Cyber-Physische Systeme

Cyber-Physische Systeme (CPS) sind intelligente Systeme, die eine enge Verknüpfung von informatischen und physischen Komponenten aufweisen. Sie ermöglichen die Integration von Echtzeit-Computing, Vernetzung und intelligenten Steuerungsalgorithmen in physische Prozesse. CPS finden Anwendung in verschiedensten Bereichen, darunter Produktion, Verkehr, Energie, Medizin und Umwelt.

Geschichte

Der Begriff "Cyber-Physische Systeme" wurde erstmals im Rahmen einer Initiative des National Science Foundation in den USA geprägt. Seitdem hat sich die Forschung und Entwicklung von CPS rasch weiterentwickelt und ist zu einem wichtigen Bereich in der Informatik und Ingenieurwissenschaften geworden.

Eigenschaften

CPS zeichnen sich durch folgende Merkmale aus:

• Echtzeitfähigkeit
• Vernetzung und Kommunikation
• Hybridität von virtuellen und realen Komponenten
• Intelligente Steuerung und Regelung
• Einbindung in komplexe physische Prozesse und Umgebungen

Anwendungen

Die Anwendungsbereiche von Cyber-Physischen Systemen sind vielfältig. Beispiele für deren Anwendung sind:

• Industrie 4.0 in der Produktion
• Intelligente Verkehrssysteme und autonomes Fahren
• Smart Grids in der Energieversorgung
• Telemedizin und telechirurgische Systeme
• Umweltüberwachung und -management

Forschung und Entwicklung

Die Forschung und Entwicklung im Bereich der Cyber-Physischen Systeme konzentriert sich auf die Verbesserung von Echtzeit-Computing, Vernetzungstechnologien, intelligenten Steuerungsalgorithmen und deren Integration in physische Prozesse. Zudem werden Fragen der Sicherheit, Zuverlässigkeit und Interoperabilität von CPS erforscht.

Literatur

• Chen, L., Akkan, Çetin K., & Al Faruque, M. A. (2018). Cyber-Physical Systems: A Computational Perspective. CRC Press.
• Lee, E. A. (2016). Introduction to cyber-physical systems. Design and Modeling for Cyber-Physical Systems: A Data-Centric Approach, 1-17.

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