Väitös tietotekniikan alalta, DI Asad Javed

Esineiden internetin (IoT) tekninen kehitys älykkäissä kaupunkiympäristöissä on johtanut tiedon määrän kasvuun, kuten myös tiedon laatu- ja nopeusvaatimusten kasvuun. Sen vuoksi IoT-järjestelmien tarvitsee käsitellä, hallita ja tallentaa suuria määriä reaaliaikaista dataa lähempänä datan lähteitä, mikä tunnetaan myös reunalaskentana (Edge Computing). Joskus reunalaskennan teho ei riitä, jolloin laskentaa on siirrettävä taustajärjestelmään eli pilvipalveluun, jossa on tarjolla enemmän laskentatehoa, muistia ja tallennustilaa. Tällöin voidaan kärsiä muutamista järjestelmän heikkouksista, joita ovat viipeet tietoliikenteessä sekä puutteet kaistanleveydessä, turvallisuudessa ja luotettavuudessa. Nämä heikkoudet voivat estää laskennan ja tiedon siirtämisen, sillä niistä voi muodostua ongelma, jos käytetään erillisiä ratkaisuja reuna- ja pilvilaskennassa eikä vikasietoista ja skaalautuvaa yhteistä ratkaisua.

Tässä tutkimuksessa käsitellään älykkään kaupungin sovellusten skaalautuvuutta ja vikasietoisuutta. Tutkimuksen yleistavoitteena on varmistaa se, että siihen pohjautuvat sovellukset ovat vikasietoisia ja skaalautuvat käyttäjien lisääntyviä vaatimuksia vastaaviksi. Kolme tavoitteeseen liittyvää tutkimuskysymystä selventää sen merkittävimpiä haasteita: (i) Miten IoT-sanomavälitysstandardit mahdollistavat laitedatan havaitsemisen ja käsittelyn reaaliajassa? (ii) Mikä on reunalaskennan rooli skaalautuvassa ja dynaamisesti muuttuvassa ympäristössä? (iii) Miten reuna- ja pilvilaskenta tarjoavat yhdessä vikasietoisuutta? Tämä tutkimus esittelee uusia tekniikoita, jolla järjestelmästä löydettyjä esteitä madallettiin. Nämä tutkimustulokset varmennettiin kokeellisesti muutaman eri käyttötilanteen avulla. Tutkimustulokset osoittavat, että reuna- ja pilvitekniikoiden avulla luodut ratkaisut antavat järjestelmään skaalautuvuutta, pienentävät verkkoviivettä ja osaavat käsitellä verkko- ja laitevirheitä. Tutkimuksen käytännön vaikuttavuus liittyy älykaupunkiympäristöihin, koska se mahdollistaa osaltaan tiedon ja tekniikan soveltamista taloudellisen hyödyn, kestävän kehityksen ja ihmisten elämänlaadun parantamiseksi.

Vastaväittäjä: professori Jim Dowling, KTH Royal Institute of Technology, Ruotsi

Kustos: professori Kary Främling, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, Tietotekniikan laitos

Väittelijän yhteystiedot: [email protected]

Väitöstilaisuus järjestetään kampuksella ja Zoomissa. Linkki tilaisuuteen

Väitöskirja on julkisesti nähtävillä 10 päivää ennen väitöstä Aalto-yliopiston julkaisuarkiston verkkoriiputussivulla.

Elektroninen väitöskirja