Descrizione del progetto

Obiettivo strategico ed industriale alla base della proposta AMORE (Advanced Manufacturing e microelettronica per Ottimizzare le REti wireless delle cose), è investire nella direzione di un riposizionamento competitivo atto a fare evolvere e trasformare il ruolo dei piccoli e medi Internet Service Provider e system integrator TLC laziali. In un mercato di servizi di accesso alla rete oramai ampiamente consolidato, dominato dai grandi operatori nazionali, e caratterizzato da margini di guadagno oramai arrivati al limite della sostenibilità economica, AMORE ambisce a differenziare gli ISP laziali trasformandoli da “operatori delle persone” a “operatori delle cose”. In questa trasformazione un medio ISP Laziale (Unidata) collaborerà pienamente con altre realtà laziali: integratori e sviluppatori di tecnologie (5M), centri di eccellenza scientifica in area romana nel settore delle telecomunicazioni (in particolare, le unità di ricerca di Roma Tor Vergata e Roma La Sapienza del CNIT). AMORE coinvolgerà come sperimentatori piccoli ISP (Panservice sperimentatore della rete nell’area di Latina) ed end users in scenari applicativi di valore per S3 (MetaEnergia nel settore della green economy).

AMORE è incentrato su:

• Progettazione e sviluppo ed applicazione di nuove tecnologie, componenti, microelettroniche e AMS-IoT applicate a device e infrastrutture per “Internet delle cose” (Internet of Things), ovvero tecnologie e scenari alla base della quarta rivoluzione industriale attualmente in corso, comunemente denominata industria 4.0.
• Investimenti Materiali per dotare entro due anni i principali comuni Laziali di una rete IoT innovativa.

La proposta ha significativo impatto in tutte le aree di specializzazione S3 regionali: aerospazio/sicurezza, scienze della vita, beni culturali e tecnologie per il patrimonio culturale, industrie creative digitali, agrifood, green economy e sicurezza.

Il problema che AMORE ambisce a risolvere è la necessità di disporre di sensori e connessioni wireless a basso costo, estremamente affidabili, controllabili in modo estremamente capillare, e facilmente adattabili a contesti applicativi specifici. La sfida tecnologica consiste nello sviluppo di soluzioni flessibili, scalabili e controllabili, in grado di interconnettere e gestire i numerosissimi componenti alla base di processi sempre più complessi e distribuiti, e far fronte ad un impiego sempre più pervasivo e capillare di dati ed informazioni automaticamente acquisiti da essi. Fortunatamente alcune tecnologie di base, soprattutto nel contesto wireless, sono già state identificate ed (almeno in parte) standardizzate. Ed infatti, come dettagliato successivamente, il nostro progetto avrà il grosso vantaggio di partire da una tecnologia, LORA, già oggi ben consolidata, seppure emergente, e pertanto potrà ambire ad avere ricadute concrete in tempi relativamente brevi.

Partners:

UNIDATA

UNIDATA, coordinatore del progetto AMORE, è una società di TLC ed un ISP laziale, presente sul mercato da più di 30 anni. Negli ultimi 3 anni Unidata ha investito molto nella ricerca sull’ Internet delle Cose (IoT). Nell’ultimo anno ha deciso di focalizzare il proprio business relativo all’IoT realizzando nel Lazio una rete LoRa dedicata esclusivamente all’IoT. Unidata è la prima società di TLC italiana che ha deciso di realizzare una rete pubblica per l’IoT, portando il Lazio all’avanguardia nel settore, al pari delle altre grandi nazioni Europee ed internazionali. Unidata inoltre negli ultimi anni ha sviluppato una grande esperienza in progetti di R&D collaborativi (4 progetti nella regione Lazio, uno in Italia, due in Europa FP7 e H2020) e per questo motivo nel progetto avrà anche il ruolo di project leader e coordinatore. Nel progetto AMORE Unidata si occuperà delle sezioni microelettroniche (sviluppo devices, agenti gateway) e dell’operatività di rete (in particolare l’architettura). Unidata parteciperà a tutte le azioni (e task) del progetto. Sarà WP leader di A0- Management, A2- Architettura, A3- Embedded Devices, A7- Progettazione, A10- Validazione

5M

Per il progetto AMORE, 5 EMME si occuperà del backend della piattaforma che raccoglierà e ottimizzerà le migliaia di transazioni che verranno analizzate. Nello specifico dovrà supportare tutto il team nell’analisi iniziale di dominio, fornendo le linee guida preliminari nelle aree di specializzazione della Smart Specialisation Strategy (S3) maggiormente coinvolte. Dovrà anche analizzare e definire l’architettura del sistema in modalità TOP DOWN, definendo blocchi funzionali, protocolli e messaggi, relazioni e diagrammi sequenziali ed interfacce. Sarà quindi necessario definire tutte le componenti della piattaforma di back end, individuare le tool chain e le piattaforme agnostiche da utilizzare e studiare la scalabilità e le componenti applicative, generando tutte le conoscenze e le guidelines necessarie alla progettazione della piattaforma AMS-IoT. Successivamente, mentre Unidata dovrà progettare le componenti del Radio Profiler e del Radio Controller (interfacce, diagrammi, payload, schemi implementativi, messaging, data repository, moduli), mentre 5M dovrà progettare la piattaforma AMS-IoT, fornendo interfacce, diagrammi, payload, schemi implementativi, messaging, moduli e database. Tali attività saranno funzionali a progettare un dimostratore/validatore che applichi le tecnologie ed i risultati progettuali di AMORE nel campo della Green Economy (con METAENERGIA), che validi la piattaforma AMS-IoT su Roma, su Latina, dove verranno utilizzati i prototipi HW e FW e le componenti di back end del progetto AMORE.

CNIT

CNIT (Consorzio Inter-Universitario per le Telecomunicazioni) è un consorzio no-profit che unisce 37 diverse Università Italiane per le quali rappresenta una struttura di supporto nello svolgimento dei loro compiti istituzionali di ricerca e di formazione alla ricerca nel settore delle telecomunicazioni e dell’elettromagnetismo ad esse applicato. Il CNIT parteciperà al progetto con personale afferente alle sedi laziali ed in particolare alle due sedi di Roma tor Vergata (RM2 – gruppo di ricerca del prof. Bianchi) e Roma La Sapienza (RM1 – gruppo di ricerca della Prof.ssa Cuomo). Tali gruppi hanno nelle aree scientifiche di riferimento comprovata esperienza di ricerca e collaborazioni internazionali con prestigiose università e società internazionali (MIT, NTUST taiwan, NEC Europe, AIT austria, etc). RM2 ha ampie competenze nelle reti wireless riconfigurabili, ed ha prototipato nel 2012/13 il primo dispositivo WiFi completamente riconfigurabile mediante macchine a stati estese, una idea che verrà considerata in questo progetto per terminali LORA. RM1 che ha comprovata esperienza nel settore delle reti wireless cellulari e nel controllo di accesso alle risorse mediante algoritmi di scheduling, anche energy-efficient

Finalità

Obiettivo della proposta èla progettazione, sviluppo, messa in campo e validazione in scenari applicativi industriali di una rete wireless IoT Low Power Wide Area (LPWA) LoRa laziale. Per conseguire questo obiettivo, il progetto si concentrerà su quattro aree specifiche di ricerca e sviluppo:

1. Microelettronica per end devices: un System On Module controllato da una macchina a stati finiti, per massimizzare dinamicamente le performance radio.
2. Controllo e gestione della rete, mediante sviluppo di un network controller e relativi algoritmi di scheduling atti a coordinare ed ottimizzare l’accesso tra le (numerose, fino a 500 a regime) stazioni gateway (radiobase), in modo da sfruttare la distribuzione spaziale degli oggetti e minimizzare l’interferenza tra trasmissioni simultanee, ed includere constraint temporali per applicazioni time-critical
3. Big data real-time analytics, per profilazione e analisi comportamentale scalabile dei dispositivi distribuiti sull’intero territorio laziale (a regime, anche fino a decine milioni), e rilevamento di anomalie e cyber-attacchi emergenti di tipo distributed denial of service (DDOS) (ex: attacchi DDOS da “botnet” IoT Mirai)
4. Data forwarding, mediante sviluppo di un modulo “network server” altamente scalabile per la gestione dei gateway, analisi e filtraggio delle unità dati in transito (deduplicazione, statistiche radio ed interferenza, etc), gestione degli aspetti crittografici e protocollari relativi alla sicurezza, e supporto di scenari multi-tenant di connettività verso server di terze parti e fornitura di funzionalità a valore aggiunto (SLA monitoring, statistiche, etc)

A tali attività tecniche, il progetto affiancherà

• Attività di analisi di scenari applicativi e casi d’uso, e relativa identificazione di requisiti
• Specifica e progetto dell’architettura del sistema
• Sviluppo dei componenti software e hardware, ed integrazione degli algoritmi di controllo avanzati
• Dimostrazione in campo del sistema integrato e applicazione a scenari rappresentativi, tra cui smart metering energetico e profilatura ed ottimizzazione dei consumi per green economy (appositamente scelto tra le aree S3 identificate nel bando)

Sostegno finanziario ricevuto:

Il progetto AMORE (Advanced Manufacturing e microelettronica per Ottimizzare le REti wireless delle cose), Domanda n. PROT A0114-2017-13711 CUP F81B18000350007- Avviso Pubblico “Kets-tecnologie abilitanti” di cui alla Det. n. G13675 del 21/11/2016 – POR FESR LAZIO 2014 – 2020 – Progetti Integrati, ha ricevuto una sovvenzione così definita: