Un thermostat domestique crée automatiquement un environnement confortable pour ses occupants. Une machine à laver envoie un SMS lorsque son cycle est terminé. Les lumières dans toute la maison sont contrôlées d'un simple toucher et glisser sur une tablette, sauver papa un dernier voyage dans les escaliers avant de se coucher.

De la même manière qu'une telle technologie intelligente a transformé la maison, les technologies d'infrastructure intelligente promettent de révolutionner la façon dont les villes, les villes et les communautés fonctionnent et changent la façon dont les gens interagissent les uns avec les autres et avec la société.

Le 30 janvier, 2018, Dan Lopresti, professeur et président du département d'informatique et d'ingénierie de l'Université Lehigh, anime une séance d'information sur les infrastructures intelligentes pour la science de la Chambre des représentants des États-Unis, Comité de l'espace et de la technologie à Washington, DC.

L'événement est organisé par la Computing Research Association (CRA), un partenariat entre l'industrie, le gouvernement et les universités, et une voix de premier plan dans la communauté de la recherche informatique. Les co-hôtes honoraires de l'événement sont le représentant du Texas Lamar Smith, qui préside le Comité, et représentant Eddie Bernice Johnson, aussi du Texas, qui est un membre éminent du comité.

Selon l'ARC, l'infrastructure intelligente est définie comme « l'intégration profonde de la détection, l'informatique, et les capacités de communication dans les infrastructures physiques traditionnelles urbaines et rurales telles que les routes, immeubles, et des ponts dans le but d'augmenter l'efficacité, élasticité, et la sécurité."

Lopresti, un chercheur très respecté dont les travaux portent sur des questions algorithmiques et systémiques fondamentales en reconnaissance de formes, bioinformatique et sécurité informatique, siège également au comité exécutif du Consortium de la communauté informatique de l'ARC. Depuis qu'il a rejoint la faculté de Lehigh en 2003, il a aidé à lancer et à diriger le programme réussi DataX de Lehigh ainsi que son initiative innovante Mountaintop, et a été doyen par intérim du P.C. de Lehigh. Collège Rossin d'ingénierie et de sciences appliquées en 2014-2015.

Lors de l'événement du 30 janvier, Lopresti guidera un panel de chercheurs du monde universitaire et de l'industrie pour discuter du rôle de l'infrastructure intelligente pour répondre aux besoins d'infrastructure plus larges du pays, identifier les lacunes et les obstacles critiques à des déploiements réussis et l'importance de la poursuite de la recherche dans le domaine. Les panélistes comprennent Henning Schulzrinne, Université de Columbia, qui parlera du besoin de résilience et d'adaptabilité ; Matthieu Wansley, conseiller général de nuTonomy, qui traitera de la robustesse et de l'interopérabilité ; Nadia Bliss, Université de l'État d'Arizona, qui discutera de la sécurité et de la fiabilité ; et Elizabeth Mynatt, Géorgie Tech, qui parlera d'accessibilité et de convivialité.

Le leadership de Lopresti au sein du panel est révélateur de la réputation émergente de Lehigh dans le domaine des données et de la recherche informatique, en particulier grâce à la science d'équipe interdisciplinaire dans des domaines d'application cruciaux tels que les infrastructures intelligentes et les communautés connectées.

Autonomiser la ville intelligente

Un rapport des Nations Unies de 2014 prévoyait que la population urbaine mondiale passerait de 54 pour cent en 2014 à 66 pour cent en 2050. Une grande partie de cette croissance aura lieu dans des zones défavorisées mal équipées pour accueillir le plus grand nombre et la plus grande densité de personnes. À mesure que les populations urbaines augmentent, des gains d'efficacité devront être identifiés dans l'expansion des éléments finis de l'infrastructure urbaine. Il y aura une usure proportionnellement plus importante de l'énergie, systèmes de communication et de transport. Les mécanismes vitaux qui rendent les villes habitables vont être soumis à des contraintes de plus en plus sévères.

« Nous considérons les villes intelligentes comme des systèmes adaptatifs, où l'interaction entre l'infrastructure de la ville et les humains est modélisée comme une boucle de rétroaction continue et activée par un cyber-système de soutien, " explique Hector Muñoz-Avila, professeur d'informatique et d'ingénierie. « Les infrastructures sont elles-mêmes connectées en partageant l'information, qui découle des interdépendances des infrastructures, permettre aux villes de s'adapter aux changements dans le temps. Cela inclut les changements à long terme tels que la croissance démographique et les réponses immédiates à court terme telles que les phénomènes météorologiques violents. »

Muñoz-Avila, avec Lopresti, fait partie d'une équipe de chercheurs de Lehigh à la recherche de solutions dans ce qu'elle appelle « l'infrastructure intelligente pour les communautés connectées ». Et bien que l'approche de l'équipe comprenne des besoins d'ingénierie ciblés dans cet espace, il aborde également des problèmes systémiques et politiques plus larges qui peuvent entraver le bon fonctionnement de ces systèmes complexes. C'est une approche globale qui s'attaque aux problèmes généraux et crée des solutions qui peuvent être transférées à travers des applications particulières.

Les communautés connectées annonceront de nouvelles opportunités pour accroître la sécurité publique, nettoyer l'environnement, permettre l'agriculture urbaine et la fabrication à la demande, et créer des voies encore inédites vers l'entrepreneuriat qui accéléreront encore le cycle du changement. Pendant les minutes passées dans le bus pour se rendre au travail, dans les interactions avec le gouvernement civil, à l'intérieur des quatre murs de leurs maisons, les citadins verront la forme de leur vie changer. Et comme ils interagissent avec les mécanismes de la ville, utiliser ses infrastructures, et communiquer entre eux, via leurs actions, appareils mobiles et personnels, et des ordinateurs — les citoyens fourniront des informations qui modifieront les systèmes de la ville.

Mais la tâche de créer des villes intelligentes réussies est gigantesque. Les chercheurs devront trouver un moyen d'intégrer les informations des centrales électriques, des ponts, tunnel, moyens de transport, appareils ménagers et tout le reste. Les données des capteurs et des appareils devront être communiquées de manière fiable et sécurisée aux centres de données, qui analysera les informations. Les actions ou notifications nécessaires devront être transmises aux dispositifs de contrôle du trafic, bus et trains, les réseaux électriques, foyers et établissements de santé. Pour couronner le tout, aucun de ces systèmes ne fonctionnera de manière optimale tant que leurs éléments ne seront pas connectés et interdépendants.

Selon Muñoz-Avila, la culture interdisciplinaire de Lehigh en particulier en fait un lieu fructueux pour développer des réponses pour les communautés urbaines de demain. "Je suis à Lehigh depuis environ 15 ans, et une chose qui me fait toujours du bien, c'est la faible barrière entre les disciplines, " dit-il. " J'ai la liberté de consacrer beaucoup de temps au travail interdisciplinaire, et c'est exactement ce qu'il faut pour créer des villes intelligentes :des personnes de plusieurs disciplines travaillant ensemble. »