Prof. Kamil Staniec, to bohater kolejnego odcinka serialu PWr „Nauka do potęgi”. Naukowiec zajmuje się bezprzewodowymi sieciami sensorowymi (WSN), systemami Internetu Rzeczy (IoT), modelowaniem propagacji fal radiowych i modelowaniem bezprzewodowych sieci krótkozasięgowych WLAN.

Prof. Kamil Staniec jest specjalistą w dziedzinie informatyka techniczna i telekomunikacja, wykładowcą na Wydziale Informatyki i Telekomunikacji PWr.

Maksymalny komfort życia

Maksymalny komfort i minimalne wykorzystanie zasobów to dwa fundamenty, na których opiera się idea budowy współczesnego miasta. Jeśli porównamy je do żywego organizmu, to o jego sprawnym funkcjonowaniu nie decydują budynki ze stali i szkła, lecz krwioobieg, którym są zaawansowane systemy rozprowadzania wody, powietrza czy energii. Pod powierzchnią tętniących życiem ulic kryje się świat instalacji i wspomagających je bezprzewodowych sieci sensorowych, nieustannie kontrolujących miejskie środowisko.

– Stanisław Lem podał wizję świata, w którym istnieją pewne maszyny – roboty odpowiadające za to, żeby spełniać nasze zachcianki, sczytywać nasze pragnienia, po to żeby człowiek mógł ewoluować szybciej i sprawniej. Inżynieria dąży do tego, żeby zjawiska fizyczne „przerobić” na służbę człowiekowi, czyli okiełznać je do tego stopnia, żebyśmy byli w stanie zrobić z nich konkretny użytek – opowiada w filmie młody naukowiec.

Kontroluj i modeluj

Zauważono, że jeżeli kontrolujemy urządzenia, które nam mierzą nasze środowisko, możemy modelować zjawiska, które są wokół nas. Sam czujnik, sam licznik jeszcze nam niewiele wnosi. Ale jeżeli już zaczynają ze sobą „rozmawiać”, jeżeli jesteśmy w stanie upakować gęsto czujniki w jakimś środowisku, to jesteśmy w stanie poznać dynamikę danego zjawiska – lepiej je zrozumieć. I tak powstały bezprzewodowe sieci sensorowe.

W roku 2011 podczas Targów Hanowerskich poświęconych rozwojowi przemysłu, przedstawiono koncepcję opisującą Przemysł 4.0. Idea ta łączyła rzeczywisty świat maszyn ze światem wirtualnym internetu.

Typowy do tej pory linearny proces pozyskiwania i przetwarzania informacji, a następnie podejmowania decyzji przez człowieka, został zastąpiony przez w pełni niezależny system, który stale uczy się i samodzielnie wybiera najlepsze opcje.

Podstawą rewolucji jest Internet Rzeczy, czyli sieć komunikujących się urządzeń wyposażonych w czujniki, liczniki i mierniki. Zebrane przez nie dane analizowane są w obrębie tak zwanej inteligencji brzegowej, a następnie przekształcane w wytyczne do działania.

Sztuczna inteligencja

Dzięki sztucznej inteligencji i chmurom obliczeniowym urządzenia podejmują optymalne decyzje. Wzrost ich efektywności to nie tylko wzrost efektywności gospodarki, ale również zmniejszenie śladu węglowego.

Według prof. Kamila Stańca w Internecie Rzeczy przede wszystkim dojrzano pewną bardzo wielką wartość utylitarną. Na przykład: jaki jest charakter dobowy zużycia jakichś mediów konsumenckich, typu: energia, gaz, woda. Do czego to nam służy? Do optymalizowania ich produkcji, a więc jest tutaj taki silny akcent proekologiczny. Służy to też naszemu komfortowi, dlatego że niektóre mierniki, liczniki są po prostu tylko po to, żeby nam uprzyjemniać życie. I np. regulują nam temperaturę, oświetlenie, nawet rodzaj muzyki czy tło szumowe, wilgotność.

– Oczywiście gdzie są korzyści, są i zagrożenia. Mamy coraz więcej systemów, które działają w tej samej przestrzeni częstotliwościowej, zwanej widmem. Ten sam sygnał rozchodzi się wieloma ścieżkami i do odbiornika dociera jako seria impulsów. Nie dość, że dostaje swój pożądany sygnał i jeszcze masę innych zakłócających, to jeszcze ten pożądany sygnał pojawia się w wielu kopiach wskutek propagacji wielodrogowej. Każdy odbiornik odbiera także transmisje przeznaczone nie dla siebie, które dla niego są po prostu zakłóceniami, szumem – opowiada naukowiec.

Internet Rzeczy dla naszego dobra

Zdaniem badacza może być tak, że wszystkie nasze wspaniałe plany i zamierzenia odnośnie Internetu Rzeczy – inteligentne tło, poprawa komfortu życia – rozbiją się o fizykę. Dlatego moje badania zmierzają do tego, żeby bardziej świadomie używać promieniujących systemów bezprzewodowych Internetu Rzeczy. Dla dobra nas wszystkich i dla sprawnego działania tych systemów.

– To jest sens nauki, inżynierii – poznawanie problemu. Zadaniem nauki jest zbadać mechanizmy rządzące tym problemem, bo jak już znamy te mechanizmy, potrafimy je nazwać – to właściwie jest to klucz do rozwiązania problemu – uważa profesor.

Pozostałe odcinku serialu Nauka do potęgi możecie obejrzeć tutaj:

ula