nostri smartphone, ma spesso anche queste sono solo la parte terminale di funzioni realizzate da sistemi molto più complessi e distribuiti. Si pensi ad esempio al navigatore che usiamo per orientarci…

Consumi di energia per applicazioni informatiche/bilancio energetico globale: qual è il rapporto? di che grandezze si parla?

Qualunque applicazione informatica ha, alla fine, bisogno di energia (elettrica) per poter essere eseguita. Proprio per la pervasività di queste applicazioni, di cui parlavo sopra, i consumi diretti di energia causati dalla loro esecuzione rappresentano ormai una quota significativa dei consumi energetici globali. Si stima che attualmente questa quota sia tra il 3% e il 4% dei consumi globali, e che possa arrivare fino al 15% nei prossimi venti anni. In termini assoluti – confronta in proposito ScienceDirect -parliamo per il 2020 di circa 2000 Mt-CO2-eq (mega-tonnellate di CO2 equivalente). Contribuire a ridurre questi consumi può quindi avere un impatto importante nel raggiungimento degli obiettivi di risparmio energetico e sostenibilità.

Parlando del vostro lavoro che è stato premiato: di che si tratta? qual è il vostro contributo, la vostra metodologia?

Nel nostro lavoro ci siamo concentrati sulla definizione dell’architettura software di una particolare categoria di applicazioni, quelle che si collocano in ambiti come la cosiddetta Internet of Things (IoT) o gli Smart Environments, e che sfruttano l’esistenza di infrastrutture pervasive di comunicazione e calcolo, come quelle 5G. Sono applicazioni tipicamente costituite tramite l’assemblaggio di molteplici componenti: sensori in grado di catturare vari tipi di parametri ambientali, moduli di raccolta e analisi di queste informazioni, moduli di pianificazione e decisione, e così via. Nel nostro lavoro definiamo una metodologia per assemblare automaticamente questo tipo di applicazioni, facendo uso dei componenti che risultano essere disponibili in un certo ambiente; il nostro procedimento di assemblaggio riesce, tra varie possibili alternative esistenti, a selezionare quella che consente di ottimizzare i consumi energetici. Inoltre, tramite esperimenti, per ora solo di tipo simulativo, abbiamo verificato che questo risparmio energetico non sembra comportare penalizzazioni eccessive di altri parametri di qualità, per esempio la tempestività nel completare le funzioni richieste. Ma questo è un aspetto che stiamo ancora approfondendo nella prosecuzione della nostra ricerca.

ECSA 2020: che cos’è?

ECSA 2020 sta per “European Conference on Software Architecture” (ECSA), la cui 14ma edizione si è tenuta a L’Aquila, dal 14 al 18 settembre 2020. Si tratta di una delle principali conferenze europee sull’architettura del software, il cui scopo è fornire a ricercatori, professionisti ed educatori un contesto dove presentare e discutere i risultati e le esperienze più recenti, innovative e significative nel campo della ricerca e della pratica dell’architettura del software.

Il concetto di “architettura” nell’ingegneria del software ha una valenza analoga a quella che ha per esempio nell’ingegneria civile. Quando diciamo che un edificio è stato realizzato in accordo a un certo stile architetturale, vuol dire che riconosciamo la presenza di regole generali che sono state seguite per determinare i suoi volumi, l’organizzazione dei suoi spazi interni, la sua collocazione nello spazio esterno, e così via. È il disegno a grandi linee dell’edificio. Analogamente, nell’ingegneria del software, l’architettura software si occupa della definizione di regole e linee guida da seguire per determinare ad esempio come le funzionalità offerte vengono distribuite tra vari componenti, come questi interagiscono tra loro. Anche in questo caso, l’attenzione è sul disegno complessivo, più che su singoli dettagli realizzativi.

Gli autori del paper sono tutti italiani, ma alcuni in università straniere…

Dei quattro autori, due lavorano in Università italiane (a parte me, Raffaela Mirandola è prof. associato al Politecnico di Milano), gli altri due, Mauro Caporuscio e Mirko D’Angelo, in Svezia, presso la Linnaeus University. Come tanti altri validissimi ricercatori italiani, non hanno trovato in Italia lo spazio che meritavano. Per il nostro paese, è sicuramente una perdita, anche pensando all’investimento che è stato fatto nella loro formazione (che è evidentemente apprezzata all’estero). A voler pensare anche in positivo, rappresentano comunque un ponte verso altre culture accademiche. C’è da dire che c’è molto di Tor Vergata in questo gruppo di cui ho il piacere di fare parte: Raffaela Mirandola, prima di trasferirsi a Milano è stata per vari anni ricercatrice a Tor Vergata nel mio stesso dipartimento, e Mirko D’Angelo è un nostro laureato magistrale in Ingegneria Informatica.