Martin Törngren är professor på KTH och föreståndare för ICES, Innovative Centre for Embedded Systems, en centrumbildning med ett flertal forskargrupper på KTH och företag från olika områden inklusive bilindustrin, kommunikation, automation, verkstadsindustrin och medicinteknik.	Karl Henrik ­Johansson är professor i nätverksreglering och föreståndare för ACCESS-centret på KTH. ACCESS är ett Linne-center med ca 50 disputerade forskare och 100 doktorander, som forskar om CPS och inriktningar mot reglerteknik, kommunikationsnät, kommunikationsteori, beräkningsbiologi, formella metoder, optimeringslära och systemteori, signalbehandling liksom ljud- och bildbehandling.

– Dokumentet visar i vilken riktning de är på väg och intresset för CPS växer mycket snabbt, säger Karl Henrik Johansson.

Han är professor och föreståndare för ACCESS-centret på KTH.

– Jag var ett år i USA och innan jag kom dit var jag lite skeptisk till termen. Man kan tro att USA-forskarna hittat på begreppet för att de behövde mer pengar men jag tycker att de är seriösa i sin ansats och pekar på genuina utmaningar. Vi är i ökande grad beroende av programvara och datorer som är integrerade i och samverkar med våra fysiska prylar. Dagens metoder för att konstruera, verifiera och underhålla dessa cyber-physical systems räcker helt enkelt inte till i takt med att vi får mer och mer avancerade funktioner som autonoma och uppkopplade fordon, säger Martin Törngren som är professor på KTH och föreståndare för centrumbildningen ICES, Innovative Centre for Embedded Systems.

Även i Sverige är CPS på väg att bli ett gångbart begrepp. Förra sommaren fick Martin Törngren pengar från Vinnova för att ta fram en forsknings- och innovationsagenda för Cyber-Physical Systems. Projektet var ett av totalt 73 som beviljades anslag av myndigheten.

– Vi kommer också att få pengar för att vara med och skriva en CPS-roadmap för Europa, ett arbete som startar i höst, säger Martin Törngren.

Cyber-Physical Systems bygger på två begrepp, Cyber som hämtats från cyberspace och physical, det vill säga maskinernas interaktioner med omgivningen via bland annat sensorer och ställdon.

Men det låter ju som Internet of Things, IoT, tänker du kanske och det är inte helt fel.

– Amerikanarna är alltid snabba att hitta på nya namn. USA är en så mycket större marknad så man måste sticka ut. Blir begreppen gamla, ja då får man inte uppmärksamhet i Washington eller i industrin, säger Karl Henrik Johansson.

Några exempel på CPS-system som han nämner är smarta transportsystem och intelligenta elnät. Bilen finns i den fysiska världen men en modern bil eller lastbil är uppkopplad mot det mobila kommunikationsnätet och Internet liksom i framtiden även mot andra bilar. Samtidigt är varje bil ett jättelikt inbyggt system med massvis av sensorer, styrkretsar och programvara.

Samma utveckling ser vi inom smarta elnät, där alltfler komponenter kopplas upp till Internet över bland annat LTE.

– Internet of Things myntades i USA för snart 15 år sedan på MIT för uppkoppling av ting genom RIFD-teknologi.

Men den som befinner sig i Europa hör desto mer om både IoT och CPS.

– Och i Kina har de bestämt sig för att kalla det Internet of Things. Själv är jag pragmatisk, jag tycker inte det spelar så stor roll vad man kallar den nya teknologin, bara man lyfter fram möjligheterna och problem som måste lösas, säger Karl Henrik Johansson.

Om man ska försöka sig på en distinktion kan man säga att Internet of Things går ut på att ge varje sak en IP-adress och att läsa av minnesarean. Cyber-Physical Systems är rikare när det gäller interaktionen med omgivning, både genom sensorer och ställdon men också med människor och infrastruktur.

– För den som utvecklar produkter baserade på inbyggnadskort eller ska koppla upp sitt system till Internet är valet av begrepp rätt ointressant, säger Karl Henrik Johansson.

Dyker man ner under ytan hittar man grundläggande forskning om bland annat säkerhet, datalogi, inbyggda system, reglerteknik, sensorsystem och kommunikationssystem inklusive maskin-till-maskinkommunikation.

Ett fantasieggande område är säkerhet. År 2003 skedde ett stort strömavbrott på den amerikanska ostkusten. Strömavbrottet berodde på flera fel och även misstag i av operatörerna. Skulle något motsvarande kunde ske genom en cyberattack?

– Det är en jätteintressant frågeställning. Hur kan vi bygga öppna system som är säkra, som kan upptäcka om något håller på att ske och även kan fortsätta att fungera trots angrepp

Arbetet är fortfarande i sin linda men forskarna har kunnat visa att det går att bygga öppna system som kan upptäcka om det händer något, såsom att någon hackar sig in eller att en insider medvetet gör fel åtgärder.

– Det får inte bli som med en persondator, att den låser sig och att vi då måste boota om den.

Målet är istället att bygga system som fortsätter att fungera även under en attack.

Stuxnet fungerade som en ögonöppnare och satte fart på arbetet med att skydda allt från kärnkraftscentrifuger till elnätet mot angrepp. Det behövs eftersom många av dagens styrsystem inte var tänkta att kopplas upp mot omvärlden och därmed enbart har enklare skydd. Ett svenskt exempel på vad som kan hända är från 2010. 700 personer i Motala blev av med värmen sedan någon hackat sig in i fastighetsbolagets styrsystem och dragit ned temperaturen.

– Det går inte att skruva tillbaka klockan och vetenskapligt är det dessutom väldigt intressanta frågeställningar.

Mycket av forskningen de senaste tio åren har handlat om hur man kan köra ett reglersystem över olika kommunikationsnät. Säkerhetsaspekten för in andra parametrar som hur systemet kan upptäcka att givardata är manipulerade, utbytta eller fördröjda.

– Ta en vanlig överbelastningsattack. Om webbsidan inte kan visas blir du bara irriterad men om ett reglersystem inte får data från en sensor kan det få väldiga konsekvenser.

En annan aspekt är integriteten som lätt kan sättas ur spel med den ökande mängden data som vi hela tiden lämnar ifrån oss. Då handlar det inte om medvetna val som att uppdatera statusen på Facebook utan om vad till exempel mätning av elförbrukningen avslöjar om våra levnadsvanor.

– Det kan uppstå situationer där samhället tvingar på oss infrastruktur och informationsinhämtning som du som privatperson inte kan styra över.

Men är det självklart att elbolaget måste få information från varje enskild elmätare? Räcker det inte om din förbrukning slås ihop med alla grannarnas i kvarteret, eller kanske i hela stadsdelen? Det skulle vara ett sätt att avidentifiera individerna samtidigt som samhället får tillgång till värdefull information som kan användas för att styra elnätet.

Men inte bara elbolagen vill åt din elförbrukning. Informationen är intressant för allt från tillverkare av hushållsapparater som Electrolux till fastighets­ägare som skulle kunna erbjuda lagringsmöjligheter för elen liksom företag som ABB, som säljer styrsystem och elnätsutrustning till globala jättar som Google.

– Det finns åtminstone fyra, fem olika typer av intressenter och idag är det inte reglerat vem som äger informationen.

Att det finns så mycket information i molnet öppnar också för helt nya typer av lösningar som inte nödvändigtvis kräver nya sensorer eller ställdon. Hur mycket skulle man till exempel kunna spara om man utgår från KTH:s föreläsningsschema för att styra uppvärmning och ventilation av föreläsningssalarna för de 15 000 studenterna?

Mer information om Cyber-Physical Systems finns här: www.cps-vo.org

Rapporten till den amerikanska presidenten finns här: www.whitehouse.gov/ostp/pcast