Implantação de inteligência artificial nativa em sistemas IoSGT: uma abordagem holística

dc.contributor.advisorKreutz, Márcio Eduardo
dc.contributor.advisor-co1Venâncio Neto, Augusto José
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1467664612924239pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6374279398246756pt_BR
dc.contributor.authorCosta Filho, Paulo Eugênio da
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/8212965823478919pt_BR
dc.contributor.referees1Rosário, Denis Lima do
dc.contributor.referees2Cunha, Eduardo Nogueira
dc.date.accessioned2024-09-05T18:40:29Z
dc.date.available2024-09-05T18:40:29Z
dc.date.issued2024-04-30
dc.description.abstractThe growing energy demand sharpens the quest for technological modernizations capable of meeting imminent needs, as well as increasing concern about mitigating the environmental impacts associated with this escalation. The state of the art in sg provides evidence of the use of IA techniques in IoSGT use cases, aiming to revolutionize the way energy is produced, transmitted, and consumed. Indeed, IA is presumed to offer unprecedented levels of disruption in the electrical sector through intelligent control methods that can unlock new value streams for consumers, while supporting a highly accurate, reliable, and resilient system. However, much research is still needed in this area, such as the positioning of IA based instances along the edge-cloud continuum, types of techniques and algorithms for each use case, efficient use of predictive analytics capable of forecasting future demands, fault detection, consumption patterns, and anomalies in the electrical grid that allow for proactive measures to enhance grid reliability, among many others. This research proposal aims to use energy consumption forecasting as a tool to optimize resource use, avoid waste, and contribute to environmental preservation, as well as to classify electronic devices to understand consumption patterns. This approach will be implemented through a holistic architecture called IAIoSGT (Artificial Intelligence native in IoSGT). IAIoSGT is designed to accelerate the adoption of IA and ML techniques in an approach that efficiently integrates data processing from the edge to the cloud. The evaluation of the IAIoSGT architecture, including its compliance, performance, and implementation feasibility, was conducted in two distinct testbeds, addressing both physical devices and Machine Learning algorithms. The first testbed focused on classifying and identifying electronic devices connected to the same electrical network, exploring ML algorithms such as KNN, SVM, MLP, NB, and DT; the second test focused on energy consumption prediction comparing the Naive and LSTM algorithms. These tests are essential to validate the effectiveness and robustness of the proposed approach, thus contributing to the advancement of the state of the art in IA applied to SG.pt_BR
dc.description.resumoA demanda energética crescente aguça a busca por modernizações tecnológicas capazes de suprir as necessidades iminentes, assim como aumentam a preocupação em mitigar os impactos ambientais advindos com essa escalada. O estado da arte em Smart Grids remete a evidências do uso de técnicas de Inteligência Artificial (IA) em casos de uso IoSGT, visando revolucionar a maneira como a energia é produzida, transmitida e consumida. De fato, a IA tem o pressuposto de oferecer níveis de disrupção sem precedentes no setor elétrico, a partir de métodos de controle inteligentes que podem desbloquear novos fluxos de valor para os consumidores, ao mesmo tempo que permitem o suporte a um sistema altamente assertivo, confiável e resiliente. Entretanto, muita pesquisa ainda é necessária nessa área, como por exemplo o posicionamento de instâncias baseadas na IA ao longo do contínuo edge-cloud, tipos de técnicas e algoritmos para cada caso de uso, uso eficiente de análises preditivas capazes de prever demandas futuras, detecção de falhas, padrões de consumo e anomalias na rede elétrica que permitam a adoção de medidas proativas para aprimorar a confiabilidade da rede, entre muitas outras. Esta proposta de pesquisa tem como objetivo utilizar a previsão do consumo energético como uma ferramenta para otimizar o uso dos recursos, evitando o desperdício e, ao mesmo tempo, contribuindo para a preservação do meio ambiente, como também a classificação de dispositivos eletroeletrônicos afim de entender padrões de consumo. Essa abordagem será realizada por meio da implementação de uma arquitetura holística denominada IAIoSGT (Inteligência Artificial nativa em IoSGT). A IAIoSGT é projetada partindo do pressuposto de acelerar a adoção de técnicas de IA e Machine Learning (ML) em uma abordagem que integra de forma eficiente o processamento de dados desde o nível de borda (edge) até a nuvem (cloud). A avaliação da arquitetura IAIoSGT, incluindo sua conformidade, desempenho e viabilidade de implementação, foi conduzida em duas bancadas de testes distintas, abordando tanto dispositivos físicos quanto algoritmos de Aprendizado de Máquina. A primeira bancada de teste concentrou-se na classificação e identificação de dispositivos eletroeletrônicos conectados em uma mesma rede elétrica, explorando algoritmos de ML como KNN, SVM, MLP, NB e DT; o segundo teste abordou a predição de consumo energético comparando os algoritmos Naive e LSTM. Esses testes são essenciais para validar a eficácia e a robustez da abordagem proposta, contribuindo assim para o avanço do estado da arte em IA aplicada a Smart Grid (SG).pt_BR
dc.identifier.citationCOSTA FILHO, Paulo Eugênio da. Implantação de inteligência artificial nativa em sistemas IoSGT: uma abordagem holística. Orientador: Dr. Márcio Eduardo Kreutz. 2024. 118f. Dissertação (Mestrado em Sistemas e Computação) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/60046
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SISTEMAS E COMPUTAÇÃOpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectSmart Gridpt_BR
dc.subjectInternet das Coisaspt_BR
dc.subjectComputação em nuvempt_BR
dc.subjectInteligência Artificialpt_BR
dc.subjectAprendizado de Máquinapt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAOpt_BR
dc.titleImplantação de inteligência artificial nativa em sistemas IoSGT: uma abordagem holísticapt_BR
dc.title.alternativeNative artificial intelligence deployment in IoSGT systems: a holistic approachpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

Arquivos

Pacote Original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
Implantacaointeligenciaartificial _CostaFilho_2024.pdf
Tamanho:
2.89 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Nenhuma Miniatura disponível
Baixar