Oversigt over Dansk-Kinesiske forskningscentre

Dansk-Kinesisk Center for the Theory of Interactive Computation
Dansk leder:Professor Peter Bro Miltersen
Institution i Danmark:Aarhus Universitet
Kinesisk leder:Professor Andrew Chi-Chih Yao
Institution i Kina:ITCS, Tsinghua University
Bevillingsperiode:2011 - 2017
Samlet bevilling:24,9 mio. kr.

CTIC skal bedrive grundforskning inden for teoretisk datalogi. Teoretisk datalogi er en matematisk disciplin, der former fundamentet for fremtidens IT-systemer. Centrets forskning vil koncentrere sig om fire fokusområder indenfor teoretisk datalogi, som alle har interaktion mellem beregningsagenter som centralt begreb: Kompleksitetsteori, Kryptologi, Kvanteinformatik og Algoritmisk spilteori.

Ikke alene vil forskningen omhandle interaktive beregninger, den vil også i sig selv være overordentlig interaktiv og foregå i tæt samarbejde mellem ITCS (Institute of Theoretical Computer Science) på Tsinghua Universitet i Beijing og de teoretiske datalogigrupper på Aarhus Universitet.

Begge institutioner er fyrtårne inden for teoretiske datalogi. I Tsinghuas tilfælde er det instituttets leder, Turingprismodtager Andy Yao, der har sat ITCS på landkortet ved at starte verdens formentlig bedste eliteprogram inden for undergraduate undervisning i teoretisk datalogi. Blandt andet har han samlet et uovertruffent team af ”chair professors” indenfor teoretisk datalogi, især fra USA og Israel, der jævnligt besøger Tsinghua og beriger forskningen og undervisningen. For Aarhus Universitets vedkommende skyldes fyrtårnsstatusen i høj grad Grundforskningsfondens tidligere Center of Excellence og PhD skole BRICS, der i perioden 1994-2004 løftede forskningen i teoretisk datalogi i Aarhus til nye højder. Teoretisk datalogi er en videnskab, hvis vigtigste hjælpemidler er papir, blyant, whiteboard og markers – og så hjerner. De allokerede midler vil derfor i høj grad anvendes til at bringe skarpe hjerner fra de to institutioner sammen og hermed hjælpe med til at skærpe især de yngre hjerner yderligere. Her supplerer Tsinghuas elite undergraduate program og Aarhus’ elite PhD program hinanden på fortræffelig vis.

Dansk-Kinesisk Center for IDEA4CPS: Foundations for Cyber-Physical Systems
Dansk leder:Professor Kim Guldstrand Larsen
Institution i Danmark:Aalborg Universitet
Kinesisk leder:Professor Huibiao Zhu
Institution i Kina:East China Normal University
Bevillingsperiode:2011 - 2017
Samlet bevilling:24,4 mio. kr.

Hver eneste dag møder og anvender vi intelligente software systemer indlejret i alle mulige sammenhænge – som regel uden at være klar over det. Fra vores mobiltelefon til billetautomaten på togstationen. Fra den automatiske bom i parkeringshuset til den personlige insulin pen. Fremtidens indlejrede software systemer vil i stigende grad indgå i store selv-organiserende netværk – såkaldte cyber-fysiske systemer. Fremtidens bolig vil have et antal af små computere med tilknyttede sensorer til at måle og overvåge forskellige forhold, som f.eks. temperatur, varme, lys og den pågældende beboers generelle velbefindende. Fremtidens biler vil konstant ”snakke” med hinanden om ting som vejens beskaffenhed og optimal hastighed med henblik på f.eks. at undgå harmonikasammenstød.

Men hvordan sikres det, at disse stadigt mere komplekse cyber-fysiske systemer – rygraden i fremtidens samfund – er korrekte, pålidelige, brugbare, effektive, optimale, fejltolerante samt modstandsdygtige over for hacker-angreb? Hvad der mangler, er en samlet, matematisk velfunderet teori med tilhørende metoder og værktøjer, som gør det muligt at modellere og analyser alle de ovennævnte forhold, herunder specielt kvantitative aspekter som tid og energi samtidigt med sikkerhedsaspekter omkring uautoriseret brug, som er specielt vigtige for cyber-fysiske systemer.

Deltagerne i det nye dansk-kinesiske grundforskningscenter IDEA4CPS har på afgørende vis bidraget med væsentlige modellerings- og analyseelementer, og det er centrets formål gennem en koncentreret samarbejdsindsats, at anvende disse som hjørnestenene i en samlet teori.

De kinesiske grupper har hovedsageligt arbejdet med matematisk modellering og test af servicelagene i netværksbaserede systemer, hvorimod de danske forskningsgrupper har arbejdet med modellering og verifikation af de underliggende eksekveringsplatforme og netværksprotokoller. De involverede grupper komplementerer således hinanden i udgangspunktet, men da alle partner har stærke rødder indenfor såkaldt proces algebra er samarbejdsmulighederne store.

Selvom den primære målsætning er af klar grundforskningsmæssig karakter, er den overordnede problemstilling af stor praktisk betydning. Det er ønsket at de forskningsmæssige resultater på længere sigt kan medføre en forbedret ingeniørmæssig praksis, og hermed væsentlig højnelse af kvaliteten af de udviklede cyber-fysiske systemer.