サイバーフィジカルシステム (CPS)

MATLAB と Simulink を使用してサイバーフィジカルシステム (CPS) を設計する

サイバーフィジカルシステム (CPS) は、複雑な設計システムです。センサー、アクチュエーター、演算処理装置などの計算要素が相互接続されたネットワークを通じて、サイバースペースと物理的な世界を結びつけています。このようなシステムは高度に自動化されており、インテリジェントかつ協調的です。サイバーフィジカルシステム (CPS) は、エネルギー ニュートラルなビル、死亡事故ゼロの高速道路、患者個別化医療機器、スマートシティ、スマート マニュファクチャリングなどに適用されています。

サイバーフィジカルシステム (CPS) の設計が難しいのは、以下の理由によります。

  • 物理的要素で接続された広大なネットワークや IT 環境には、制御、通信、アナログ物理、デジタル物理、ロジック、ソフトウェア工学など、複数の領域が存在する。
  • 物理的な世界との相互作用は、時間や状況に応じて大きく変化する。

サイバーフィジカルシステム (CPS) を正確に設計するには、このような変動性を捉えるマルチドメインモデルの使用が重要です。

サイバーフィジカルシステム (CPS) の情報領域をモデル化するには、 MATLAB®Simulink®Stateflow®、および関連製品 (Control System Toolbox™Communications Toolbox™Signal Processing Toolbox™Computer Vision Toolbox™Deep Learning Toolbox™Statistics and Machine Learning Toolbox™Reinforcement Learning Toolbox™ など) が利用できます。また、Simscape™ では物理的な動作を、SimEvents™ ではイベント駆動型の動作やメッセージベースの動作をモデル化できます。

上記の製品を使用すると、複数の領域と忠実度にわたるシステムレベルの設計が可能になります。

以下の資料では、サイバーフィジカルシステム (CPS) の設計に活用できる MATLAB と Simulink の機能について詳しく紹介しています。




参考: モデルベースデザイン, 実験計画法, メカトロニクス, リアルタイム シミュレーション, 無線通信, ステレオビジョン, 抽象的解釈, 解析解, 形式的検証, ロボット プログラミング, CAN ネットワーク通信, モデルチェックによる制御合成, スマート緊急事態対応システム