UCoCoS - Comprendre et contrôler des systèmes complexes

Coordinateur : KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN, Belgique

Partenaire : CRIStAL

Équipe : VALSE du Groupe Thématique : CO2.

Dates : 01/04/2016 - 31/03/2020

Résumé :

L’Europe est confrontée à des défis majeurs dans les domaines de la science, de la société et de l’industrie, induits par la complexité de notre monde hyperconnecté. Le changement climatique, les maladies infectieuses, les systèmes artificiels interconnectés dont la dynamique dépasse notre compréhension, tels que l’internet, le système bancaire mondial et le réseau électrique, en sont des exemples. Une demande de performance émerge à une échelle sans précédent : des capteurs et des robots collaboratifs pour assurer la compétitivité de notre industrie de production européenne, une meilleure gestion de nos flux de trafic, la conception de mécanismes de (dé)synchronisation applicables en neurosciences, sont des exemples illustrant la nécessité de comprendre et de contrôler la dynamique des réseaux complexes.

Cependant, cela nécessite une science de la complexité d’un genre fondamentalement nouveau. La méthode traditionnelle consistant à réduire un système à ses composants échoue lorsque la dynamique globale est déterminée principalement par les interactions. En outre, une approche interdisciplinaire est nécessaire, car la révélation de principes communs est essentielle pour appréhender la complexité.

Les objectifs de l’UCoCoS sont de créer un cadre orienté vers le contrôle pour les systèmes complexes et de définir un langage commun, des méthodes, des outils et des logiciels communs pour le scientifique de la complexité. En outre, en tant que premier réseau de formation sur ce thème, l’UCoCoS vise à i) créer une nouvelle génération de scientifiques européens de premier plan étroitement liés, capables de concevoir des structures de réseau et des politiques pour affecter les réseaux, et ii) initier des partenariats à long terme et des mécanismes de collaboration conduisant à une formation doctorale durable.

L’approche UCoCoS s’appuie sur des développements récents dans trois domaines (contrôle, informatique, ingénierie mécanique) et découle de l’identification d’une combinaison unique d’expertise au sein du consortium. Chaque ESR réalise un projet de pointe, s’appuyant fortement sur l’expertise complémentaire des trois bénéficiaires universitaires et bénéficiant d’une formation dispensée par des partenaires non universitaires issus de trois secteurs différents.

Abstract :

Europe faces major challenges in science, society and industry, induced by the complexity of our hyper-connected world. Examples are the climate change, infectious diseases, artificial interconnected systems whose dynamics are beyond our understanding such as the internet, the global banking system and the power grid. A demand of performance emerges at an unprecedented scale : collaborative sensors and robots so to ensure competitiveness of our European production industry, better management of our traffic flows, designing (de)synchronization mechanisms applicable in neuroscience, are examples illustrating the necessity to understand and control the dynamics of complex networks.

However, this requires a fundamentally new kind of complexity science. The traditional way of reducing a system to its components fails when the global dynamics are determined mainly by the interactions. Moreover, an interdisciplinary approach is necessary as revealing common principles is key in getting grip on the complexity.

The objectives of UCoCoS are to create a control-oriented framework for complex systems, and to define a common language, common methods, tools and software for the complexity scientist. Moreover, as the first training network on the theme, UCoCoS aims at i) creating a closely connected new generation of leading European scientists, capable of designing network structures and policies to affect the networks, and ii) initiating long-term partnerships and collaboration mechanisms leading to sustainable doctoral training.

The UCoCoS approach builds on recent developments in three domains (control, computer science, mechanical engineering) and stems from the identification of a unique combination of expertise within the consortium. Every ESR performs a cutting-edge project, strongly relying on the complementary expertise of the three academic beneficiaries and benefiting from training by non-academic partners from three different sectors.