3 mars 2021
Une multitude d’objets connectés ont fait leur apparition au cours des dernières années dans différents domaines : domotique, médical, manufacturier, industriel, agricole, transport intelligent… L’Internet des objets est un domaine émergeant qui est appelé à prendre de plus en plus d’ampleur, notamment en raison de l’Industrie 4.0. Tous ces objets génèrent des tonnes de données qui sont généralement envoyées dans le nuage pour y être traitées et stockées. Or cette façon de faire, en plus d’entraîner des coûts importants et de consommer beaucoup de bande passante, impose un temps de réponse (latence) trop long pour certaines applications. Les chercheurs de la Chaire de recherche en génie Marcelle-Gauvreau sur les applications et services en informatique de périphérie proposent une solution : délocaliser une partie du traitement de l’information, du stockage et des services vers les appareils et les nœuds en périphérie pour minimiser la quantité d’information envoyée dans le nuage.
Des applications exigeant une prise décision rapide
Julien Gascon-Samson, professeur à l’ÉTS et titulaire de la Chaire de recherche en génie Marcelle-Gauvreau sur les applications et services en informatique de périphérie
L’informatique de périphérie ou le edge computing consiste à privilégier le traitement local de l’information, le plus près possible de l’endroit où les données sont produites, pour optimiser la vitesse de traitement et le temps de réponse. En effet, certaines applications nécessitent une prise de décision rapide suivant une mesure. Elles ne peuvent se permettre d’attendre que l’information soit envoyée dans un environnement infonuagique, traitée, puis que la décision prise soit renvoyée sous forme d’action à prendre à l’objet connecté. Pensons aux voitures intelligentes pouvant rouler sans conducteur. Si un capteur détecte un risque de collision, la voiture doit être en mesure de prendre une décision très rapidement, à savoir si elle change de direction ou applique les freins, par exemple. Un autre exemple d’objet qui pourrait exiger une réponse rapide est un appareil médical dont l’action peut sauver une vie. Le fait de prendre une décision localement améliore de beaucoup le temps de réaction.
Pour d’autres applications, c’est le volume de données brutes générées qui est si imposant qu’il est plus pratique et économique d’en faire le prétraitement en périphérie afin de les trier, les filtrer ou les agréger. Certaines usines possèdent de nombreux capteurs qui prennent plusieurs mesures par seconde. Envoyer l’entièreté de ces mesures dans le nuage entraîne des coûts de transfert et de stockage élevés en plus de consommer de la bande passante.
Un domaine émergeant qui n’est pas près de disparaître
Les appareils de périphérie comprennent toutes les entités qui ne sont pas dans le nuage, des simples dispositifs connectés aux nœuds qui les regroupent selon une certaine hiérarchie, qui va du moins performant au plus performant, au fur à mesure qu’on se rapproche du nuage. Il faut considérer le profil et les caractéristiques de chacun des nœuds, soit leur capacité de stockage et de calcul, de même que la capacité du réseau (câblé, Wi-Fi ou cellulaire), afin de déployer les différentes applications et tâches de traitement à l’endroit optimal. L’une des difficultés principales est la grande diversité d’objets pouvant être connectés au même réseau.
Architecture des systèmes périphériques et du nuage
Le virage numérique des entreprises accentuera davantage la tendance des objets connectés, entre autres par l’ajout de capteurs prenant des mesures fréquentes à intervalle régulier et dont les mesures serviront à commander des actionneurs pouvant dans certains cas nécessiter des prises de décision rapide. Le prétraitement local de ces données avant le stockage final dans le nuage permettrait d’économiser sur les frais nuagiques en plus de réduire de beaucoup la latence.
Plusieurs applications d’objets connectés de demain passent par l’atteinte d’une vitesse de réponse que l’informatique de périphérie peut améliorer. Les recherches qui seront effectuées dans le cadre de la Chaire contribueront à concrétiser des projets qui n’existent que sous forme d’idées pour l’instant.
