Les appareils intelligents qui communiquent avec d’autres appareils intelligents, appelés applications Internet des objets (IoT), ont révolutionné le mode de vie moderne. Des voitures autonomes aux jeux interactifs, les appareils IoT ont été inventés pour améliorer la vie quotidienne et faire des tâches simples une chose du passé.

Gartner estime que 20,8 milliards d’objets connectés seront utilisés d’ici la fin de l’année; ces applications ont besoin d’une «architecture» numérique solide pour traiter rapidement les données et agir sur commande immédiate d’un utilisateur.

Grâce à une bourse CAREER de la National Science Foundation d’environ 490000 $, Liting Hu– professeur assistant dans le École d’informatique et des sciences de l’information à le Collège d’ingénierie et d’informatique—Est la conception et la construction d’un système de traitement de flux pour profiter aux applications IoT à temps critique et améliorer leurs performances. Le système améliorera principalement les capacités des appareils impliqués dans l’automatisation des usines, les véhicules autonomes et l’automatisation des processus.

Pensez à l’avenir en conduisant un véhicule autonome, parmi plusieurs autres voitures sans conducteur. Tous ces véhicules ont de nombreux capteurs installés en eux pour collecter des données d’activité de conduite. En fonction du rôle du capteur, il peut mesurer la distance entre les voitures, conseiller le trafic entrant, découvrir la sélection musicale préférée d’un passager et connaître l’adresse de son bureau de travail.

Hu explique comment les applications IoT, comme les voitures autonomes, génèrent un grand volume de données de capteurs. «Dans de nombreux scénarios urgents, ces flux de données doivent être traités en un clin d’œil pour obtenir des informations exploitables», explique Hu.

La relative nouveauté des appareils IoT entraîne de nombreux défis. Des centaines d’applications dans un environnement confiné, une connectivité Wi-Fi limitée ou des capteurs ne pouvant pas contenir la même quantité d’informations que celles trouvées dans les serveurs cloud à haute mémoire sont quelques-uns des défis, pour n’en nommer que quelques-uns.

Hu et son équipe de recherche développent ce qu’on appelle un moteur de «traitement de flux de périphérie évolutif et adaptatif». Le traitement par flux signifie des données qui arrivent et sont analysées en permanence.

Le projet CAREER de Hu comprend trois volets de recherche. Tout d’abord, une abstraction de graphique de flux de données sera mise en œuvre, ce qui place les opérateurs de streaming à s’adapter à un environnement de réseau dynamique. La deuxième partie consiste en un service de brassage des données qui personnalise les données, pendant l’exécution des applications IoT. Enfin, une architecture entièrement décentralisée sera mise en œuvre pour traiter toutes les demandes des appareils IoT.

Le succès de la recherche améliorera les profils de performance de divers systèmes de traitement de données, y compris les systèmes d’analyse de données, les systèmes d’accès aux données mobiles et les bases de données en continu. Une fois le système conçu, il sera validé en effectuant des expériences dans le monde réel.

Les étudiants en informatique de la CRF auront également l’occasion de se plonger dans cette recherche. Hu enseigne un cours de premier cycle appelé systèmes d’exploitation et intègre une composante de la recherche dans un projet de cours sur les sujets de l’IoT et du Big Data.

Hu développe également un nouveau cours d’études supérieures sur les systèmes de traitement des flux; les étudiants apprendront les outils Big Data en termes d’architecture et de design.

Grâce à la subvention de cinq ans, Hu collabore avec plusieurs écoles publiques du comté de Miami-Dade, le quatrième plus grand district scolaire public du pays, pour faire don d’environ 100 ordinateurs portables aux écoles Title 1 et proposer des ateliers de codage aux étudiants à faible revenu.

Les ateliers offriront aux étudiants une expérience pratique des systèmes informatiques, en leur enseignant les principes de base du codage et de la programmation informatique.

«Plusieurs fois, nous voyons des étudiants ne pas poursuivre leurs études en informatique parce qu’ils trouvent cela intimidant. Nous voulons changer cette perception », dit Hu. «J’adore l’informatique parce que c’est un sentiment satisfaisant de construire un système informatique à partir de rien et de le voir prendre vie dans deux à trois ans. Nous espérons que ces ateliers susciteront une passion pour les STEM chez les jeunes générations.

Les domaines de recherche de Hu comprennent le Big Data, le cloud computing, la virtualisation des systèmes et les systèmes distribués. Elle a obtenu son doctorat. en informatique au Georgia Institute of Technology.

Le programme de développement de carrière des professeurs de la NSF (CAREER) soutient les professeurs en début de carrière qui ont le potentiel de servir de modèles universitaires dans la recherche et l’éducation, et de mener des avancées dans la mission de leur organisation.