A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program eredményei 2014

A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program eredményei 2014 A Jövő Internet Nemzeti Kutatáskoordinációs Központ jelentése, FIRCC jelentés 2014

Szerkesztette: Bakonyi Péter és Sallai Gyula

FIRCC H

U

N

G

A

R

Y

Future Internet Research Coordination Center

A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program eredményei 2014 A Jövő Internet Nemzeti Kutatáskoordinációs Központ jelentése, FIRCC jelentés 2014 Az angol nyelvű kiadás címe: Future Internet Research in Hungary 2014 Report of the Future Internet Research Coordination Centre, FIRCC Report 2014

„A ma tudománya a tegnap varázslata, és a ma varázslata könnyen lehet a holnap tudománya.” Joanne Harris: Sleep, Pale Sister, 1993

A kiadványt a FIRST - Jövő Internet kutatása az elmélettől az alkalmazásig TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 projekt támogatta, és a FIRST projekt 8. alprojektje, a Jövő Internet Kutatáskoordinációs Központ (FIRCC) gondozta. A projekt társfinanszírozója az European Social Fund (EU). Nemzeti Fejlesztési Ügynökség www.ujszechenyiterv.gov.hu 06 40 638 638

A project az Erurópai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.

© Bakonyi Péter és Sallai Gyula, FIRCC, 2014

Az internet az utóbbi évtizedek talán legjelentősebb technikai alkotása, melynek a hatása kiterjed a társadalom, gazdaság, tudomány és kultúra szinte minden területére. Az internet jövőjének a kutatása ezért kiemelkedően fontos. A magyar kutatók ezen a területen aktívan kutattak, és jelentős eredményeket értek el, és elismerés illeti őket a hazai és nemzetközi kutatási programokban elért eredményeikért. Külön kiemelendő az az együttműködés és összefogás, amely a hazai felsőoktatási, kutatási és vállalati szféra között megvalósult a jövő internet kutatása és alkalmazása területén. Örömmel üdvözlöm ezt a kiadványt, és ígérem, hogy a Magyar Tudományos Akadémia továbbra is figyelemmel kíséri és támogatja ezt a kutatási tevékenységet. Lovász László akadémikus, a Magyar Tudományos Akadémia elnöke

Kiadó: Debreceni Egyetem, Jövő Internet Kutatáskoordinációs Központ Felelős Kiadó: Terdik György igazgató ISBN: 978-963-473-716-2 e-ISBN: 978-963-473-717-9 Szerkesztette: Bakonyi Péter és Sallai Gyula Lektorálta: Bakonyi Péter, Dömölki Bálint és Sallai Gyula Arculat, grafika, tördelés: MédiaLab Kft, Tomcsányi Gusztáv Fényképek: DE, BME, ATOMKI, ME, NymE, ÓE, PTE, SZTE, SZE, Bódi Sándor, Bujnovszky Tamás, Pro Progressio alapítvány – Tóth József, Rutkovszky Edéné, Tomcsányi Gusztáv Nyomda: Debreceni Egyetemi Kiadó

FUTURE INTERNET NATIONAL TECHNOLOGY PLATFORM H

U

N

G

A

R

Y

4

A JÖVŐ INTERNE T NEMZE TI KUTATÁSI PROGRAM EREDMÉNYEI 2014

TARTALOMJEGYZÉK

TARTALOMJEGYZÉK

Tartalomjegyzék

3. JÖVŐ INTERNET HÁLÓZATI ARCHITEKTÚRÁK

ELŐSZÓ (Kardon Béla) 8 A JÖVŐ INTERNETE ÉS AZ INNOVÁCIÓ (Spaller Endre) 10 A JÖVŐ INTERNET NEMZETI KUTATÁSI PROGRAM (Bakonyi Péter) 12 14 JÖVŐ INTERNET KUTATÁSI EREDMÉNYEK: BEVEZETÉS (Sallai Gyula) • Jövő internet víziók 14 • A jövő internet kutatási témák rendszerezése 16

1. INTERNET ALAPKUTATÁSOK

5


21

INTERNET ALAPKUTATÁSOK

61

T3A1 Megbízható és skálázható jövő internet hálózati kódolással (ETIK)

62

T3B1 A jövő internet átviteli protokolljai (ETIK)

64

T3B2 Önszerveződő hálózatok (ETIK)

65

T3B3 Többesadás fáinak optimalizálása védelemmel (BME)

67

T3B4 Elosztott, dinamikus és proaktív mobilitás kezelés IPv6 hálózatokban (ETIK)

68

T3B5 Multicast routing protokollok modellezésének vizsgálata (SZE)

70

T3C2 FMC hálózatok energiahatékony üzemeltetésének módszerei (BME)

72

T3C3 Multihoming támogatás lehetőségeinek vizsgálata mobil eszközök VoIP kommunikációjához (PTE)

73

T3D1 A 3D médiatovábbítás új hálózati architektúrái és módszerei (ETIK)

74

T1A1 Infokommunikációs hálózatok elméleti alapjai, jellemzői (DE)

22

T3E1 Network computing - Felhő rendszerek (SZTAKI)

76

T1A2 Nagyméretű hálózatok és komplex hálózati folyamatok modellezése és vizsgálata (ELTE)

24

T3F1 Új címzési módszerek kidolgozása és implementálása programozható hálózatokban (Lendület)

78

T1A3 Nagyméretű hálózatok elmélete, matematikai modellezése (ETIK)

26

T3G1 Felhő infrastruktúrák kompatibilitási, átjárhatósági és biztonsági problémái és megoldásaik (ÓE)

80

T1B1 Nemhagyományos számítási modellek és architektúrák (DE)

28

T1B2 Halmazapproximációra támaszkodó vizsgálatok (DE)

30

T1B4 Nem-klasszikus logikák és alkalmazásaik a kódolás és a mesterséges intelligencia területén (PTE)

32

T1C2 Kvantummechanikai elvekre épülő információátvitel, feldolgozás és titkosítás kutatása (PTE)

34

T4A1 Nagy mennyiségű WEB adat testre szabható, hatékony feldolgozása (SZTAKI)

84

T1C3 Eszközfüggetlen kvantuminformatika (ATOMKI)

36

T4A3 Tudományos mérési eredményeket összekapcsoló adattárház (NymE)

86

T1D1 Bizalmas adatok védelme, kriptográfiai protokollok (DE)

38

T4A4 Egyetemi adatbányászati alkalmazások (PTE)

87

T1D2 A biztonságos internet megteremtése (BME)

40

T4B1 Big Data algoritmusok kutatása és alkalmazása (SZTAKI)

88

T1D3 A jövő internet szoftverbiztonsági kérdései (ÓE)

42

T4B2 Mobilitási adatok kezelése (SZTAKI)

89

T1F1 Játékelméleti megközelítések az internet gazdaságtanban (BME)

44

T4B3 Big Data kutatások: videófolyamok feldolgozása (DE)

90

T4B4 Közösségi oldalak és hírportálok tartalmának elemzése (BME)

92

T4C1 Szemantikus technológiák alkalmazása (PTE)

93

T4C2 Szemantikus multimédia keresőalgoritmusok (ETIK)

94

2. JÖVŐ INTERNET MODELLEZÉSE, ANALÍZISE ÉS TERVEZÉSE

47

4. ADAT ÉS TARTALOM TECHNOLÓGIÁK

83

T2A1 Jövő internet hálózatok modellezése (DE)

48

T4C3 Szemantikai modell digitális könyvtári tartalmak kereséséhez (ME)

96

T2B1 Tervezési módszerek jövő internet hálózatokban (ETIK)

50

T4C4 Wikipédia, mint külső modell alkalmazása könyvtári tartalmak kereséséhez (SZTAKI)

98

T2C1 Kognitív vezeték nélküli infokommunikációs technológiák (ETIK)

52

T4C5 Médiatartalom alapú képosztályozás (SZTAKI)

99

T2C2 Útvonalválasztás és spektrumallokáció rugalmas spektrumú hálózatokban (BME)

54

T4D2 Nagy mennyiségű adat hatékony, skálázható vizualizációja (DE)

100

T2D1 A jövő internet skálázható allokációs algoritmusai (ETIK)

55

T4E1 Digitális könyvtári tartalmak: keresési módszerek (SZTAKI)

102

T2D2 Spektrum megosztási technikák, együttműködési modellek (NymE)

56

T4E3 Az internet archiválás kritérium rendszere (SZTAKI)

103

T2E1 Médiaforgalom QoS/QoE online analízise nagysebességű hálózatokban (DE)

58

T4E4 Digitális könyvtári tartalmak disszeminációja (DE)

104

6


TARTALOMJEGYZÉK

5. 3D INTERNET ÉS KOGNITÍV INFOKOMMUNIKÁCIÓ

7


TARTALOMJEGYZÉK

107

8. JÖVŐ INTERNET KÖZÖSSÉGI ALKALMAZÁSOK


151

T5A2 3D internet keresési és tájékozódási viselkedések kutatása (SZTAKI)

108

T8A1 Alkalmazás platform nyitott, mobil-alapú közösségi érzékeléshez (ETIK)

152

T5A3 Kollaboratív virtuális nézetek, 3D modellek generálása (SZTE)

110

T8A2 Független NFC alkalmazások dinamikus kibocsátása (Safepay)

154

T5A4 3D videó-folyamok élményminőség vizsgálata (BME)

112

T8C1 eEgészségügy, TeleCare, TeleHealth (BME)

156

T5B3 Intelligens multimodális ember-gép interakciók okos eszközökkel (BME)

114

T8C2 Valós-idejű szabályozás egészségügyi eszközökben (ÓE)

158

T5C1 Kognitív infokommunikáció, CogInfoCom csatornák (SZTAKI)

116

T8C4 HealthCare Mobile platform (Magyar Telekom)

160

T5D1 3D internet alapú kollaboráció (SZTAKI)

118

T8C6 Automatikus klinikai szűrőrendszerek (DE)

162

T5D2 Virtuális téri neurokognitív kutatóműhely létrehozása (SZTAKI)

120

T8F1 Adatmenedzsment és tudásfeltárás intelligens városi alkalmazásokhoz (DE)

164

T5E1 3D és 4D tartalom előállítás (SZTAKI)

122

T8F2 Intelligens városi alkalmazások (ETIK)

165

T8F4 Kognitív kampusz alkalmazások (DE)

166

T8F5 Intelligens város: hálózati hatások vizsgálata (SZTAKI)

167

T8G2 Geolokalizációs technológiák teljesítmény- és hatékonysági vizsgálata (PTE)

168

6. TÁRGYAK INTERNETE (IOT)

125

T6B1 Tárgyak internete és integrációja az IPv6 rendszerekkel (DE)

126

T6B2 IPv6 bevezetését támogató technológiák vizsgálata (SZE)

128

T6C1 Önoptimalizáló és önmenedzselő kommunikációs megoldások a tárgyak internetén (ETIK)

130

T6C2 Szenzor hálózatok: önszerveződés és modalitások fúziója (SZTAKI)

132

T9A1 Virtuális szolgáltatási platformként hozzáférhető tesztbed a jövő internet kísérletekhez (NIIFI)

172

T6E1 Intelligens otthon és időskori életvitel segítése infokommunikációs eszközökkel (DE)

134

T9A2 Virtualizált kísérleti hálózati infrastruktúra fejlesztése a jövő internet kutatásokhoz (NIIFI)

173

T6E3 Szenzorikus információ továbbítása elosztott heterogén hálózatban (BME)

136

T9A3 Szolgáltatás- virtualizáció (NIIFI)

174

T9A4 Elosztott adattároló rendszerek kialakítása és vizsgálata (NIIFI)

175

T9A5 Szövegelemzés a felhőben (SZTAKI)

176

T9A6 Federált jövő internet tesztbedek monitorozási megoldásai (ELTE)

179

A JÖVŐ INTERNET NEMZETI KUTATÁSI PROGRAM RÉSZTVEVŐI

180

7. KIBERFIZIKAI RENDSZEREK ÉS ALKALMAZÁSOK

139

T7A1 Kiberfizikai rendszer fejlesztése (ETIK)

140

T7A2 Szoftversebezhetőségek felderítése és megszüntetése (SZTE)

142

T7A3 Távirányítás, távvezérlés interneten (ÓE)

144

T7A5 Tárgyakat vezérlő beágyazott szoftverek minőségbiztosítása (SZTE)

146

T7B1 Az internet jövőbeni szerepe az ipari kommunikációk terén (SZTE)

148

9. KÍSÉRLETI RENDSZEREK, SZABVÁNYOSÍTÁS, SZABÁLYOZÁS 171

8



ELŐSZÓ

ELŐSZÓ

Előszó

Dr. Kardon Béla Emberi Erőforrások Minisztériuma, tudománypolitikai főosztályvezető

A világ első weboldala az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet,

Ez már a JÖVŐ INTERNETE, egy folyamatosan fejlődő rend-

a CERN oldalán 25 évvel ezelőtt jelent meg. Az eredeti szerver

szer, amely intelligens eszközök milliárdjainak csatlakozását, min-

projekt kutatási témáin túl más kutatási pályázatokban nyertes

ram céljai harmonizálnak a Tudománypolitikai Stratégia és a

már megszűnt, az internet használata pedig kikerült egy szűk

dig és mindenhol hozzáférhető tartalmat, minőségi és bizton-

jövő internet témakörű kutatási témákat is magába foglal.

Nemzeti Kutatás-fejlesztési és Innovációs Stratégia fókusz-

felhasználói körből és mindennapos tevékenységgé vált. Új

ságos szolgáltatásokat, környezet- és energiatudatos működést,

A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program általános célja

pontjaival; hosszú távú működéséhez pedig további lehe-

felhasználási területek, üzleti és közösségi funkciók jelentek

hatékonyabb menedzselhetőséget tesz lehetővé. Ugyanakkor

egy kutatás-fejlesztési és innovációs program megvalósulásának

tőséget nyújt a Horizont 2020 és egyéb programokon kívül

meg. Az internet megszületésekor nem számoltak globális

az egyre több felhasználó, az eszközök óriási számának háló-

elősegítése, amely kapcsolódik a nemzetközi és elsősorban az EU

különösen az Emberi Erőforrások Operatív Programja és a

hálózattal, magas biztonsági és minőségi követelményekkel,

zatba integrálása, a számtalan szolgáltatás és az infrastruktúrák

kutatási főirányaihoz és elősegíti Magyarország gazdasági ver-

Gazdasági Versenyképesség Operatív Programja. Az említett

tárgyak hálózatba való kapcsolásával, az internet társadalmat,

biztonságos működtetése az internet egy teljesen új koncepció-

senyképességét és a társadalom fejlődését. Célja – többek között

programok és stratégiák biztosítják a jövő internetének meg-

gazdaságot, mindennapjainkat befolyásoló hatásával. Nap-

jának és technológiájának kifejlesztését teszi szükségessé. Ezért a

– a hazai jövő internet témakörű kutatási és innovációs tevékeny-

értéséhez, kutatásához, alkalmazásához, a további kihívá-

jainkban ezek már természetes elvárások, amelyek az alapok

jövő internetének kutatása különösen fontossá vált és rendkívül

ségek támogatása, a nemzetközi programok kutatásaiban való

sokhoz és lehetőségekhez szükséges fejlesztői és innovációs

újragondolását igénylik.

felértékelődött. Komplex internetes hálózati architektúrákat, adat-

eredményes részvétel elősegítése, az egyetemi-akadémiai szférán

környezetet: a kutatási infrastruktúra ütemes megújítását, a

és tartalom technológiákat, közösségi alkalmazásokat, infrastruk-

belüli és az üzleti szférával történő együttműködések elősegítése.

kutatások támogatását, a kutatók utánpótlását, a nemzetközi

A Föld lakosságának közel fele, három milliárd ember van

Nemzeti Kutatási Program/Akcióprogram (JINKA), amely a FIRST

jelen az interneten. Ez a szám előreláthatólag 2020-ra elérheti

túrákat kell elemezni, modellezni, tervezni és létrehozni, hogy

az öt milliárdot. Jelenleg többnyire a hordozható eszközök és

megfeleljenek Európa gazdasági és társadalmi céljainak. Ehhez

eredmények az internet technológiáinak és a társadalommal

a számítógépek csatlakoznak a világhálóra, míg néhány éven

intelligens, rendszerezett és szervezett tudásbázissal, jó megoldá-

való egymásra hatásának integrált, interdiszciplináris megértését

zai kutatásának hagyományai vannak, kiváló hazai iskolákkal

belül már a gépek (szenzorok, intelligens háztartási eszközök

sokkal, használható modulokkal kell rendelkezni, továbbá azokat

célozzák, felölelve az összes, internetet tanulmányozó tudomány-

és jó nemzetközi hírnévvel rendelkezünk. Számos területen

stb.) fognak dominálni az interneten. A világhálóra kapcsolt

hatékonyan kell tudni koordinálni és menedzselni.

területet. Az anyag összegzi a Jövő Internet Nemzeti Kutatási

vannak nemzetközileg elismert hazai kutató iskolák, pl. a há-

Programban szereplő témákban elért eredményeket, amely

lózattervezés és monitorozás, internet biztonság, mobil internet, szenzor hálózatok és új hálózati architektúrák területén.

eszközök száma 2020-ra elérheti az 50 milliárdot, melyek egy-

Ezt segíti a 2012-ben kiírt, jövő internet témakörét is felölelő

A jelen kiadványban összegyűjtött és rendszerezett kutatási

A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program/Akcióprog-

együttműködések kialakulását stb. A kiadvány létrejöttét segítette az is, hogy az internet ha-

mással is kapcsolatban állnak majd. A már jelenleg is létező

TÁMOP 4.2.2.C pályázat „Jövő internet kutatása az elmélettől

a hazai jövő internet kutatások szinte teljes gyűjteményének

„tárgyak” vagy „dolgok” internetének (IoT), és a hálózatra

az alkalmazásig (Future Internet Research, Services and Techno-

tekinthető. A kiadványban rendszerezve, témakörökként kapunk

kapcsolódó beágyazott processzorok sokaságának köszön-

logy - FIRST)” című nyertes projektje. A FIRST elnevezésű projekt

betekintést olyan fontos kutatásokról, mint pl. a jövő interneté-

tóknak, ösztönözni fogja a további kutatásokat, segíti együtt-

hetően egyre inkább az eszközökre kerül a hangsúly. Mindez

keretében egy kutatáskoordinációs központ jött létre, amelynek

nek hálózati megoldásai, a felhő számítástechnika, a Big Data

működések kialakulását, hozzájárul az internet alapjainak

olyan változást hoz létre, amely jelentősen befolyásolja a

feladata a jövő internet technológiákhoz kapcsolódó országos

kihívások, a 3D és 4D tartalom előállítása, a tárgyak internete, az

újragondolásához és elősegíti az eredmények hasznosítását.

gazdaságot, a társadalmi viszonyokat és a politikát, valamint a

kutatások összefogása. A Jövő Internet Kutatáskoordinációs

intelligens mérnöki rendszerek, valamint az intelligens közösségi

tudományt is.

Központ (FIRCC) koordinációjával valósult meg a Jövő Internet

alkalmazások.

A kiadvány várhatóan nagy segítséget fog nyújtani a kuta-

Budapest, 2014 április

9

10



BEVEZETÉS

BEVEZETÉS

A jövő internete és az innováció

Spaller Endre elnök, Nemzeti Innovációs Hivatal

Az elmúlt 30 évben az internet jelentős változásokat indított el az

szakpolitikájának alakulását e területen. Jelentős eredmény volt,

A jövő internet az IKT egyik paradigmája, amelyet a fejlett

élet minden területén. A korábban tisztán akadémiai hálózatból az

hogy 2011 első felében a magyar EU elnökség alatt Budapest lehe-

technológián alapuló „okos” (smart) alkalmazások és szolgáltatá-

együttműködésére van szükség, az EU PPP kezdeményezéseihez

internet az információs társadalom világméretű infrastruktúrájává

tett a jövő internet centruma, amikor szakmai szervezetekkel és

sok jellemeznek. Ezért a jövő internet fejlesztése óriási lökést adott

hasonlóan. Ezt a célt hatékonyan szolgálja a Jövő Internet Nemzeti

vált. A ’70-es években megtervezett eredeti rendszer napjainkban

intézményekkel közösen megrendeztük a Future Internet Week-et,

az innovációnak az üzleti élettől, az egészségügyön és a környe-

Technológiai Platform keretében létrejött összefogás és közös

már egyre kevésbé felel meg a kor technológiai követelményeinek

benne a következő eseményeket:

zetvédelmen át a gyártóiparig. Napjainkban ezerszámra jelennek

gondolkodás. Hasonlóképpen a kooperációt és a jövő építését

az érintett szereplők, a Kormányzat, a kutatási szféra és az ipar

és a felhasználók igényeinek. Ahhoz, hogy az internet a 21. század

• FIRE Concentration Day

meg olyan induló vállalkozások (start-up), amelyek nagy üzleti

segíti elő az Új Széchenyi Terv támogatásával megvalósuló FIRST

globális infrastruktúrájává váljon és betölthesse funkcióit, a jelen

• Internet of Things (IoT) Workshop

sikert érnek el valamilyen „smart” digitális alkalmazással vagy szol-

(„Jövő internet kutatása az elmélettől az alkalmazásig” - Future

technológiai bázisán új megoldásokra van szükség. Ennek érdeké-

• Conference of the European Network of Living Labs (ENoLL)

gáltatással. Ez a folyamat Magyarországon is elindult és illeszkedik

Internet Research, Services and Technology) projekt (TÁMOP

ben az Európai Unió (EU) kiemelt figyelmet fordított az új generációs

• Future Internet Assembly (FIA)

a Kormány által 2013-ban elfogadott Nemzeti Kutatás-fejlesztési és

4.2.2.C). A FIRST projekt és a Jövő Internet NTP koordinálásával

internet kutatásoknak már a 7. Kutatás-fejlesztési Keretprogramban

• Future Internet Forum (FIF).

Innovációs Stratégiához, melynek célja többek között, hogy 2020-

kidolgozott Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program (JINKA)

ig legalább 300 kutatással-fejlesztéssel-innovációval foglalkozó

előmozdítja az akadémiai intézményeknek a vállalkozásokkal való

(FP7), és több K+F kezdeményezést indított el az internet technoló-

A hazai összefogás érdekében, az NIH kezdeményezésére

giájának, hálózatának és szolgáltatásainak radikális megújítására (Fu-

2011-ben megalakult a Jövő Internet Nemzeti Technológiai Plat-

kisvállalat (ún. „gazella”) találja meg globális piaci számításait. A

együttműködését, amely a hazai innováció egyik kitörési pontja.

ture Internet Research and Experimentation, Internet of Things, Net-

form (NTP), melynek számos, az internet kutatásokkal foglalkozó

Nemzeti Kutatás-fejlesztési és Innovációs Stratégia célrendszeré-

Az NIH a H2020 programba való magyar bekapcsolódás előse-

worked Electronic Media, Future Internet Public-Private Partnership

hazai kutatóhely és vállalkozás lett a tagja. Az NIH szorosan együtt-

ben az NIH kiemelt feladatának tekinti a hazai „start-up” ökoszisz-

gítése során támaszkodik a FIRST projekt és a Kutatási Program

– FI PPP). A korábbi programok a 2014-2020-as időszakra vonatkozó

működik a Platformmal, hogy erősítsük Magyarország és a magyar

téma kiépítését, melyet számos eszközzel igyekszik elősegíteni.

eddigi eredményeire, és támogatja bemutatásukat és a közösség

EU-s K+F Keretprogramban, a Horizont 2020-ban folytatódnak, de

kutatók pozícióját a jövő internet kutatásokban.

Reményeink szerint az NIH által kidolgozott Akkreditált Techno-

megjelenését az EU szakmai testületeiben és fórumain.

olyan új kezdeményezések is születtek, mint pl. az ötödik generációs

A jövő internet, mint az infokommunikációs technológiák

lógiai Inkubátor pályázat, a JEREMIE kockázati tőke program, és

mobil távközlés technológiájának kutatására és fejlesztésére vonat-

egyik eleme, azért is különösen fontos a nemzetgazdaság fejlődé-

az induló vállalkozások hazai és külpiaci megjelenését támogató

szág növekedési pályára lépett. Ahhoz, hogy Magyarország legyen

kozó 5G PPP Infrastruktúra program, amely alapjaiban változtathatja

se szempontjából, mert ún. kulcstechnológiaként („Key Enabling

rendezvények, „meetup-ok” hozzájárulnak ahhoz, hogy Budapest

a következő sikertörténet, gazdasági szerkezetváltozás szükséges, és

meg az infokommunikáció mai architektúráját.

Technology”) szinte minden terület innovációjára és hatékony-

legyen a régió „start-up” központja. A hazai „start-up” kezdemé-

az iparban emelni kell a magas szellemi hozzáadott értéket képvise-

A Nemzeti Innovációs Hivatal (NIH) aktív részvételével Ma-

ságára hatással van, így közvetve és közvetlenül meghatározza a

nyezések fókuszában sok esetben újszerű internetes alkalmazások

lő termékek arányát. A szerkezetváltás céljából arra törekszünk, hogy

gyarország kezdettől fogva bekapcsolódott az EU Future Internet

régióknak és az egyes országoknak a versenyképességét. Ez Ma-

és megoldások állnak, és már eddig is több olyan vállalkozás tűnt

Magyarország innovációs központtá váljon, és egyre több magyar

(FI) K+F kezdeményezéseibe, és sok magyar kutatócsoportnak

gyarországra is igaz, mivel az IKT szektor a magyar GDP mintegy 12

fel, amelyekre nemzetközi szinten is felfigyeltek.

innovatív cég lépjen ki a globális piacra. A jövő internet területén

segített részt venni a programokban. Az NIH alapító tagja az EU

%-át adja, és az ágazatban foglalkoztatottak száma az OECD orszá-

Future Internet Fórumának, így befolyásolhatjuk az Európai Unió

gok többségével összevetve kiemelkedően magas hazánkban.

Ahhoz, hogy Magyarország aktív részese legyen a jövő internet világának és az általa generált innovációs forradalomnak,

A legújabb kimutatások és a külföldi elemzők szerint Magyaror-

végzett kutató-fejlesztő munka hozzájárul céljaink eléréséhez, és ahhoz, hogy az innováció a magyar gazdaság motorja legyen.

11

12



BEVEZETÉS

BEVEZETÉS

A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program indítását az Új Széche-

A Program alapvető célja egy olyan kutatás – fejlesztés –

nyi Terv keretében az előremutató infokommunikációs techno-

innovációs program formálása és megvalósulásának előse-

lógiák kutatására 2012-ben kiírt TÁMOP pályázat (TÁMOP 4.2.2.C)

gítése, amely kapcsolódik a nemzetközi és kiemelten az EU

tette lehetővé, amelynek egyik nyertese a „Jövő internet kutatása

kutatási főirányaihoz és jelentős hatást gyakorol Magyarország

az elmélettől az alkalmazásig (Future Internet Research, Services

technológiai fejlődésére, a gazdaság versenyképességére és a

and Technology - FIRST)” című pályázat lett. A 2012 októberében

társadalomra. Ennek keretében a Program célja:

indult FIRST projekt a Debreceni Egyetem vezetésével konzorciumi szervezetben valósul meg, amelynek tagjai a Debreceni Egye-

•

a hazai jövő internet témakörű kutatási és innovációs

tem Informatikai Kara, az Egyetemközi Távközlési és Információs

tevékenység nyomon követése, támogatása, szinergiák

Központ, a Nemzeti Információs Infrastruktúra Fejlesztési Intézet

keresése, új kutatási irányok kezdeményezése,

és az MTA Atommagkutató Intézete. A FIRST projekt kereté-

•

nemzetközi kutatási programokban való részvétel

ben 2013 elején jött létre a Jövő Internet Kutatáskoordinációs

elősegítése, különösen a Horizont 2020 programban való

Központ (FIRCC), amelynek alapítói a konzorciumi tagok mellett a

eredményes szereplésre,

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem lett.

•

A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program/Akcióprogram (JINKA) a Jövő Internet Nemzeti Technológiai Platform (FINTP) kezde-

előmozdítása, •

ményezésére és a Jövő Internet Nemzeti Kutatáskoordinációs Központ (FIRCC) szervezésében jött létre 2013 márciusában. A

az egyetemi-akadémiai szférán belüli együttműködésének az egyetemi-akadémiai szféra és az üzleti szféra prekompetitív alapú együttműködésének elősegítése,

•

Program kezdeti listája a FIRST projekt kutatási programjára épült

az internet technológia és tudomány hazai művelésének ápolása.

(29 téma, JINKA1.0). A Program azóta folyamatosan kiegészült más kutatási pályázatokban nyertes jövő internet témakörű

A Programot a Jövő Internet Kutatáskoordinációs Központ

kutatási témákkal és a programhoz csatlakozó intézmények

menedzseli a Jövő Internet Nemzeti Technológiai Plat-

témajavaslataival (JINKA1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 2.0). A JINKA2.1 a 2014.

formmal együttműködve. Kétféle tagság került meghir-

februári állapotot tükrözi, amely már 34 intézmény 132 téma-

detésre:

Dr. Bakonyi Péter a FINTP és a JINKA Szerkesztő Bizottság elnöke

A Programhoz eddig az alábbi 34 szervezet csatlakozott:

Alapító tagok Debreceni Egyetem (DE) Jövő Internet Kutatáskoordinációs Központ (FIRCC) Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Egyetemközi Távközlési és Informatikai Központ (ETIK) Nemzeti Információs Infrastruktúra Fejlesztési Intézet (NIIFI) MTA Atommagkutató Intézet (ATOMKI)

Rendes tagok AITIA International Zrt. Budapesti Corvinus Egyetem (BCE) Campden BRI Magyarország Kft. Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) Eszterházy Károly Főiskola, Eger (EKF) Magyar IPv6 Forum Magyar Telekom Rt. Miskolci Egyetem (ME) MTA Számítástudományi és Automatizálási Kutató Intézet (SZTAKI) MTA-BME Lendület Jövő Internet Kutatócsoport Nemzeti Média és Hírközlési Hatóság (NMHH)

Nyugat-magyarországi Egyetem, Sopron (NymE) Óbudai Egyetem (ÓE) Országos Széchényi Könyvtár (OSZK) Pannon Egyetem, Veszprém (PE) Pázmány Péter Katolikus Egyetem (PPKE) Pécsi Tudományegyetem (PTE) Szegedi Tudományegyetem (SZTE) Széchenyi István Egyetem, Győr (SZE) 3DICC Kutatólaboratórium

Pártoló tagok Antenna Hungária Rt. Fujitsu Technology Solutions Kft. Hírközlési és Informatikai Tudományos Egyesület (HTE) IBM Magyarország NMH - ITK Párbeszéd Bizottság Oracle Hungary Safepay Kft. SAP Magyarország

javaslatát tartalmazza és a hazai jövő internet kutatások szinte teljes gyűjteményének tekinthető. A Program a kutatási témákat

Rendes tag: aktív részt vállal a program megvalósításában,

•

Pártoló tag: támogatja programot, tanácsaival segíti a

Jelen anyag a JINKA 2.1 Jövő Internet Nemzeti Kutatási Programban elért kutatási eredményeket mutatja be, a Program szerkezetét

megvalósítást.

követve 83 kutatási téma eredményeit összegzi.

kilenc fejezetbe rendezi, amely mindegyike egy-egy szélesebb kutatási területet ölel fel, és fejezetenként 5 – 7, összesen 52 témakört nevesít.

A Programot hattagú Irányító Bizottság felügyeli. A Program naprakészségét a Program Szerkesztő Bizottsága biztosítja, amelybe

•

egy vagy több témával.

minden alapító és rendes tag egy-egy személyt delegál.

13

14



BEVEZETÉS

BEVEZETÉS

Jövő internet kutatási eredmények: Bevezetés Az internet jelenlegi korlátai, a már jelentkező és a potenciálisan várható igények, illetve a technológia lehetőségek megszabják a kutatás-fejlesztési célokat, a kritikus kutatási kérdéseket, és a klasszikus internet koncepciójának átgondolására késztetnek, az internet jövőképének megfogalmazását igénylik. A jövő internet kutatási eredmények bemutatásához a kritikus kutatási kérdésköröket csoportosítjuk, rendszerező rétegmodellt fogalmazunk meg.

Jövő internet víziók

Dr. Sallai Gyula egyetemi tanár, BME tudományos igazgató, FIRCC

Az 1. ábrán javasolt jövő internet vízió a NWGN kutatás-orien-

•

A skálázható, flexibilis, szolgáltatás tudatos hálózat

tált víziójának és az FN szabványosítás-orientált víziójának

célkitűzése egy kapacitásában bővíthető, funkcionálisan ru-

formai és tartalmi kombinációja, amely számításba veszi a jövő

galmas hálózati architektúrára utal, amely különféle és fejlődő

internet seregszemlék eredményeit is. Az ábra demonstrálja a

követelményű szolgáltatások széles körét befogadni képes. A

három koncepciót, az emberek internetét, a tárgyak internetét

jövőbeni hálózati architektúráknak nemcsak a jelenlegi szol-

és kiterjesztésüket, a minden internetét, mint a vízió pilléreit,

gáltatásokat (e-mail, böngészés stb.) kell támogatniuk, hanem

jelzi az intelligens, nagy értékű, a felhőben szolgáltatásosként

az újonnan jelentkező szolgáltatásokat is, mégpedig úgy,

nyújtott alkalmazások sokaságát (intelligens város, otthon,

hogy az igényelt többlet funkciók a kommunikációs, számítási

iroda, intelligens közlekedés, energia, e-business, e-közigazga-

és tárolási erőforrások és a működési költségek gyökeres növe-

tás, e-egészségügy, e-oktatás, 3D média, stb.) és megjelöli az

kedése nélkül nyújthatók legyenek. A hálózati architektúrának

A japán National Institute of Information and Communications

Az International Telecommunication Union Távközlésszabvá-

öt stratégiai célkitűzést. A stratégiai célkitűzések az NWGN és az

fejlett mobilitás kezelési képességekkel kell rendelkeznie és

Technology (NICT) 2008-ban készítette el az első víziót az Új

nyosítási szektora (ITU-T) a jövő hálózatok (Future Networks

FN víziók célkitűzésein alapulnak, és az alábbiak:

képesnek kell lennie a fokozott megbízhatósági és biztonsági

Generációs Hálózatok (New-Generation Networks – NWGN)

– FN) szabványosításának megalapozásaként készítette el vízi-

számára, amely kutatási célok, technológiai követelmények

óját. Az ITU-T - a várhatóan 2015-2020 között kibontakozó FN,

megfogalmazását célozta meg úgy, hogy az NWGN új értéke-

mint hálózati rendszerek szabványosítása során - két, egymást

ivel társadalmi problémák megoldását (energia szűkössége,

kiegészítő megközelítést kombinált: a „top down” módszert,

egészségügyi ellátás, bűnözés megelőzése, technológiai

a célkitűzésekből és tervezési szempontokból való kiindulást,

szakadék stb.) és a jövő tudástársadalmának megvalósítását

és a „bottom up” módszert, a szóba jövő, viszonylag már érett

mozdítsa elő [1]. Víziójuk öt hálózati célt azonosított az NWGN

technológiákból való építkezést. Az ITU-T Y.3001, 3011, 3021 és

kutatás-fejlesztési stratégia számára, amelynek sémáját a jövő

3031 Ajánlásai (Recommendations) négy olyan alapvető célt

internet európai seregszemlék (Future Internet Assemblies, FIA

azonosítanak, amelyek a jelenlegi hálózatok tervezése során

2011 Budapesten és Poznanban, FIA 2012 Aalborgban, FIA2013

nem kaptak elegendő figyelmet [7, 8]. A jövő internetéhez

Dublinban) átvettek jövő internet víziójukhoz és folyamatosan

hasonlóan az Ajánlások az FN-t úgy írják le, mint a kommuniká-

továbbfejlesztettek, a jövő internet általános törekvéseként egy

ciós, számítási és tárolási erőforrások egységes infrastruktúráját,

intelligens, fenntartható világot, egy innovatív, biztonságos

amely összekapcsolja és összehangolja az emberek, tárgyak,

társadalmat fogalmazva meg [2, 3, 4, 5, 6].

tartalmak, számítógépek, felhők és dolgok jövőbeni internetét.

követelményű kritikus szolgáltatások támogatására is. Intelligens, innovatív és biztonságos társadalom

• A virtuális, erőforrás tudatos hálózat célkitűzése a kombinált kommunikációs, számítási és tárolási erőforrások, röviden

Adat és tartalom tudatosság: Big Data, tartalom ID

Környezet tudatosság, fenntarthatóság

Intelligens, nagyértékű alkalmazások sokasága a Felhőben

a hálózati erőforrások virtualizációjára és egy egységes hatékony hálózati erőforrás menedzsmentre utal. A hálózat virtualizációja a hálózati erőforrások részekre osztását, a részek virtuális erőforrásként való absztrahálását, valamint a virtuális hálózati erőforrások és a hálózati funkciók szükség szerinti

Emberek Internete

Skálázható, flexibilis hálózatok, szolgáltatás tudatosság

Tárgyak Internete

Minden Internete

Virtuális hálózatok, erőforrás tudatosság

felhasználásával logikailag egymástól elszigetelt, szoftver alapú virtuális hálózatokba való egyesítését jelenti. Ily módon a szolgáltatások a virtualizált erőforrásokat rugalmasan vehetik igénybe, és lehetővé válik egy fizikai hálózaton több logikailag

1. ábra | Jövő internet vízió, az NWGN, FN és FIA víziók alapján

elkülönült, virtuális hálózat létrehozása.

15

16



BEVEZETÉS

•

Az adat és tartalom tudatosság célkitűzése a különféle és nagy mennyiségű adatok (Big Data) használatához, kezeléséhez és átviteléhez kapcsolódik. A tárgyak inter-

BEVEZETÉS

#9: Kísérletek, szabványok, szabályozás

A jövő internet kutatási témák rendszerezése

nete és a különböző médiaforrások hatalmas mennyiségű

Jelen FIRCC Jelentés a magyarországi jövő internet kutatások

adatot generálnak, beleértve 3D és kognitív tartalmakat is,

témáit és eredményeit mutatja be. A kutatási témákat téma-

amelyek hatékony feldolgozást és továbbítást igényelnek.

kódjuk alapján azonosítjuk és sorrendezzük. A témakódok a

A kommunikáció a jelenlegi hálózatokban globális helyazo-

jövő internet témák FIRCC által kidolgozott és alább bemutatott

nosításon és hely alapú irányításon alapul. Ha a különböző

rendszerezésén alapulnak.

#7: Kiberfizikai rendszerek és alkalmazások #6: Tárgyak internete

A jövő internet kutatási témákat, közleményeket tanulmányoz-

egy tartalom ID alapú irányítás révén a legközelebbi adat-

va – különösen a FIA (Future Internet Assembly) 2010 és 2013

központból elérhető.

közötti rendezvényeit és kiadványait [2, 3, 4, 5, 6], a Horizont

#4: Adat és tartalom technológiák #3: Jövő internet hálózati architektúrák

2020 munkaprogramját [9], valamint a hazai jövő internet kuta•

A fenntarthatóság, környezet tudatosság célkitűzése

tási tevékenységet [10] –, azonosíthatjuk a kutatási területeket

az energia tudatosságra és a hatékony spektrum használatra

és a releváns kutatási témaköröket. A kutatási területeket egy

utal, de felölelhet bármilyen más ökológiai szempontot is.

rétegmodell szerint rendezzük, amelynek egyes rétegei a jövő

Az internet forgalom óriási növekedése az energiafelhasználás

internet kutatás fejezeteit képezik, az alapkutatástól kezdve az

intenzív növekedését eredményezi; ezért az energia tudatos-

alkalmazott kutatásokon (Internet Engineering) keresztül az

ság kulcstényezővé vált (Zöld hálózat). Az energiával való ta-

internet alkalmazásokig [11]. A 2. ábra mutatja a kilencrétegű

karékosság érdekében egyrészt a hálózatok optimalizálására,

modellt, a kilenc kutatási fejezetet és azok kapcsolódásait a

a forgalmi terhelések és hálózati kapacitások csökkentésére

kutatás-fejlesztés három fő célterületéhez. Az internet tudo-

kell törekednünk, másrészt javítani kell az energiafelhasználás

mány alapkutatása képezi a legalsó réteget, az első fejezetet.

hatékonyságát alacsony teljesítményigényű elektronikai esz-

Felette az Internet Engineering, a mérnöki kutatások öt réteget

közök és dinamikus szabályozási technikák alkalmazásával.

alkotnak (2….6. fejezetek). Az alkalmazások, kísérleti rendszerek, szabványosítás és szabályozás három réteget képeznek (7., 8. és

•

Az intelligens, innovatív és biztonságos társadalom,

9 fejezet). A 2. ábra jelzi az egyes kutatási fejezetek más kutatási

mint a jövő internet általános célkitűzése foglalja magába a

célokhoz való kapcsolódásait is. A következőkben definiáljuk a

társadalmi célokat és szempontokat (társadalom tudatosság,

kutatási fejezeteket és azonosítjuk releváns kutatási témakörei-

szociális hálók, társadalmi kölcsönhatások, kiterjesztett való-

ket, összesen 52 témakört [12].

ság stb.). A jövőben az internet nélkülözhetetlen infrastruktúrává, közművé válik, a globális hálózathoz való hozzáférés

1. Internet alapkutatások (Internet tudomány)

várhatóan az egyik alapvető emberi jog lesz. A jövő interneté-

Az „Internet tudomány” alapkutatások az internet hálózatnak

nek tekintetbe kell venni társadalmi-gazdasági célokat, mint

és a társadalommal való egymásra hatásának integrált,

az internet kormányozhatóságát (pl. a piacra lépés korlátai,

interdiszciplináris megértését célozzák, felölelve az összes,

a létesítés és működtetés élettartam költségei, univerzális

internetet tanulmányozó tudományterületet (matematika,

szolgáltatások), az internet alapú innováció ösztönzését, az

műszaki, humán, társadalmi stb.). A releváns kutatási témakörök

információ biztonságot, a személyes adatok védelmét.

az alábbiak:

Jövő Internet technológiák: Hálózati architektúrák, adat és tartalomkezelési módszerek (Internet Engineering)

#5: 3D Internet és kongnitív infokom

adatközpontokban elhelyezett azonos tartalmak azonos tartalom azonosítót (ID) kapnak, akkor a kívánt tartalom

Jövő Internet megoldások: intelligens tartalomszolgáltatások és alkalmazások fejlesztése és vizsgálata (Internet Services and App’s)

#8: Jövő internet közösségi alkalmazások

Jövő Internet alapok: Hálózat tudomány, kriptográfia, internet társadalmi hatásai, kormányozhatósága (Internet Science)

#2: Jövő internet modellezés, elemzés és tervezés #1: Internet alapkutatások

2. ábra | Jövő internet kutatások rétegmodellje

A) Hálózat tudomány: nagyméretű rendszerek modellezése,

A releváns kutatási témakörök:

A) Hálózat modellezés és teljesítmény analízis;

jellemzőinek kutatása stb.;

B) Számítástudomány, a számításelmélettől a számítógép

B) Sorbanállási modellek, forgalomelemzés, tervezés

architektúráig;

C) Kapcsolódó alapvető technológiák, mint kvantum

C) Kommunikációs rendszerek (moduláció, kódolás,

és nanotechnológia stb.;

és optimalizálás; hozzáférés, spektrumhasználat);

D) Biztonság, kriptográfia;

D) Erőforrás allokációs és optimalizációs módszerek;

E) Humán szempontok (viselkedés, bizalom, kognitív

E) Hálózatos médiaszolgáltatások vizsgálata (video folyam/

folyamatok, társadalmi hálók);

F) Internet gazdaságtan, játékelmélet;

streaming, VoIP, IPTV);

F) Monitorozás, hibafeltárás, hibalokalizálás, hibajavítás.

G) Jog és kormányozhatóság (személyiségi jogok,

hálózat semlegesség stb.).

2. Jövő internet modellezés, elemzés és tervezés

3. Jövő internet hálózati architektúrák

E fejezetbe tartozó rendszertechnikai jellegű kutatási témák

Új hálózati architektúrák szükségesek a társadalmi kihívások tel-

a jövő internetét megalapozó modern infokommunikációs

jesítéséhez, amelyeket a jelenlegi, klasszikus internet nem képes

rendszerek, hálózati koncepciók és technológiák modellezését

hatékonyan kielégíteni. E központi jelentőségű kutatási terület az

és sokoldalú elemzését (teljesítmény, skálázhatóság, stabilitás,

új hálózati architektúrákra és protokollokra, működési mechaniz-

rendelkezésre állás, rugalmasság, szolgáltatás minőség, stb.), vala-

musokra, a szolgáltatás központúságra és a hálózat virtualizáció-

mint új vizsgálati és tervezési módszerek kidolgozását célozzák.

jára fókuszál, mint:

17

18



BEVEZETÉS

BEVEZETÉS

A) Követelmények (skálázhatóság, biztonság,

D) Virtuális kollaboráció, 3D internet alapú szabályozás

8. Jövő internet közösségi alkalmazások

szolgáltatásminőség, rendelkezésre állás, robusztusság,

A felhasználók állandó (always on) hozzáférést igényelnek olcsó,

A) Kísérleti rendszerek, tesztbedek, kísérleti módszerek;

rugalmasság stb.) és koncepciók (pl. virtualizálás);

E) 3D és 4D tartalom előállítása és megjelenítése, eszközök

biztonságos, felhasználó-barát, személyre szabott, környezet-tu-

B) Kísérleti szolgáltatások, tapasztalatok;

datos mobil alkalmazások sokféleségéhez, amelyek egy növekvő

C) Társadalmi - gazdasági tanulmányok, üzleti modellek;

összetettségű erősen összekapcsolt infrastruktúrán valósítandók

D) Szabványosítás (kommunikáció, azonosítás, virtualizálás,

6. Tárgyak internete (IoT)

meg. Az IoT releváns az intelligens környezet és tér megterem-

D) Jövő média hálózatok, tartalom centrikus, tartalomelosztó

A tárgyak internete (Internet of Things – IoT) a jövő internet vízió

tésében. A felmerülő kérdések megválaszolása interdiszciplináris

E) Szabályozás (műszaki, gazdasági, tartalom).

kulcseleme, amely a legkülönfélébb eszközök (dolog, szenzor,

kutatásokat kíván:

E) Network computing: mindenütt jelen levő (ubiquitous), grid,

gép stb.) milliárdjainak valós-idejű összetett összekapcsolását és

A) Alkalmazási platformok és funkciók fejlesztése közösségi

A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program (JINKA) a benevezett

együttműködését célozza. A kapcsolódó kutatások a felmerülő

érzékeléshez;

témákat e kilenc fejezetbe, azon belül e témakörökbe rendezi.

F) Virtuális hálózatok, szoftver definiált hálózatok (SDN), hálózati

technológiai, kommunikációs, működtetési és biztonsági kérdé-

B) Intelligens otthoni és irodai alkalmazások;

Minden témához (T) egy TNMP alakú azonosító kódot rendel,

sekre keresik a megoldást:

C) Intelligens egészségügyi és jóléti alkalmazások;

ahol N (1…9) a fejezetet, M (A, B..G, X) a fejezeten belül a téma-

G) Felhő infokommunikáció (NaaS: Network as a Service, PaaS:

A) IoT képes technológiák (RFID, NFC stb.), szenzorok

D) Intelligens üzleti alkalmazások;

kört, P a témakörön belüli sorszámot (1, 2…) jelöli, pl.: T2F7.

E) Intelligens közigazgatási alkalmazások;

A JINKA2.1 132 regisztrált témát tartalmaz az 52 témakörbe

B) Azonosítási eljárások, nevezés, címzés, IPv6 stb.;

F) Intelligens városi alkalmazások (Smart City);

csoportosítva [10]. Néhány témakörben nem regisztráltak

4. Adat és tartalom technológiák

C) IoT eszközök kommunikációja, IoT infrastruktúrák,

G) Egyéb intelligens közösségi és kognitív alkalmazások.

témát, egyes témakörökben ötöt, vagy többet is.

A hatalmas mennyiségben jelentkező adat és multimédia

tartalom kezelése a jövő internet fejlesztések alapvető hajtó ereje.

D) Szoftver megoldások, adatkezelés, biztonsági eljárások:

9. Kísérleti rendszerek, szabványosítás és szabályozás

Jelen FIRCC Jelentés közülük 83 kutatási témát mutat be. Feje-

Az ide tartozó kutatási témák az adatok jelentésének feltárá-

önadaptív biztonsági mechanizmusok és protokollok,

E fejezet olyan gyakorlatias témákat ölel fel, mint: a kísérleti és

zetenként – azon belül témakörönként csoportosítva – felso-

sát, bármilyen formájú információ gyűjtésének, keresésének,

önmenedzselő biztonságos IoT;

vizsgáló rendszerek követelményei, tervezése és együttműködé-

roljuk a regisztrált témákat, majd közülük a kiválasztott kutatási

kezelésének és közzétételének támogatását célozzák. A releváns

E) Szolgáltatástámogató platformok, heterogén adatgyűjtő

se, a kísérletek műszaki és szociális tapasztalatai, a jövő internet-

témákat részletesen ismertetjük, felölelve a kutatási téma és az

kutatási témakörök:

hez kapcsolódó szabványosítási tevékenység, valamint a felme-

eredmények rövid leírását, a téma hazai és nemzetközi beágya-

rülő komplex szabályozási kérdések. A témakörök az alábbiak:

zódását, kapcsolódásait, valamint a fontosabb közleményeket.

B) Internet irányítás: protokollok, eljárások, tartalom elosztás stb.;

és kommunikáció; és eljárások.

C) Mobil hálózati technológiák: mobilitás kezelés, fix-mobil kon

vergencia (FMC), hálózati koncepciók, 5G hálózati infrastruktúra; hálózatok (CCN, CDN); felhő számítástechnika; funkciók virtualizálása (NFV); Platform as a Service, CaaS: Communication as a Service…).

és aktuátorok, energia és spektrumtudatosság;

együttműködés, biztonság);

önmenedzselő hálózati rendszerek;

és feldolgozó infrastruktúrák.

A) Adat, szöveg és média bányászat; B) Big Data kihívások (3V: volume, velocity, variety) és megoldások;

7. Kiberfizikai rendszerek és alkalmazások

C) Szemantikus kereső algoritmusok, tudásfeltárás;

A kiberfizikai rendszerek (cyber-physical systems, CPS) a beágya-

D) Megjelenítés, vizualizáció;

zott ICT rendszerek olyan következő generációját jelentik, ame-

E) Digitális könyvtár funkciók.

lyek a tárgyak internetén keresztül összekapcsolódnak, együttműködnek, és innovatív intelligens alkalmazások és szolgáltatá-

5. 3D internet és kognitív infokommunikáció

sok széles körének nyújtására képesek. A legfontosabb kutatási

A háromdimenziós (3D) kommunikáció képes magába foglalni

irányok az alábbiak:

kognitív rendszereink teljesebb körét, nemcsak a hallást és látást,

A) Beágyazott és intelligens mérnöki rendszerek fejlesztése;

hanem a tapintást, gesztust, érzést, érzelmet, szaglást stb. is. A 3D

B) Intelligens gyártási alkalmazások, fizikai folyamatok mérése,

internet hatalmas potenciális távlatokat nyit és számos kutatási

szabályozása;

kihívást jelent, amelyek a lehetőségek valóra váltását célozzák:

C) Intelligens közlekedési, logisztikai és gépjármű alkalmazások;

A) 3D internet architektúra és médiatartalom;

D) Intelligens mezőgazdasági és élelmiszeripari alkalmazások;

B) Multimodális ember – gép interfészek;

E) Energiahatékonysági kutatások, energiatakarékos megoldá-

C) Kognitív infokommunikáció, kognitív tartalmak és csatornák;

sok, zöld ICT rendszerek.

Irodalom [1] Nishinaga, N.: NICT New-Generation Network Vision and Five Network Targets. IEICE Trans. on Communications, Vol. E93-B, No.3. pp. 446-449. March 2010. Online ISSN: 1745-1345, Print ISSN: 0916-8516 [2] Towards the Future Internet - Emerging Trends from European Research, Future Internet Assembly 2010, Valencia, 15-16 April 2010, Edited by Tselentis, G. et al. ISBN 978-1-60750-538-9/539-6, 2010, IOS Press, Amsterdam [3] The Future Internet - Future Internet Assembly 2011: Achievements and Technological Promises, Budapest, 17-19 May 2011, Edited by Dominigue, J. et al. LNCS 6656, ISBN 978-3-642-20898-0, 2011, Springer, Heidelberg [4] The Future Internet – Future Internet Assembly 2012: From Promises to Reality, Aalborg, 9-11 May 2012, Edited by Alvarez, F. et al. LNCS 7281, ISBN 978-3-642-30240-4, 2012, Springer, Heidelberg [5] The Future Internet - Future Internet Assembly 2013: Validated Results and New Horizons, Dublin, 8-10 May 2013, Edited by Galis, A. and Gavras, A. LNCS 7858, ISBN 978-3-642-38081-5, 2013, Springer, Heidelberg [6] Wainwright, N., Papanikolaou, N.: The FIA Research Roadmap, Priorities for Future Internet Research. Introduction in: The Future Internet – Future Internet Assembly 2012: From Promises to Reality, pp. 1-5. 2012, Springer, Heidelberg [7] Matsubara, D., Egawa, T. et al: Open the Way to Future Networks – A Viewpoint Framework from ITU-T. In: The Future Internet - Future Internet Assembly 2013: Validated Results and New Horizons. pp. 27-38. 2013, Springer, Heidelberg [8] ITU-T Recommendation Y.3001: Future Network Vision – Objectives and Design Goals, 2011 [9] European Commission: HORIZON 2020 - The Framework Programme for Research and Innovation. Brussels, 2011. Work Programme (2014-2020) 5.i. Leadership in enabling and industrial technologies: Information and Communication Technologies. Annex 6 to Decision. December 2013. p. 107. [10] Bakonyi, P., Sallai, Gy.: A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program – JINKA2.1, p. 55, Budapest, 2014. február. [11] Sallai, Gy.: The FIRST Project and the Future Internet National Research Programme. Presentation. Future Internet PPP Workshop on Building an Eco-System for Delivering Innovative Future Internet Services and Applications. IEEE ICC 2013, Budapest, 13 June 2013. http://www.nih.gov.hu/nemzetkozi-tevekenyseg/jovo-internet/building-an-eco-system [12] Sallai, Gy.: Chapters of Future Internet Research. CogInfoCom 2013 - 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications, ISBN 978-1-4799-1-1543-9, Paper 27, pp.161-166. Track on Chapters of the Future Internet Science and Engineering. Plenary talk. Dec 2-6, 2013, Budapest

19


01

Témakörök, témajelentések és további regisztrált témák: A) Hálózat tudomány

T1A1 Infokommunikációs hálózatok elméleti alapjai, jellemzői T1A2 Nagyméretű hálózatok és komplex hálózati folyamatok modellezése és vizsgálata T1A3 Nagyméretű hálózatok elmélete, matematikai modellezése

B) Számítástudomány, számításelmélettől a számítógép architektúráig

T1B1 Nemhagyományos számítási modellek és architektúrák T1B2 Halmazapproximációra támaszkodó vizsgálatok T1B3 Processzus algebrák T1B4 Nem-klasszikus logikák és alkalmazásaik a kódolás és a mesterséges intelligencia területén

C) Kapcsolódó alapvető technológiák, kvantum és nanotechnológia

T1C1 Molekuláris kapcsolók, mint informatikai tároló rendszerek T1C2 Kvantummechanikai elvekre épülő információátvitel, feldolgozás és titkosítás kutatása T1C3 Eszközfüggetlen kvantuminformatika

D) Biztonság, kriptográfia

T1D1 Bizalmas adatok védelme, kriptográfiai protokollok T1D2 A biztonságos internet megteremtése T1D3 A jövő internet szoftverbiztonsági kérdései T1D4 Hálózatbiztonsági eljárások, tűzfal modellek és szabályok T1D5 Kritikus rendszerek biztonsága

E) Humán szempontok: viselkedés, bizalom, kognitív folyamatok, társadalmi hálók

T1E1 A bizalom szerepe a digitális világban

F) Internet gazdaságtan, játékelmélet

T1F1 Játékelméleti megközelítések az internet gazdaságtanban

G) Jog és kormányozhatóság, személyiségi jogok, hálózat semlegesség

22





T1A1

Infokommunikációs hálózatok elméleti alapjai

Résztvevő intézmény: DE Informatikai Kar Fazekas István, [email protected]

Nagy hálózatok modellezése Sok nagyméretű valós hálózat (WWW, szociális hálózatok,...) skálafüggetlen. Kutatásaink során nagy hálózatok ismert matematikai modelljeit terjesztjük ki, egy hálózatfejlődési mechanizmust írunk le, a hálózatok elemzését matematikai módszerrel és számítógépes szimulációval végezzük, és olyan jellemzőket határozunk meg, mint az aszimptotikus fokszám eloszlás, maximális fokszám, klaszterezettségi együttható. A diszkrét véletlen struktúrák vizsgálata, az általánosított elhelyezési séma elméleti alapot is ad a hálózatok további vizsgálatához.

diszkrét véletlen struktúrák vizsgálata elméleti alapot adhat a hálózatok vizsgálatához. Az általános elhelyezési séma olyan modellosztály, amely többek között magába foglalja a hagyományos elhelyezési sémát és bizonyos véletlen erdőket. Az általánosított elhelyezési séma esetén több aszimptotikus eredményt értünk el: nagy számok törvényeit, határeloszlás-tételeket. Például nagy számok erős törvényét igazoltuk a véletlen erdőkben lévő, k csúcsot tartalmazó fák számára. Definiáltuk a séma újabb változatait, amik aszimptotikáját szintén leírtuk. Például határeloszlás tételeket a k részecskét tartalmazó cellák számáról.

A nagyméretű hálózatok vizsgálata az utóbbi

az egyenletes választás. A modell, amelyben

időszak jelentős témája. Empirikus vizsgálatok

négy választható paraméter van, a Back-

alapján kiderült, hogy sok hálózat (WWW,

hausz és Móri által 2012-ben javasolt, három

szociális hálózatok...) skálafüggetlen. Ez más

csúcspont interakcióján alapuló modell kiter-

szóval azt jelenti, hogy az aszimptotikus

jesztése. A gráf egyes összetevőinek (csúcsok-

• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 1. alprojekt 1.2c témája.

fokszámeloszlás hatványrendben cseng le. A

nak, éleknek, háromszögeknek...) a súlya azt

Legfontosabb publikációk:

valós hálózatok fejlődésének leírására Barabási

mutatja, hogy hány interakcióban vettek részt.

és Albert 1999-ben a preferential attachment

Skálafüggetlenséget bizonyítottunk a csúcsok

mechanizmust javasolta (azaz az új csúcs nagy

súlyára és fokszámára is. Tételeket bizonyítot-

eséllyel a magas fokszámú csúcsokhoz fog

tunk a rögzített csúcs súlyára és fokszámára,

❶ Fazekas, I., Porvázsnyik, B. Scale-free property for degrees and weights in a preferential attachment random graph model. Journal of Probability and Statistics, Volume 2013 (2013), Article ID 707960.

kapcsolódni). A modellnek számos módosítá-

valamint a maximális súly és a maximális

sa ismert. Például Cooper és Frieze 2003-ban a

fokszám aszimptotikájára. A tételeinkbeli

preferential attachment mellett az egyenletes

eredményeket számítógépes szimulációval is

választást is megengedte. Mi egy általános, N

alátámasztottuk. Számítógépes szimulációval

csúcspont kapcsolatán alapuló hálózatfejlő-

vizsgáltuk a modellek keverékeit, továbbá a

dési mechanizmust írtunk le. Ebben megen-

modellek további jellemzőit. Ezek további

gedett mind a preferential attachment, mind

elméleti vizsgálatokat vetítenek előre. A

Nemzetközi és hazai kapcsolódás:

❷ Fazekas, I., Porvázsnyik, B. Scale-free property for degrees and weights in an N-interaction random graph model. arXiv: 1309.4258v1 [math.PR] 17 Sep 2013 ❸ A. Chuprunov, I. Fazekas: Strong laws of large numbers for random forests. Acta Mathematica Hungarica 124 (1), 59-71. ❹ AN Chuprunov, I. Fazekas: An analogue of the generalised allo cation scheme: limit theorems for the number of cells containing a given number of particles. Discrete Math. Appl 22 (1), 101-122

23

24





T1A2

Nagyméretű hálózatok és komplex hálózati folyamatok modellezése és vizsgálata A téma a nagy hálózatok elméletének matematikai alapjait kutatja. A kutatási időszakban nagyméretű gráfok algoritmusaival és limesz-objektumaival foglalkoztunk. Alapvető kérdéseink voltak, hogy hogyan lehet egy nagy hálózat struktúráját mintavétellel megismerni, milyen tulajdonságok és paraméterek határozhatók meg ebben a modellben. Kidolgoztuk a tulajdonság-tesztelés alapfogalmait, fontos tulajdonságait. Új eredményeket értünk el a lokális algoritmusok, gráf sorozatok homomorfizmusai és konvergenciái területén.

Résztvevő intézmény: Eötvös Loránd Tudományegyetem, Matematikai Intézet Lukács András, [email protected]

a grafingok és a lokális algoritmusok terén több fontos részeredménnyel járultunk hozzá az Aldous-Lyons sejtés megértéséhez. Bizonyítottunk egy kategorizációs tételt a lokális algoritmusokról és kifejlesztettük az ide kapcsolódó algoritmusokat is. Gráfok kromatikus polinomjainak gyökmomentumairól bizonyítottunk be a B-S konvergens gráfsorozatokon érvényes konvergenciatételt. Algoritmikus problémák területén a hálózatok vizsgálatában fontos eszköz a csúcspáronkénti legrövidebb utak meghatározása, új algoritmust adtunk bizonyos nem konzervatív súlyozású gráfokban erre a problémára. Minimális költségű folyam probléma megoldására valósítottunk meg számos hatékony algoritmust. Átfogó mérési eredményeik

A kutatások során kidolgozásra került a téma szá-

morfizmusait, ezen belül a gráfpozitivitást és a

alapján ezek az implementációk gyorsabbnak bizonyultak az

mos alapfogalma: grafing, nem-determinisztikus

Sidorenko-sejtést. Fákon definiált Markov-láncok

eddig elérhető programoknál. Az elkészült kódok a LEMON gráf-

tulajdonság-tesztelés, reprezentatív csúcshalma-

konvergenciájával, viselkedésével foglalkoztunk.

manipulációs programkönyvtárban érhetők el.Folytattuk a „Nagy

zok, lokális-globális konvergencia. Megmutattuk,

Hálózatok Matematikája Szeminárium”-unkat, ahol kutatóink saját

hogy a sűrű gráfok esetében a determinisztikus

Vizsgálat tárgyát képezte, hogy a nagy hálózatok

és nem-determinisztikus tulajdonság-tesztelés

alapparaméterei, mint pl. csúcsainak a fokszámai

ekvivalens. Bebizonyítottuk, hogy lokális-globá-

milyen módon és mennyire szorosan határozzák

lis konvergencia limeszobjektumai a grafingok.

meg a hálózat egészét. Ennek során kis késleltetésű

Megmutattuk, hogy sűrű gráfok konvergenciája

algoritmust adtunk egy fokszámsorozatot realizáló

ekvivalens a rajtuk értelmezett statisztikus fizikai

összes gráf felsorolására, valamint vizsgáltuk, hogy

modellek konvergenciájával. Bevezettük a nagy

adott fokszámsorozat esetén maximum milyen

hálózat reprezentatív részhalmazának fogalmát,

messze lehetnek egymástól az ezt realizáló hálóza-

megmutattuk, hogy ennek mérete korlátozható

tok. Több nagyméretű hálózat (internet, kom-

a megengedett hiba függvényében. A nagy ritka

munikációs és szociális hálózatok) tulajdonságai

gráfok paramétereinek tesztelhetőségét illetően

közül az adott gráfot leíró paraméterek különböző

❸ T Jia, Y-Y Liu, E Csóka, M Pósfai, J-J Slotine, A-L Barabási: Emergence of bimodality in controlling complex networks, Nature Communications 4 (2013), Article number: 2002, doi:10.1038/ncomms3002

új eredményeket értünk el és új lokális algoritmu-

mintavételezési eljárással végzett becsléseinek a

❹ Z. Király: Monochromatic components in edge-colored complete uniform hypergraphs, European Journal of Combinatorics 35 (2014), pp. 374-376

sokat fejlesztettünk ki. Kutattuk gráfok homo-

hibáit vizsgáltuk.Korlátos fokszámú nagy hálózatok,

❺ L. Lovász, K. Vesztergombi: Nondeterministic property testing, Combinatorics Probability and Computing 22 (2013), pp. 749-762

és a téma legaktuálisabb eredményeit tárgyaltuk meg.

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • MTA Rényi ‘Lendület’ csoport és Graphs Research Group; ERC Advanced Research Grant no. 227701 • KTIA-OTKA under grant no. 77780. Legfontosabb publikációk: ❶ C. Borgs, J.T. Chayes, J. Kahn, L. Lovász: Left and right convergence of graphs with bounded degree, Random Struc. Alg. 42 (2013), pp. 1-28 ❷ P. Csikvári: Note on the smallest root of the independence polynomial, Combinatorics, Probability and Computing, 22 (01), (2013), pp. 1-8

25

26





T1A3

Nagyméretű hálózatok elmélete, matematikai modellezése Napjainkra olyan nagyméretű hálózatok alakultak ki, amelyek kezelése, a felmerült problémák megoldása feltételezi a hálózatok matematikailag precíz modellezését. Ezekkel a kihívásokkal csak új elméleti eszközök segítségével lehet szembenézni. Kutatási irányok: • Legrövidebb utak hossza élsúlyozott véletlen gráfokban. • Barabási-féle prioritási modell általánosítása. • Hálózatok generálása fraktálok segítségével. • Hálózatok spektrális klaszterezése és szimultán kétszempontos klaszterezése.

Résztvevő intézmények: ETIK BME Matematikai Intézet, Sztochasztika Tanszék Simon Károly, [email protected]

nem az. Célunk, hogy matematikailag precíz bizonyításokat

konvergenciát bizonyították két dimenzióban. Ugyancsak két

adjunk a témakör néhány eredményét illetően. Az Apollóniai

dimenzióban Frieze és Tsourakakis a gráf átmérőjénél szereplő

hálózatok (fraktálok segítségével konstruált determinisztikus

konstansra adtak felső becslést. A bizonyítás menete kihasználja

hálózat modell) rendelkeznek azokkal a tulajdonságokkal,

a hálózatoknak a konstrukcióból adódó hierarchikus szerkezét,

amelyekkel a valós hálózatok, köztük az internet is. Nevezetesen,

ami ad egy természetes megfeleltetést egy bizonyos folytonos

a csúcsok fokszáma hatványeloszlást követ, magas a klasztere-

idejű elágazó folyamattal, végül a felújítás elmélet alapjai és

zettség és jellemző a kis világ tulajdonság. A kis világ tulajdon-

nagyeltérés elmélet szükségesek, hogy a konstansokat ponto-

ság precíz bizonyítására került sor. Az eredmények prezentálva

san meghatározzuk.

lettek a Random Structures and Algorithms konferencián (Poznan, 2013) és egy cikk is elkészült. A fő eredmény, n-nel jelölve a gráf csúcsainak számát, hogy tetszőleges dimenziós véletlen Apollóniai hálózatokban az említett három mennyiség külön-külön log n-nel osztva valószínűségben különböző konstansokhoz konvergálnak. Mindegyik esetben ezek a konstansok

Bevezettük a spektrális klaszterezésben hasz-

a fraktálokból konstruálható komplex hallózat

pontosan meg vannak határozva. Továbbá a legrövidebb

nált mátrixokat (Laplace, modularitás és azok

modellekkel. Nevezetesen Barabási, Albert Vicsek

út hosszára centrális határeloszlás is bizonyításra kerül. Az

normált változatai) olyan módon, hogy azok

egy determinisztikus hálózat modelljét általáno-

eredmény korábbiakat általánosít, illetve terjeszt ki. Albenque

természetesen adódnak bizonyos kvadratikus

sítottuk és e szerzők szimulációkkal kapott állítása-

és Marckert a legrövidebb utakra vonatkozó valószínűségbeli

allokációs problémák megoldásakor. Tárgyaltuk

ira adtunk analitikus bizonyításokat. Vizsgáltuk a

ezen mátrixok spektruma közti kapcsolatokat, és

multifraktális tulajdonságokat mutató komplex

ismert gráfokra meghatároztuk a sajátértékeket

hálózatokat is. A fraktális tulajdonságú komplex

és sajátvektorokat. A reprezentációs problémát

hálózatok esetén a hálózatot alkotó közösségek


általánosítottuk együttes eloszlásokra, a nemline-

elsősorban nem az egyes közösségekben a cent-

• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 1.2e témája.

aritások kezelésére pedig a reprodukáló magú

rális szerepet játszó úgynevezett hub-ok mentén


Hilbert-terek elméletét használtuk. Foglalkoztunk

kapcsolódnak egymáshoz.

❶ Bolla Mária: Spectral Clustering and Biclustering, J. Wiley, 2013.

a szociális hálózatokban ún. community és

❷ Komjáthy Júlia, Simon Károly: Generating hierarchial scale-free graphs from fractals. Chaos Solitons Fractals 44 (2011), no. 8, 651–666.

anticommunity struktúra keresésére alkalmas

Ennek következtében a fraktális természetű háló-

❸ Kolossváry István, Komjáthy Júlia Vágó Lajos: Degrees and distances in random and evolving Apollonian networks, benyújtva CPC

Newman-Girvan modularitással a modularitás

zatok jobban ellenállnak a szándékos támadások-

❹ I. Kolossváry, J. Komjáthy: First Passage Percolation on Inhomogeneous Random Graphs, benyújtva AAP 2013 jan.

mátrix sajátértékei szempontjából. Foglakoztunk

nak. Például a WWW fraktális hálózat, az internet

❺ J. Komjáthy, K. Simon, L. Vágó: A generalization of Barabási priority model of human dynamics. Benyújtva. Stochastics and Dynamics

27

28





T1B1

Nemhagyományos számítási modellek és architektúrák A jövő internet fontos szereplői lesznek a párhuzamos rendszerek, illetve azok a technológiák, amelyek lehetővé teszik a rendelkezésre álló erőforrások igény szerinti, dinamikusan változó feltételeknek megfelelő, új típusú szervezését. A kutatás célja olyan nemhagyományos számítási paradigmákon alapuló formális modellek kidolgozása, amelyek segítségével új típusú párhuzamos architektúrák vizsgálhatók, illetve amelyek felhasználhatók a jövő internet elméleti alapjainak szempontjából fontos új típusú interakciós modellek kidolgozásában és tanulmányozásában.

Résztvevő intézmény: DE Informatikai Kar Nagy Benedek, [email protected] Vaszil György, [email protected]

tozatainak elfogadó erejét vizsgáltuk, segítségükkel a li-

tett kor-

neáris környezetfüggetlen nyelvek, illetve egy új determi-

látozott

nisztikus alosztályuk, a 2detLin osztály is jól jellemezhető

tárhelyet

[3]. A SAT (satisfiability) problémát (hatékonyan) megoldó

használó

változatos (masszívan párhuzamos) membrán algoritmu-

számlálós

sok vizsgálatával kapcsolatos eredményeket tartalmazza

automaták

az [5]. A membrán rendszerekkel (P rendszerekkel) kapcso-

(restricted

latosak a multihalmazokkal dolgozó kémiai alapon dolgo-

counter machine

Célunk egyrészt olyan párhuzamos számítási

paradigmákkal való kapcsolatának feltárá-

zó számítási modellek terén elért eddigi eredményeink is.

acceptor, RCMA) között

modellek fejlesztése (a hagyományos auto-

sát, azok alkalmazhatóságának vizsgálatát

A membrán automatákkal (P automatákkal) kapcsolatos

fennálló kapcsolatot vizsgáltuk. A membrán rendszerek és

mata modellek mintájára) amelyek a párhu-

párhuzamos számításokra. Ezzel kapcsolat-

kutatásokat Csuhaj Varjú Erzsébettel (ELTE Budapest)

a kémiai programozási paradigmát megvalósító ,,higher

zamos algoritmusok és számítások vizsgála-

ban Friedrich Ottoval (Kassel, Németország)

együttműködésben végezzük. A modell bizonyos változa-

order chemical language” típusú programozási nyelveken

tához szolgáltatnak elméleti alapot (ahogy az

közösen bevezettük az átlátszóbetűs véges

tának és ezek osztott, kooperáló rendszereinek számítási

specifikált kémiai programok egymáshoz való viszonyá-

előzőek a szekvenciális hagyományos számí-

automatákat (technikai nevén CD-systems of

erejét vizsgáló kutatásaink eredményeiből született az [1],

nak vizsgálatával kapcsolatos kezdeti eredményeinkről

tások elméleti alapjainak tekinthetőek), más-

stateless restarting R automata with window

melyben a P automaták és az erre a célra általunk beveze-

számoltunk be [2].

részt azoknak a multihalmaz-feldolgozáson

size 1), amelynek véges és veremautomata

alapuló számítási eszközöknek a vizsgálata,

verzióit is vizsgáltuk. Ezek az automata fajták

melyek közös jellemzője, hogy az ún. kémiai

hatékonyan tudják jellemezni a racionális és

számítási elv megvalósításának tekinthetők.

a környezetfüggetlen nyomnyelveket (trace

Ez a számítási paradigma azért érdekes, mert

languages). A nyomnyelvek a párhuzamos

a természetben zajló kémiai reakciók mintájá-

események leírásának egy korábban beve-

ra született: a számítás eredménye egyszerű

zetett és hatékonyan alkalmazható formái. A

építőelemek lokális interakciói segítségével

témában megjelent friss eredményekben a

mintegy emergens módon létrejövő globális

determinisztikus változatokat vizsgáltuk rész-

viselkedéséből olvasható ki. A nemhagyo-

letesen [4.]. A párhuzamosság legegyszerűbb

❷ Miklós Fésüs, György Vaszil: Chemical programming and membrane systems. In: Proc. International Conference on Membrane Computing, CMC14, Chisinau, Moldova (2013), 313-316.

mányos automatákkal kapcsolatos kutatások

formája, ha az input sztringet a két végéről

❸ Benedek Nagy: On a hierarchy of 5’ ➞3’ sensing Watson-Crick finite automata languages. Journal of Logic and Computation 23(4) 855-872, 2013.

magukban foglalják a hagyományos auto-

indulva dolgozzuk fel, ezt teszik az 5’-3’

❹ Benedek Nagy, Friedrich Otto: Deterministic pushdown-CD-systems of stateless deterministic R(1)-automata. Acta Informatica 50(4) 229-255, 2013.

mata modellek nemhagyományos számítási

Watson-Crick automaták. Ezek különböző vál-

❺ Benedek Nagy: On efficient algorithms for SAT. In: Proc. International Conference on Membrane Computing, CMC 13, LNCS 7762 (2013), 295-310.

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 1.2 témája. Legfontosabb publikációk: ❶ Erzsébet Csuhaj-Varjú, György Vaszil: On the power of P automata. In: Proc. Unconventional Computation and Natural Computation, UCNC 2013, LNCS 7956 (2013), 55-66.

29

30





T1B2

Halmazapproximációra támaszkodó vizsgálatok Motiváció: a bizonyosság hiányát kezelni képes döntési rendszerek elméleti hátterének kutatása. Eredmények: Az életlen halmazok elméletének általánosítása a vizsgált objektumokról korlátozottan rendelkezésre álló ismeretek alapján. Az általános approximációs térre támaszkodva konkrét problémák megoldását elősegítő modellek, logikai rendszer kidolgozása. A halmazapproximáció bázisán a korrelációs klaszterezés alkalmazásával új eljárás kidolgozása. A halmazapproximáció általánosítása multihalmazokra és alkalmazása a membrán számításokban.

Résztvevő intézmény: DE Informatikai Kar Mihálydeák Tamás, [email protected]

rán környezetének (egy régió határának) az absztrakt fogalmi megalkotása. Az életlen halmazokon alapuló megközelítés alapvetően fontosnak látszik a mesterséges intelligenciában, a kognitív tudományokban, olyan kutatási területeken, mint a gépi tanulás, az intelligens rendszerek, az induktív következtetés, a mintafelismerés, a meteorológia, az ismeretfeltárás, a dönté-

Az internetes tartalmak mennyiségi bővü-

határoztunk meg. Az általunk kidolgozott

lése új eszközök kifejlesztését kényszeríti

parciális approximációs térre támaszkodva

ki. Szükség van olyan elméletekre, ame-

egy-egy konkrét probléma megoldását elő-

lyek döntési szituációkban a bizonyosság

segítő modelleket, illetve logika rendszert

hiányát kezelni tudják. Kutatásunk kiinduló

dolgoztunk ki. Az új logikai rendszerben

pontja az 1980-es évek elején Z. Pawlak

egyrészt vizsgálható, hogy miként lehet

lengyel matematikus által kezdeménye-

a halmazelméleti eleme reláció gyakorlati


zett életlen halmazok elmélete (rough set

alkalmazása során fellépő korlátok logi-

theory) volt. Ez nem csak a homályosság-

kai következményeit vizsgálni, másrészt

nak (vaugeness), a nem egzakt (unexact)

lehetővé teszi az approximáció során nyert

❶ Csajbók Z., Mihálydeák T.: Fuzziness in Partial Approximation Framework. In: M. Ganzha, L. Maciaszek, M. Paprzycki (eds.) Annals of Computer Science and Information Systems, Vol. 1: Proceedings of the 2013 Federated Conference on Computer Science and Information Systems (FedCSIS 2013), September 8-11, 2013. Kraków, Poland, Kraków: IEEE Comput. Soc. Press, 2013. pp. 35-41.

sajátosságoknak egy matematikai modellje,

fuzzifikált eleme reláció logikai vizsgálatát.

hanem számos gyakorlati alkalmazása is

A halmazapproximáció bázisán a korreláci-

van az informatikában.

ós klaszterezés alkalmazásával új eljárást is kidolgoztunk.

Elsőként a Pawlak-i elméletet általánosítottuk arra az esetre, amikor a vizsgált objek-

Az általános approximációs tér fogalmait

tumokról csak korlátozott ismeretek állnak

általánosítottuk multihalmazokra is, amit

rendelkezésre. Az általánosított elmélet

a membrán számításokban alkalmaztunk.

keretében új approximációs függvényeket

Ennek eredményeképpen sikerült a memb-

selemzés és a szakértő rendszerek.

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 1.2d témája

❷ Mihálydeák T., Csajbók Z.E.: Membranes with boundaries. In: E. Csuhaj-Varjú, M. Gheorghe, G. Rozenberg, A. Salomaa, Gy. Vaszil (eds.): Membrane Computing, LNCS 7762, Springer, Berlin, Heidelberg, 2013, pp. 277-294. ❸ Mihálydeák T., Csajbók Z.E.: Partial Approximation of Multisets and its Applications in Membrane Computing. In: P. Lingras, M. Wolski, Ch. Cornelis, S. Mitra, P. Wasilewski (eds.) Rough Sets and Knowledge Technology: 8th International Conference, RSKT 2013, Halifax, NS, Canada, October 11-14, 2013, Proceedings, LNCS 8171, Berlin: Springer-Verlag, 2013. pp. 99-108. ❹ Mihálydeák T.: Partial first-order logic relying on optimistic pessimistic and average partial membership functions. In: G. Pasi, J. Montero, D. Ciucci (eds.) Proceedings of the 8th conference of the European Society for Fuzzy Logic and Technology (EUSFLAT-2013), Atlantis Press, 2013. pp. 334-339. ❺ Aszalós L., Mihálydeák T.: Rough Clustering Generated by Correlation Clustering. In: D. Ciucci, M. Inuiguchi, Y.Y. Yao, D. Ślęzak, G. Wang (eds.) Rough Sets, Fuzzy Sets, Data Mining, and Granular Computing: 14th International Conference, RSFDGrC 2013, Halifax, NS, Canada, October 11-14, 2013. Proceedings, LNCS 8170, Heidelberg: Springer Verlag, 2013. pp. 315-324.

31

32





T1B4

Nem-klasszikus logikák és alkalmazásaik a kódolás és a mesterséges intelligencia területén A kutatás célja egyes nem-klasszikus logika-osztályok algebrai/logikai vizsgálata és ezek alkalmazása a kódelméletben és a mesterséges intelligencia egyes területein. Az alapkutatás különösen a szubstrukturális logikákra irányul, illetve azok algebrai szemantikájára, a reziduált hálókra. A szubstrukturális logikák magukban foglalják egyebek között a klasszikus logikát, az intuícionista logikát, a szuperintuícionista logikákat, a többértékű logikákat, a releváns logikát, a lineáris logikát, a matematikai fuzzy logikákat és ezek nemkommutatív változatait. A kutatás eredménye az Involutív Uninorma Logikához kapcsolódó involutív FLe-algebrák területén számos új konstrukció bevezetése, strukturális leírás és osztályozás.

A fő cél nem-klasszikus logikák vizsgálata és

problémákká. Így kialakul egy geometria-al-

ezen eredmények alkalmazása a Mesterséges

gebra-logika-alkalmazás lánc, amelynek min-

Intelligencia és a kódelmélet egyes területe-

den egyes eleme és minden elempárja külön

in. Amint az ismert, az algebrai logika eszköz-

is érdekes. A 2013-as évben főként az algebra

tára alkalmat ad arra, hogy logikai kérdéseket

és az algebra-logika kapcsolatra összpon-

átfordítsunk algebraiakká. A szubstrukturális

tosítottunk: új involutív FLe-algebra konst-

logikák és reziduált hálók esetében egy

rukciókat vezettünk be, leírtuk ezek algebra

geometria-algebra kapcsolat, hasonlóan az

osztály struktúráját és egy meglehetősen

algebrai logikához lehetővé teszi, hogy al-

gyenge feltételekkel megadott alosztályát

gebrai problémákat fordítsunk át geometriai

osztályoztuk is.

Résztvevő intézmény: Pécsi Tudományegyetem Jenei Sándor, [email protected]

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0005 projekt III/2-es alprojektjének egyik témája. • Együttműködés a Sienai Egyetemmel és a linzi Johannes Kepler Egyetemmel. Legfontosabb publikációk: ❶ Sándor Jenei, László Kóródi, Pseudo Equality Algebras, ARCHIVE FOR MATHEMATICAL LOGIC 52:(5-6) pp. 469-481. (2013) ❷ Sándor Jenei, Franco Montagna, Strongly Involutive Uninorm Algebras, JOURNAL OF LOGIC AND COMPUTATION 23:(3) pp. 707-726. (2013) ❸ Sándor Jenei, Co-rotation, co-rotation- annihilation, and involutive ordinal sum constructions of residuated semigroups In: 19th Logic for the Programming Artificial Intelligence and Reasoning Conference. Stellenbosch, Dél-Afrika 2013.12.14-2013.12.19. ❹ Sándor Jenei, New involutive FLe-algebra constructions In: Tomáš Kroupa (szerk.) Volume of Abstracts MANYVAL 2013: Games, decisions and rationality.Prague, Csehország, 2013.09.04-2013.09.06 ❺ Sándor Jenei, Classification results on residuated lattices – a survey with new results, In: R Mesiar, E. Pap, E. P. Klement (szerk.), 34th Linz Seminar on Fuzzy Set Theory. Linz, Ausztria, 2013.02.26-2013.03.02.

33

34





T1C2

Kvantummechanikai elvekre épülő információátvitel, feldolgozás és titkosítás kutatása

Résztvevő intézmény: Pécsi Tudományegyetem Koniorczyk Mátyás, [email protected]

Alkalmazások a klasszikus információ- és bonyolultságelméletben, valamint kriptográfiában és kriptoanalízisben A kvantumos bolyongás, a véletlen bolyongás általánosítása a kvantuminformatika elterjedten vizsgált modell-rendszere. Egy mérési protokollal kiegészítve klasszikus sztochasztikus folyamatot kapunk, amely kvantumos elemet is tartalmazó információforrás egy lehetséges modellje. A kutatás egyik célja ilyen rendszerek vizsgálata. Információfeldolgozás céljából használt rendszerek kvantumállapotán végzett olyan transzformációkat is vizsgálunk, amelyek megvalósítása alapvető fizikai okok miatt nem lehetséges. Szemidefinit programozással meghatározzuk ezek közelítő megvalósítását, és elemezzük annak tulajdonságait. A kvantumos bolyongásokra épülő jelforrásokat a

terjeszteni. Az információ feldolgozása szem-

klasszikus információelmélet eszközeivel vizsgál-

pontjából lényeges, fizikailag nem megvalósítható

tuk. Kidolgoztunk egy technikát a kvantumos

műveletek optimális közelíthetőségét is vizsgáltuk.

bolyongásból mérési protokollal kapott sztochasz-

Implementáltuk a nem fizikai transzformációk

tikus folyamat, mint jelforrás entrópia rátájának

optimális fizikai közelítését meghatározó szemi-

kiszámítására. Megvizsgáltuk, hogy az entrópia

definit programozási algoritmust, és alkalmaztuk

ráta mennyiben tükrözi-e a háttérben lévő kvan-

a kvantum klónozás problémájára. Az irodalmi

tumos folyamat jelenletét, jellemzőit. Az entrópia

adatokkal egyező paraméterek mellett megkaptuk

rátát alkalmas eszköznek találtuk az ilyen problé-

a megvalósító folyamat Choi-reprezentációját. Az

mák vizsgálatára, és leírtuk annak skálázódását a

implementált eszközt több alapvető kérdés vizs-

klasszikus folyamattal összevetve. A továbbiakban

gálatára is használni kívánjuk, például a redundáns

a vizsgálatot általánosabb esetekre is ki kívánjuk

tárolás és a dekoherencia viszonyának vizsgálatára.

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • A Cseh Köztársaság Masaryk Egyetem Informatikai Kara (Brno) • A Szlovák Tudományos Akadémia Kvantuminformatikai Kutatóközpontja (Pozsony) Legfontosabb publikációk: ❶ B. Kollár and M. Koniorczyk: Entropy rate of message sources driven by quantum walks, submitted for publication ❷ L. Dani and M. Koniorczyk: 1 to 2 qubit cloners via semidefinite programming, poster, 10th Central European Quantum Information Processing Workshop 5-9 June 2013, Valtice, Czech Republic

35

36





T1C3

Eszközfüggetlen kvantuminformatika

Résztvevő intézmény: MTA Atommagkutató Intézet Vértesi Tamás, [email protected] Pál Károly Ferenc, [email protected]

A kvantum-nemlokalitás a kvantummechanika egyik fontos sajátsága, és a Bell-egyenlőtlenségek sértése révén érhető tetten. Ez a jelenség az eszközfüggetlen kvantuminfomáció-feldolgozás alapja, ami biztonságosabb protokollokat tesz lehetővé. Eljárásokat javasoltunk, amelyekkel ismeretlen fizikai rendszerek dimenzionalitását lehet ellenőrizni eszközfüggetlen módon. Létrehoztunk olyan többrészecskés Bell-teszteket, amelyekhez kevéssé hatékony detektorok is megfelelnek. Ugyancsak eredményeket értünk el a nemlokalitás és az összefonódottság kapcsolatának megértésében.

tisztázott. Ezen a területen is értünk el haladást. Bizonyítottuk, hogy bizonyos korábbi elvárásokkal ellentétben a kvantum-nemlokalitásból nem következik összefonódottság desztillálhatósága. Azt is megmutattuk, hogy bizonyos többrészecskés kvantumállapotok nemlokális jellege még akkor is bizonyítható lehet, ha csak a teljesen szeparábilis részrendszerein mért eredmények

A kvantum-nemlokalitás a kvantummecha-

menziótanúink ugyancsak képesek megkü-

korrelációit ismerjük. Vizsgáltuk az

nika egyik legmeg-határozóbb sajátsága. A

lönböztetni az azonos dimenziójú klasszikus

összefonódottság és a nemlokalitás

nemlokalitás a Bell-egyenlőtlenségek sértése

és kvantumrendszereket, ami hasznos lehet

viselkedését is részecskék elvesz-

révén érhető tetten, és ez az eszközfügget-

kvantuminformáció feldolgozása során.

tése esetén sokrészecskés kvan-

len kvantuminfomáció-feldolgozás alapja.

Ugyancsak célunk volt hatékony protokollok

tumrendszerekben. Kapcsolatot

Mivel a nemlokalitás hatása nem hamisítható,

kidolgozása több résztvevős elrendezések-

találtunk az állapot szimmetriája és

általuk egy készülék elvárt módon való mű-

ben, kihasználva a többrészecskés nemloka-

ezen viselkedés között, ami révén

ködése anélkül is ellenőrizhető, hogy belső

litás gazdag struktúráját. A jelenlegi fotonde-

megbecsülhető egy állapot aszim-

szerkezetének a részleteit ismernénk. Számos

tektorok korlátozott hatékonysága bizonyos

metriája eszközfüggetlen módon.

kvantuminformatikai feladat, mint a kvan-

kvantuminformatikai protokollok használatát

tumtitkosítás, vagy bizonyíthatóan véletlen

gátolják. Megmutattuk, hogy többrészecs-

számok előállítása, elvégezhető, és lényege-

kés rendszerekben a detektorok szükséges

sen biztonságosabbá tehető ily módon. Az

hatékonysága jelentősen csökkenthető a

utóbbi időben ezen elv alapján igyekeztünk

kétrészecskés esethez képest. A nemlokalitás

új alkalmazásokat kidolgozni. Tetszőleges

fogalma szorosan kapcsolódik a kvantum-

Hilbert-térbeli dimenzióval jellemezhető

mechanika egy másik alapvető jellegzetes-

kvantumrendszerekhez találtunk egyszerű és

ségéhez, az összefonódottsághoz. Mindkét

általános dimenziótanúkat. Ezekkel ismeret-

sajátság erőforrásként jelenik meg kvantum-

len fizikai rendszerek dimenzionalitását lehet

informatikai feladatokban, de az egymáshoz

❸ Navascues M. , de la Torre G. , Vértesi T. : Characterization of quantum correlations with local dimension constraints and its device- independent applications. Phys. Rev. X 4 (2014) 011011

ellenőrizni eszközfüggetlen módon. A di-

való viszonyuk még jelenleg sem tökéletesen

❹ Vértesi T., Laskowski W., Pál K.F.: Certifying nonlocality from separable marginals. Phys. Rev. A 89 (2014) 012115

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 • OTKA PD 101461 Eszközfüggetlen kvantuminformáció elmélet Legfontosabb publikációk: ❶ Brunner N. , Navascués M. , Vértesi T. : Dimension witnesses and quantum state discrimination. Phy. Rev. Lett. 110 (2013) 150501 ❷ Cavalcanti D. , Acín A. , Brunner N. , Vértesi T. : All quantum states useful for teleportation are nonlocal resources. Phys. Rev. A 87 (2013) 042104

37

38





T1D1

Bizalmas adatok védelme, kriptográfiai protokollok Kutatásainkat a kriptográfiai algoritmusok és protokollok elemzése, főleg az anonimitás és alkalmazásai, és a rendszerek formális elemzése témában végezzük. Több protokollt dolgoztunk ki e-szavazási, e-vizsgáztatási és e-fizetési rendszerekre, megerősítettük biztonsági szintjüket. Jelentős eredményeket értünk el hash függvények és véletlenszám generátorok matematikai konstrukcióinak vizsgálatában is. FPGA-ra olyan implementációt készítettünk, amelyik lényegesen gyorsabb, mint a hagyományos architektúrájú gépeken futók.

Résztvevő intézmény: DE Informatikai Kar Pethő Attila akadémikus, [email protected]

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • Kriptográfiai algoritmusok és protokollok c. Kutatóegyetemi pályázat (TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KONV-2010-0007), • Jövő Internet kutatások az elmélettől az alkalmazásig (TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001), 1.1. téma • Hiteles és anonim vizsgajavítási rendszer K+F+I pályázat (GOP-1.1.2-07/1-2008-0001), • ASP-COM kommunikációs protokoll kutatása titkosítási algoritmussal és web 2.0 vezérlővel az RKV rendszer ASP működtetéséhez K+F+I pályázat (KMR_12-1-2012-0022) Legfontosabb publikációk: ❶ Bérczes, J. Folláth and A. Pethő, On a family of collision-free functions, Tatra Mountains Math. Publ. 47, (2010), 1-13. ❷ A. Huszti and A. Pethő, A secure electronic exam system, Publ. Math. Debrecen, 77, (2010), 299—312. ❸ T. Herendi, R.S. Major: Modular exponentiation of matrices on FPGA-s, Acta Univ. Sapientiae, Informatica, 3, 2 (2011) 172 - 191

Sok olyan alkalmazás van, amikor a felhasz-

súlyt helyeztek a gyorsaságra. Az utóbbi idők

náló nem akarja felfedni a valódi identitását.

emblematikus támadásai mutattak rá arra,

Erre tipikus példa a titkos szavazás, amikor

hogy a gyorsaság nem lehet fő konstrukciós

biztosítani kell, hogy csak az szavazzon,

elv. Fontos tehát matematikai módszerekkel

akinek szavazati joga van, de ne lehessen

elemezhető és hatékony hash függvények

kideríteni, hogy ki mire vagy kire szavazott.

kidolgozása. Kriptográfiai algoritmusok

Ugyanebbe a problémakörbe tartozik az

további nélkülözhetetlen alkotóelemei a

olyan e-vizsgáztatás, amikor a vizsgázó és a

véletlenszám generátorok. Kidolgoztunk egy

vizsgáztató kölcsönösen anonimak egymás

módszert egyenletes eloszlású és nagy peri-

számára. Több protokollt dolgoztunk ki ezen

ódushosszúságú bitsorozatok generátorának

problémák megoldására és biztonságuk

meghatározására. FPGA (Field-Programmab-

megerősítésére. Sajnos egyre több példát

le Gate Array) eszközre olyan, implementáci-

lehet adni arra, mikor egy, a gyakorlatban

ót készítettünk, amelyik lényegesen gyor-

széles körben elterjedt, biztonságosnak hitt

sabb, mint a hagyományos konstrukciók.

kriptográfiai eszközöket alkalmazó rendszerről derül ki, hogy kijátszható. Formális módszerek segítségével ellenőrizni tudjuk a kriptográfiai protokollok biztonsági elvárásainak teljesülését. A ma használatos hash függvények tervezésénél nagy hang-

❹ László Aszalós, Andrea Huszti, Payment approval for PayWord In: D H Lee, M Yung (szerk.), Information Security Applications, LNCS 7690 (2012). ❺ N. Hirata-Kohno and A. Pethő, On a key exchange protocol based on Diophantine equations, Infocommunications journal, 5 (2013), 17-21.

39

40





T1D2

A biztonságos internet megteremtése

Résztvevő intézmény: BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék Buttyán Levente, [email protected]

Rosszindulatú programok detektálása és kezelése Az internet már ma is kulcsfontosságú szerepet tölt be az emberiség életében. Hatása a társadalomra, a gazdaságra, és a politika különböző területeire a jövőben várhatóan csak fokozódni fog. Alapvető fontosságú, hogy bizalmunk e kritikus infrastruktúrában ne inogjon meg, s ennek egyik eszköze az internet és az azon elérhető szolgáltatások biztonságának megvalósítása. A kutatás célja az internet biztonsági problémáinak vizsgálata, és jövőt álló megoldások kidolgozása. Kutatásunk elsősorban a rosszindulatú programok (malware) detektálására és analízisére, valamint a malware támadásokból származó incidensek kezelésére fókuszál.

dollár milliárdokra rúgnak. A kutatás célja általában az

a támadók ismerik a rendszerekben alkalmazott védelmi

internet biztonságosabbá tétele. Konkrétan, kutatásunk

megoldásokat, míg az üzemeltetők sokkal kevesebbet

elsősorban a rosszindulatú programok (malware) detek-

tudnak a támadási módszerekről. Ezen információs

tálására és analízisére, valamint a malware támadásokból

aszimmetria csökkentése érdekében honeypot és honey-

származó incidensek kezelésére fókuszál. Mivel a jövő

token technológiák alkalmazhatók, ezek hatékonyságát

internete több beágyazott eszközt köt majd össze, mint

vizsgáljuk kutatásunkban. Kutatásunk egy másik fontos

PC-t (Internet of Things), ezért a malware problémakört

eleme a privátszféra védelmét szolgáló mechanizmusok

nemcsak a hagyományos PC környezetben vizsgáljuk, ha-

fejlesztése és vizsgálata. Ezen a területen a közösségi

nem kiterjesztjük azt a mobil platformok és más beágya-

hálózatokban felmerülő privacy problémákkal, pl. az ano-

zott környezetek (pl. ipari internet, modern gépjárművek,

nimizált formában nyilvánosságra hozott adatok de-ano-

szenzorhálózatok) irányába is. Jelentős problémának

nimizálásával, és a webet használók nyomon követésével

tartjuk azt az információs aszimmetriát, mely a támadók

foglalkoztunk, illetve ezekre a problémákra javasoltunk

és a rendszerek üzemeltetői között áll fenn, nevezetesen

megoldásokat.

Minden pozitív hatása mellett, az elmúlt év-

infrastruktúrája ellen is. Mindennaposak a

tizedben az internet rosszindulatú tevékeny-

webes alkalmazások ellen intézett táma-

ségek táptalajává is vált. Az e-mail forgalom

dások, és az ezen támadások segítségével

jelentős részét a kéretlen reklámlevelek

végrehajtott adatlopás, ahol az adatok

(spam) teszik ki, és drasztikusan nő a rosszin-

személyes információkat tartalmazhatnak.

dulatú weboldalak száma, melyek kártékony

Az ellopott információk segítségével az

tartalmat, rosszindulatú programokat (mal-

áldozatok megszemélyesíthetők, bankszám-

ware) terjesztenek. Az e-mail csatolmányban

lájuk kifosztható, vagy éppen privátszférájuk

• NFÜ EITKIC_12-1-2012-0001 projekt Kritikus rendszerek védelmének témája • EIT ICT Labs Security of Smart Energy Systems projekt • ARTEMIS CHIRON projekt

vagy a weben keresztül terjesztett malware

(privacy) sérül.


tok milliók számítógépei felett veszik át az

A fenti jelenségek mögött egy jól szervezett

❶ B. Bencsáth, G. Pék, L. Buttyán, M. Félegyházi, The Cousins of Stuxnet: Duqu, Flame, and Gauss, Future Internet 2012, 4(4), 971-1003; doi:10.3390/fi4040971

uralmat, és ezekből távolról irányítható, ún.

alvilág található, saját valutával (bitcoin) és

botneteket hoznak létre, melyek segítségé-

ökoszisztémával, melyben minden résztvevő

vel összehangolt és nagy léptékű támadást

megtalálja a saját számítását és motivációit.

tudnak indítani jelentősebb szolgáltatások

A probléma mérete globális, a becsületes

vagy akár egyes nemzetállamok internet

világ ebből származó veszteségei pedig

segítségével különböző támadó csopor-

Nemzetközi és hazai kapcsolódások:

❷ T. Holczer, M. Félegyházi, D. Buza, F. Juhász, and Gy. Miru, CryPLH: Protecting smart energy systems from targeted attacks with a PLC honeypot, In Proceedings of SmartGridSec 2014. ❸ Gulyás G. Gy., Imre S., Measuring Importance of Seeding for Structural De-anonymization Attacks in Social Networks. In Proc. of 6th IEEE International Workshop on SEcurity and SOCial Networking (SESOC), 2014. ❹ G. Gy. Gulyás, S. Imre, Hiding Information in Social Networks from De-anonymization Attacks by Using Identity Separation. In: Proc. of the 14th Joint IFIP TC6 and TC11 Conference on Communications and Multimedia Security (CMS 2013).

41

42





T1D3

A jövő internet szoftverbiztonsági kérdései Napjainkban az informatikai támadások elszaporodásával egyre nagyobb szerepet kap a biztonság kérdése. Az informatikai rendszerek biztonságának egyik legjelentősebb tényezője az informatikai alkalmazások biztonsága. Az alkalmazások biztonságát elsősorban a forráskód hibáinak kiszűrésével, valamint a fordítóprogramok és az operációs rendszer védekező lépéseinek fokozásával lehet növelni. A kutatás során olyan támadási technikák kerülnek bemutatásra, amelyekkel a szoftver hibák kijátszhatóak és a szoftverek kártékony működésre kényszeríthetőek.

Résztvevő intézmény: Óbudai Egyetem, Neumann János Informatikai kar Erdődi László, [email protected]

sítani különböző Windows és Linux kernelfájlokban. A lehetséges dispatcher gadgetok birtokában bemutatásra kerültek támadó kódok jump oriented programming technikával történő végrehajtása. Return oriented programmok esetén összetett (elágazást is tartalmazó) támadó kód végrehajtási lehetőségeit vizsgáltuk. Számos különböző technikát sikerült azonosítani és összehasonlítani az elágazások végrehajtására. A kutatás során megfogalmazódott az igény mind a

A kutatás célja a jövő internet elmélet alapok

ezáltal számos védekezés hatástalan ellene. A

return oriented mind a jump oriented programok esetén a

erősítése az alkalmazások biztonsága érdeké-

támadó kód az osztott könyvtárak meglévő

támadó kód valamely egyszerűsített leírására.

ben. A kutatás során olyan támadási technikák

kódrészeiből tevődik össze apró gadgetekből.

kerülnek bemutatásra, amelyekkel a szoftver

A return oriented programok végrehajtásához

hibák kijátszhatóak és a szoftverek kártékony

a támadónak memóriacímek és paraméterek

működésre kényszeríthetőek. Az operációs

sorozatát kell a stackre helyeznie megfelelő

rendszerek és a fordítóprogramok védekezésé-

sorrendben. Jump oriented programming ese-

nek köszönhetően a jövő támadási formáinak

tén még stackre sincs szükség, a támadó kód

alapja a return oriented programming és a

elhelyezése a virtuális memória tetszőleges

jump oriented programming lesz. Mindkét

részén lehet. A kutatás során megvizsgáltuk

támadás során a rosszindulatú kód végrehaj-

a jump oriented programok legkritikusabb

tásának módja az, hogy egy legitim szoftver

részét az úgynevezett dispatcher gadgetokat.

hibáját kihasználva, annak rendeltetésszerű

A dispatcher gagdet egy nagyon speciális

futását eltérítve valamely támadó kód futása

memóriarész az osztott könyvtárakban, amely

van kikényszerítve az operációs rendszeren.

a jump oriented programok lefutását vezérli. Mivel a támadó kód szétszórtan helyezkedik el

A return-oriented programming és a jump

a memóriában a dispatcher gadgetok feladata

oriented programming is egy olyan táma-

a támadó kód soron következő elemére törté-

dás típus, amelynél nincs szükség saját kód

nő irányítás. A kutatás során számos dispatcher

elhelyezésére a virtuális memóriatérben,

gadget feladatra alkalmas részt sikerült azono-

Legfontosabb publikációk: ❶ Erdődi L, Finding dispatcher gadgets for jump oriented programming code reuse attacks, SACI 2013 – 8th International Symposium on Applied Computational Intelligence and Informatics, Timisoara, Romania, 2013.05.23-2013.05.25. (IEEE), pp. 321-325. ❷ Erdődi L, Attacking x86 Windows binaries by jump oriented programming, INES 2013 -IEEE 17th International Conference on Intelligent Engineering Systems, June 19-21, 2013, Costa Rica (IEEE), pp.333-338. ❸ Erdődi L, Conditional Gadgets for Return Oriented Programming, LINDI 2013 - 5th IEEE International Symposium on Logistics and Industrial Informatics, Wildau, Germany, September 5-7, 2013

43

44





T1F1

Játékelméleti megközelítések az internet gazdaságtanban Az internet szolgáltatók ökoszisztémája fenntarthatóságának érdekében fontos megvizsgálni a szolgáltatók gazdasági kapcsolatait, mind a szolgáltatók közötti, mind a szolgáltatók és az előfizetők közötti interakciókat. A játékelmélet alkalmazása olyan esetekben lehet hatékony, ahol a probléma résztvevőinek döntéseiben mások döntései is szerepet játszanak. Jellegéből fakadóan a játékelmélet a szolgáltatások, így az internet szolgáltatások szabályozásának tudományos megalapozásához meghatározó mértékben járulhat hozzá. Konkrétan az árképzés, frekvencia-árverés, IPv4-IPv6 átmenet játékelméleti elemzése területén értünk el eredményeket.

Résztvevő intézmény: BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Trinh Anh Tuan, [email protected]

a játékelmélet alkalmazásának - természetéből és jelenlegi

hátráltatja az IPv6 elterjedését? A probléma megválaszolásának

kidolgozottságából fakadó - korlátai vannak. Az irodalomból sok

eddigi megközelítései adaptációs modellel próbálkoztak. A mo-

szituációra még nem ismertek kiforrott megoldások, például

dellben minden hálózati entitás megválaszthatja, hogy milyen

az árverési tárgyak és azok csoportjai együttes árverésének

architektúrát használ, milyen konverziós képességgel, vagy e

kezelésére. Az összebeszélést kooperatív (koalíciós) játékkal lehet

képesség nélkül. Megmutatták, hogy a túlságosan hatékony

modellezni, azonban a modellhez szükséges feltételek nehezen

konverziós eszközök késleltetik az új protokoll elterjedését. E

határozhatók meg a gyakorlatban. Így az elvi lehetőség ellenére

megközelítés azonban nem vette figyelembe az IPv6 sajátos-

alig található szakirodalom az összebeszélés kooperatív játékkal

ságait, például autonóm rendszer (AS) jellegét, topológiáját

Az internet szolgáltatók ökoszisztémája fenntarthatóságá-

fontos szerepet játszik. Az előfizetői hűség szerepére jó példa a

való modellezésére. Az általunk javasolt frekvencia-árverési

és eltérő méretét. A valóságban éppen az AS-ek vannak olyan

nak érdekében fontos megvizsgálni a szolgáltatók gazdasági

hűségnyilatkozat, melyet a szolgáltató és az előfizető köt egy-

konstrukció több fázisból áll, az egyes fázisokban szimultán,

pozícióban, hogy hatással legyenek a teljes populáció protokoll

kapcsolatait, mind a szolgáltatók közötti, mind a szolgáltatók és

mással. A felhasználó egy adott időre garantálja, hogy nem vált

több-körös emelkedő áras eljárást alkalmaztunk.

választására. Ezek alapján az IPv6 esete inkább egy migrációs

az előfizetők közötti interakciókat. A játékelmélet alkalmazása

szolgáltatót, ezért cserébe kedvezményes áron veheti igénybe

olyan esetekben lehet hatékony, ahol a probléma résztvevőinek

az adott szolgáltatást. Ráadásul a kedvezmények mértéke függ

• IPv4 – IPv6 átmenet. Az allokálatlan IPv4 címek száma roha-

le kell cserélni. A munkánk során egyszeri, illetve ismételt játé-

döntéseiben mások döntései is szerepet játszanak. A játékelmé-

a hűségnyilatkozat időtartamától is, vagyis valóban szoros kap-

mosan csökken, az IPv6 szükségessége vitathatatlan, mégis min-

kelméleti modelleket alkalmaztunk, és elemeztük az autonóm

let először közgazdasági problémáknál kapott először szerepet,

csolat van az előfizetői hűség és az árképzés között. Empirikusan

den előnye és széleskörű támogatottsága ellenére IPv6 protokoll

rendszerek profit maximalizálási stratégiáit. Az eredményeinket a

alkalmazása jelenleg is itt a legszélesebb körű. Ebből fakad az

megmutattuk az előfizetői hűség hatását az internet szolgálta-

globális elterjedése meg várat magára. Felmerül a kérdés: mi

szimulációval validáltuk.

jövő nternet piaci és evolúciós kérdéseinek megoldásában való

tások árképzésére. Játékelmélet segítségével (egyszeri, illetve

probléma, nem pedig egy adaptációs, hiszen a teljes protokollt

alkalmazhatósága. Jellegéből fakadóan a játékelmélet a szolgál-

ismételt játékok alkalmazásával) elemeztük árképzések haté-

tatások, így az internet szolgáltatások szabályozásának tudomá-

konyságát ezekben a helyzetekben. A játékelméleti modellek

nyos megalapozásához meghatározó mértékben járulhat hozzá.

alapján megmutattuk, hogy milyen feltételek mellett, mennyire

Az alábbiakban olyan problémaköröket mutatunk be, amelyek

hat az előfizetői hűség az árképzésére. Szimulációval validáltuk az

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • Részvétel több Future Internet Assembly szervezésében • Nemzeti Média és Hírközlési Hatóság • ARTEMIS CHIRON projekt Legfontosabb publikációk:

modellezésében a játékelméleti megközelítést alkalmaztunk.

eredményeinket.

❶ T. A. Trinh, G. Sallai: Game-Theoretic Analysis of IPv4-IPv6 Migration Processes, European ITS Conference, Budapest, Hungary, 2011.

• Árképzés. Mivel az árazási döntések stratégiai döntések, játé-

• Erőforrás menedzsment, frekvenciaárverés. A frekvencia-

❷ T. A. Trinh, L. Gyarmati, G. Sallai: Migrating to IPv6: A Game-Theoretic Perspective, in Proceedings of the 35th IEEE Conference on Local Computer Networks (LCN 2010), Denver, Colorado, USA, 11-14 October 2010.

kelméleti eszközök segítségével megvizsgálni lehet az internet/

árverés játékelméleti elemzése a játékelmélet alkalmazásának

infokommunikációs szolgáltatók árazási döntéseit és ezeknek

legtipikusabb esete, amely segít az árverés tárgyainak, pl. az

következményeit. Az árazási döntések a felhasználók viselke-

árverezendő frekvenciasávok meghatározásában és az árverési

désétől is függnek. A felhasználók viselkedése, elsősorban az

eljárás típusának és algoritmusának kialakításában. Fontos

előfizetők hűsége, a szolgáltatások nyereséges üzemeltetésében

azonban megemlítenünk, hogy a frekvenciaárverés esetében

❸ T. A. Trinh, L. Gyarmati, G. Sallai: Understanding the impact of loyal user behaviour on Internet access pricing: a game-theoretic framework, Telecommunication Systems. Springer, Vol. 48, No. 1-2, pp. 43-61, Oct. 2011. ❹ Laszlo Gyarmati and Tuan Anh Trinh: How to Price Internet Access for Disloyal Users under Uncertainty. Annals of Telecommunications Quality of Experience and Socio-Economic Issues of Network-Based Services, Vol. 65, num. 3–4, pp. 171–188, 2009. ❺ Sallai Gyula, Trinh Anh Tuan: Frekvenciaárverés a 900 MHz-es sávban. Megfontolások és javaslatok az árverési eljárásra. Tanulmány az NMHH számára. p. 72. 2011. március.

45

JÖVŐ INTERNET MODELLEZÉSE, ANALÍZISE ÉS TERVEZÉSE

02

Témakörök, témajelentések és további regisztrált témák: A) Hálózat modellezés és teljesítmény analízis

T2A1 A jövő internet hálózatok modellezése T2A2 IT szolgáltatások átfogó biztonsága, infrastruktúrájának optimalizálása

B) Sorbanállási modellek, forgalomelemzés és tervezés T2B1 Tervezési módszerek jövő internet hálózatokban

C) Kommunikációs rendszerek, kódolás, hozzáférés, spektrumhasználat

T2C1 Kognitív vezeték nélküli infokommunikációs technológiák T2C2 Útvonalválasztás és spektrumallokáció rugalmas spektrumú hálózatokban

D) Erőforrás allokációs és optimalizációs módszerek

T2D1 A jövő internet skálázható erőforrás allokációs algoritmusai T2D2 Spektrum megosztási technikák, együttműködési modellek

E) Hálózatos médiaszolgáltatások vizsgálata, video streaming, VoIP, IPTV

T2E1 Médiaforgalom QoS/QoE online analízise nagysebességű hálózatokban

F) Monitorozás, hibafeltárás, hibalokalizálás

T2F1 Hálózati topológia felderítés, monitorozás

48





T2A1

Jövő internet hálózatok modellezése

Résztvevő intézmény: DE Informatikai Kar Sztrik János, [email protected]

Hatékonysági vizsgálatok sorbanállás elméleti módszerekkel

A véges-forrású sorbanállási rendszerek nemzetközileg is aktívan kutatott terület, a problémát főleg a bonyolult infokommunikációs hálózatok vetették fel. A kutatócsoport tovább szeretné általánosítani eddig elért, nemzetközileg is jegyzett ez irányú eredményeit olyan esetekre, amikor visszatéréses rendszerben az igénygenerálási idők, és kiszolgálási idők esetleg már nem exponenciális eloszlásúak, a kiszolgálók nem megbízhatóak.

Internetes technológiák fejlődésének és elterjedésének vizsgálata:

Adatátvitellel kapcsolatos sorbanállási problémák: Célunk az optikai szignálok továbbítását leíró modell kidolgozá-

Valós online szociális hálózatokon az információterjedés folyama-

sa. A sztochasztikus rendszerek leírásánál általában törekszünk az

tát modelleztük. Kidolgoztunk egy jól paraméterezhető eljárást,

analitikus eredményekre, ha ez nem lehetséges, akkor a szimulá-

amely segítségével skála-független hálózatok széles körét lehet

cióhoz folyamodunk. Szimuláció esetén hasznos lehet a regene-

előállítani, amelyek különböző topológiai tulajdonságokkal

ratív módszer, ennek használatát az M/G/1 rendszerrel illusztrál-

rendelkeznek. Sikerült megtalálni a modell paraméterterének azt

tuk és megmutattuk, hogy ez elvezet az ismert Pollaczek-Hincsin

a tartományát, amely legjobban hasonlít a valós szociális háló-

formulához. Az optikai jelek továbbításának folyamatát egy be-

zatokra. Ezeket a hálózatokat használva megállapítottuk, hogy

ágyazott Markor-lánccal írtuk le, és megalapoztuk használatának

a hanyatló fázisban lévő szociális hálózatokon az információ

jogosságát és meghatároztuk a lánc átmenet-valószínűségeit, ha

terjedése lassabb, azaz a reklámozás hatékonysága kisebb.

a rendszert a jelenlévő igények számával jellemezzük.

Véges-forrású visszatéréses sorbanállási rendszerek és alkalmazásaik:

Vezeték nélküli hálózatok biztonsági kérdései:

A szenzorhálózatok vezeték nélküli adatkom-

Vezeték nélküli hálózatokban fájlátvitel sebességé-

munikációját vizsgáltuk. Ehhez egy véges

re vonatkozó méréseket végeztünk. Végeredmény-

forrású ismétléses sorbanállási modellt

ben, normál esetben, ha az eszközök kompatibili-

építettünk fel. A kutatás célja és eredménye a

sek és a biztonság számít, akkor mindig a WPA2/

szenzorhálózatokban értelmezhető rendszer-

AES titkosítást érdemes használni. Ha a sebesség

jellemzők (válaszidő, sorhossz, orbit mérete

fontosabb a biztonságnál, akkor a tikosítás kikap-

stb.) meghatározása volt különböző feltételek

csolásával 10-30 százalék sebességet nyerhetünk.

mellett. Két eltérő csoportot alkotó szenzo-

A WEP titkosítást nemcsak biztonság csekély volta

❷ T. Do, R. Chakka, J. Sztrik: Spectral Expansion Solution Methodology for QBD-M Processes and Applications in Future Internet Engineering. Advanced Computational Methods for Knowledge Engineering, Studies in Computational Intelligence,

rok (vészjelző és normál szenzorok) esetleg

miatt nem érdemes használni, hanem a 802.11n

nem megbízható kiszolgálóval rendelkező

szabványt visszaváltja 802.11g-be és ezért a sebes-

hálózatát vizsgáltuk. Összehasonlítottuk az

ség is jelentősen lecsökken. A letöltési sebességek

❸ T. Bérczes, B. Almási, A. Kuki, J. Sztrik: The effect of RF unit breakdowns in sensor communication networks. Infocommunications Journal 5/2 (2013) pp. 11-16

alvó állapotú kiszolgálóhoz történő hozzáfé-

valamelyest lassulnak a kliensek számának növelé-

rési módokat. A kiszolgáló fokozatos teljesít-

sével WPA2/AES esetén a nem titkosított esethez

ménycsökkenésének és javításának hatását

képest. A feltöltési sebességek lassúbb volta miatt

elemeztük.

a különbség jelentéktelenre zsugorodik.

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 2.1 témája Legfontosabb publikációk: ❶ T. Bérczes, P. Orosz, P. Moyal, N. Limnios, S. Georgiadis, J. Sztrik: Tool supported modelling of sensor communication networks by using finite-source priority retrial queues. Carpathian Journal of Electronic and Computer Engineering 5 (2012) pp. 13-18.

Springer International Publishing. Vol. 479 (2013) 131-142

❹ J. Biró, T. Bérczes, A. Kőrösi, Z. Heszberger, J. Sztrik:Discriminatory Processor Sharing from Optimization Point of View. Analytical and Stochastic Modelling Techniques and Applications, Lecture Notes in Computer Science Volume 7984 (2013). pp. 67-80 ❺ T. Bérczes, B. Almási. A. Kuki, R. Kakubava, J. Sztrik: Modelling the performance and the energy usage of wireless sensor networks by retrial queueing systems. Proceedings of the 8th ACM workshop on Performance Monitoring and Measurement of Heterogeneous Wireless and Wired Networks (PM2HW2N ‚13), Barcelona, Spain (2013) pp. 133-138

49

50





T2B1

Tervezési módszerek jövő internet hálózatokban A jövő internet hálózatok hatékony tervezéséhez számos új sorbanállási és forgalomkezelési módszerre van szükség. Kutatásaink során egyrészt több, korábban nem vizsgált sorbanállási modell pontos, vagy közelítő analízisét végeztük el, megadva a legfontosabb paraméterek hatékony számítási módját, másrészt alapvető eredményeket értünk el markovi modellek kanonikus formájának meghatározásával és alkalmazásával kapcsolatban.

Résztvevő intézmények: ETIK BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tsz. Telek Miklós, [email protected]

Opportunista spektrumbérlés modellezése celluláris mobil

méretű markovi reprezentációvá tudnak alakítani. Az általunk

hálózatokban: Kutatásunkban a spektrum pooling nevű meg-

kifejlesztett eljárás a korábbiaknál nagyobb megbízhatóságú és

közelítéssel foglalkoztunk, aminek alapötlete, hogy a különböző

képes nagyobb markovi reprezentációk keresésére is. A kutatás

licenszelt frekvenciasávokat egy közös halmazba (pool) gyűjtjük,

során a korábbi eljárásokat mind megbízhatóságban, mind

ahonnan a másodlagos felhasználók bérelhetik ezeket az

rugalmasságban meghaladó algoritmust fejlesztettünk ki és

Munkacsoportunk két fő témakörrel foglalkozott. Az első különbö-

Az M/M/c újra-próbálkozási sorbanállási modell: Munkánk-

elsődleges felhasználók üres periódusai alatt. Munkánkban egy

implementáltunk.

ző sorbanállási rendszerek vizsgálata, modellezése és ezen model-

ban pontos kifejezést adtunk az ügyfelek számának feltételes vár-

együttműködési sémát javasoltunk két mobilszolgáltató között,

lek matematikai analízise, a második különböző markovi modellek

ható értékére O(c) időkomplexitással. Egyszerűsített egyenletekkel

illetve ezt modelleztük. Megmutattuk, hogy a modell képes

Fázis típusú eloszlások kanonikus reprezentációja: Korábbi

(fázis típusú eloszlások, Markov érkezési folyamatok) reprezentációs

dolgoztunk a teljesítmény mértékek számításainak memóriaha-

pontosan meghatározni mobil hálózatok teljesítmény jellemzőit,

eredmények (másodrendű DPH és harmadrendű CPH kanonikus

és illesztési kérdései . Célunk a Jövő internet hálózatok tervezésé-

tékony implementációjához. Hatékony algoritmust dolgoztunk ki

lognormális eloszlású tartásidőre, továbbá egy szabályt is aján-

alakja) felhasználásával sikerült olyan struktúrákat meghatározni,

ben használható elméleti eredmények kiterjesztése volt.

az állandósult állapotbeli eloszláshoz egy küszöbérték meghatá-

lottunk a friss és a handover hívások által tapasztalt blokkolási

melyek együttese kanonikus formaként alkalmazható a harmad-

rozásával, ami lehetővé teszi a teljesítmény mértékek megadott

valószínűségek közötti ideális kompromisszum elérésére.

rendű DPH osztály leírására.

Ütemezési algoritmusok vizsgálata: Ebben a munkában egy

pontosságú számítását. Racionális érkezési folyamatok markovi reprezentációja:

Kanonikus reprezentációra épülő illesztő eljárás: Munkánk-

ütemezésének teljesítmény vizsgálatára, ismeretlen kiszolgálási

Negatív igényekkel és kiszolgálás felfüggesztéssel rendel-

Korábban történtek kísérletek olyan eljárások kidolgozására,

ban a másodrendű diszkrét PH eloszlásokra (DPH) és a másod-

időkkel a számítási klaszterekben. A modellek megalkotásához és a

kező M/M/1 újrapróbálkozási sor: A kiszolgálási sor állandósult

melyek képesek nem markovi folyamat reprezentációk markovi

rendű diszkrét Markov érkezési folyamatokra (DMAP) olyan

teljesítmény- vizsgálat elvégzéséhez használható paraméterekre a

állapotbeli eloszlásának számítására fejlesztettünk és mutatunk be

alakra alakítására, azonban ezek megbízhatósága nem megfe-

eljárást dolgoztunk ki, mely kanonikus alakok használatával

Standard Performance Evaluation Corporation SPECpower ssj2008-

egy hatékonyon módszertant.

lelő, valamint adott nem markovi reprezentációt csak azonos

pontos paraméter-illesztést valósít meg.

általánosított modellt mutattunk be számítás igényes feladatok

as benchmark-jának figyelembe- vételével tettünk javaslatot. Két prioritási osztállyal és visszacsatolás felügyelettel Az MMBP/Geo/1 sorbanállási modell: Az MMBP/Geo/1

rendelkező kiszolgálási sor: Ebben a tanulmányban egy két

sorbanállási modellt tanulmányoztunk korrelált pozitív és negatív

prioritási osztállyal rendelkező kiszolgálási rendszert vizsgá-

igényérkezésekkel. Analizáltuk a kiszolgálási modell alapjául

lunk meg. A kiszolgálási rendszer magában foglal minden

szolgáló Markov láncokat és értékeltük két rendszer teljesítmé-

olyan szükséges összetevőt, amelyekkel különböző gyakor-

nyét generátor függvények alkalmazásával. A rendszer néhány

lati problémák modellezése lehetővé válik. Az állandósult

paramáterének explicit megoldását is meghatároztuk, mint

állapotbeli valószínűségek számítása a kvázi születés-halálozási

például az átlagos puffer méret vagy az állandósult folyamat ál-

folyamatok keretrendszerével történt. Teljesítményvizsgálatok

lapotvalószínűségek. Emellett numerikusan bemutattuk néhány

szintén származtathatóak, és ezeket numerikus eredményekkel

paraméternek a rendszer teljesítményére gyakorolt hatását.

is demonstráltuk.

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt, 2.3. téma Legfontosabb publikációk: ❶ Do, Tien V., Vu, Binh T. Tran, Xuan T. Nguyen, Anh P.: Simulation Modelling Practice And Theory. 37 (2013), p. 30-42. ❷ Wang, J., Huang Y., Do, Van T.: A single-server discrete-time queue with correlated positive and negative customer arrivals, Applied Mathematical Modelling. 37 : 9 (2013), p. 6212-6224. ❸ Mészáros A. és Telek M.: Canonical representation of discrete order 2 MAP and RAP, Computer Performance Engineering, vol. 8168 of Lecture Notes in Computer Science, (2013), pp. 89-103

51

52





T2C1

Kognitív vezeték nélküli infokommunikációs technológiák Kutatásunk elsősorban a földi rádiós technológiák kognitív eszközökkel történő megvalósításával és annak főbb aspektusaival foglalkozik. Áttekintjük a kognitív rádiózásban használt spektrum-tartományokra vonatkozó ismereteket, az alkalmazott berendezéseket és eszközöket valamint a korszerű modulációs eljárásokat. Fix és mobil méréseket végzünk a földi TV sávok illetve a mobil frekvenciasávok kihasználtságának feltérképezésére. A méréseket a projekt keretében tervezett mérőantennával, elsősorban szoftverrádiós platformon folytatjuk.

Résztvevő intézmények: ETIK BME Szélessávú Hírközlési és Villamosságtani Tanszék Csurgai-Horváth László, [email protected]

kaptunk, amely jól tükrözi a mozgó vétel során változó ellátottsági körülményeket. A mérés a kognitív rádiózás szempontjából különösen érdekes, és erre vonatkozóan kétféle megközelítésben is elemezzük az eredményeket, figyelembe véve az inkumbens felhasználók igényeit, ugyanakkor módot adva az opportunisztikus felhasználóknak a frekvenciasáv kognitív használatára.

Napjainkban a rádiózásra használt földi frek-

végezni. Ehhez tervezünk egy szélessávú,

venciasávok egyre telítettebbé válnak, miköz-

irányítatlan antennát, valamint specifikáljuk


ben az igény a nagy sebességű, széles sávú

a szükséges méréstechnikai és az adatfel-

kommunikációra egyre növekszik, épp ezért

dolgozáshoz szükséges software eszközö-

a kognitív rádiós (CR) technológiák kutatása

ket. Méréseinket a DVB-T által is használt

napjainkban igen népszerű. Célunk áttekinte-

400-900MHz-es tartományban, a mobilte-

• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 3.5 témája szorosan kapcsolódik az EU FIRE (Future Internet Research and Experimentation) iniciatívájához.

ni a korszerű CR kutatási irányokat és méré-

lefonok hozzáférési hálózata által használt

seket is végezni a hazai spektrumhasználat

800-1300MHz és 1400-2000MHz-es sávokban,

feltérképezésére, új modellek és eljárások

valamint a 2200-2600MHz-es ISM sávban

kidolgozására.

végezzük. Az első mérési kampány során beltéri méréseket, majd mozgó eszközön,

A kognitív spektrum használat kérdéskörét

városi környezetben személyautóra szerelt

különösen a TVWS (TV White Space) techno-

készülékekkel folytatunk méréseket, USRP és

lógia esetében vizsgáljuk meg. A TV sávok,

spektrum analizátorok segítségével. A vételi

illetve a mobil frekvenciasávok kihasználtsá-

jelszintek és a GPS-el felvett pozíció egymásra

gának feltérképezésére kívánunk méréseket

vetítésével egy helyfüggő jelszint eloszlást

Legfontosabb publikációk: ❶ Csurgai-Horváth L., Bitó J., Kertész J. , Kollár Zs., Rieger I.: Kognitív rádiózás a frekvenciasávok hatékony kihasználásában (1. rész). ELEKTRONET 22:(3) pp. 30-32. (2013) ❷ Csurgai-Horváth L., Bitó J., Kertész J., Kollár Zs., Rieger I.: Kognitív rádiózás a frekvenciasávok hatékony kihasználásában (2. rész). ELEKTRONET 22:(4) pp. 27-29. (2013) ❸ B. Horváth, P. Bakki: Implementation of FBMC Transmission Link Using SDR, Microwave and Radio Electronics Week 2013 (MAREW (2013) Pardubice, Czech Republic April 16-18, 2013. ❹ L. Varga, Zs. Kollár:Low Complexity FBMC Transceiver for FPGA Implementation, Microwave and Radio Electronics Week 2013 (MAREW 2013) Pardubice, Czech Republic April 16-18, 2013. ❺ Zs. Kollár, L. Varga, B. Horváth, P. Bakki and J. Bitó: Evaluation of clipping based iterative PAPR reduction techniques for FBMC systems, Hindawi Publishing Corporation, Accepted 10 October 2013.

53

54




T2C2

Résztvevő intézmény: BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék


T2D1

Résztvevő intézmények: ETIK BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék DE Informatikai Kar Bíró József, [email protected]

Cinkler Tibor, [email protected]

Útvonalválasztás és spektrumallokáció rugalmas spektrumú hálózatokban A rácsmentes (gridless) rugalmas spektrumú optikai hálózatok rugalmasabb és hatékonyabb sávszélesség-kihasználást biztosítanak a jövő növekvő igényeinek. Az OOFDM (optical orthogonal frequency divison multiplexing) modulációs technika az egyik megoldás mely segítségével több kisebb sávszélességű vivő együttes kapacitását rugalmasan használjuk. E téma keretei közt e rugalmas spektrum allokációjával együtt útvonalválasztást, védelmet és forgalomkötegelést valósítunk meg. A hangsúly az új algoritmusokon és kiértékelésükön van.

A jövő internet skálázható erőforrás allokációs algoritmusai A ma alkalmazott erőforrás allokációs eljárások a jövő internet hálózatában a bonyolultság drasztikus növekedése miatt nem lesznek alkalmazhatóak. Célunk skálázható forgalommenedzsment és erőforrás allokációs módszerek kidolgozása. A témában a többutas transzport protokollok, a skálázható adatcentrum architektúrák, hálózatok navigációs képességei, valamint hálózati erőforrás megosztási mechanizmusok elméleti és gyakorlati kérdéseivel foglalkoztunk. A projekt során foglalkoztunk az egyik legígéretesebb többutas

Kutatómunkánk másik fókusza egy új adatcentrum architektúra

transzport protokoll, a Multipath TCP (MPTCP) kutatásával. Vizs-

kialakítása, ami kedvező tulajdonságai miatt lehetővé teszi, hogy

gálataink során a Linux kernelben implementált verziót vettük

a jövőben kisebb hálózati infrastruktúrával rendelkező cégek, pl.

alapul. Ez egyrészt lehetőséget adott az elméleti mechanizmu-

egyetemek is képesek legyenek adatközpontok kiépítésére és

sok elemzése mellett a konkrét protokollimplementáció hiányos-

azok inkrementális bővítésére. Egyrészt javaslatot tettünk a kezdeti

A jelenleg használt DWDM rendszereknél jellemzően 40 vagy

and Spectrum Allocation) módszerei még kiforratlanok. E célra

ságainak, esetleges problémáinak a feltárására is. Munkánk során

hálózati topológia kialakítására a megfelelő algoritmusok megadá-

80 hullámhossz csatornát használnak, mindegyiket 10 vagy 100

dolgoztunk ki új módszert, mely a spektrum szakaszonkénti

többféle vizsgálati környezetet alakítottunk ki. Egyrészt laborató-

sával, illetve a későbbi bővítéshez szükséges algoritmusok részletes

Gbit/s-on. Ezen csatornák közt megfelelő védősávot kell bizto-

kihasználatlan részeit figyelembe véve keresi a legrövidebb

riumi környezetben kialakított egyszerű teszthálózatokon végez-

leírásával, majd a kialakított topológia különböző paramétereit

sítani, különösen a 10 és 100 Gbit/s-os csatornák között, mert

utat. Ehhez több spektrumfeltöltési stratégiát is összevetettünk.

tünk vizsgálatokat, ami lehetővé tette, hogy steril környezetben

vizsgáltuk és kedvező tulajdonságait mutattuk be. A javasolt

a különböző modulációs technikák közti áthallás még inkább

Emellett a hozzárendelt védelmet is megvalósítottuk, a végpont-

kapjunk képet a protokoll teljesítőképességéről.

mechanizmusok implementálásra kerültek egyrészt szimulátorban,

zavaró. Ezzel szemben a rugalmas spektrumú megoldásoknál, kü-

tól-végpontig forgalomkötegelést. Folyamatban van a megosz-

lönösen az OOFDM-nél az alvivők közel helyezhetők egymáshoz,

tott védelem és az elosztott forgalomkötegelés megvalósítása.

Kutatásaink másik részében a valós, vezetékes internet környezetre

prototípusokat különböző környezetben különböző szempontok

és alig zavarják egymást. Rugalmasan, szükséges számú ilyen jelet

Kidolgozott módszereinket a jövő optikai gerinchálózatai üze-

fókuszáltunk, ugyanis ezt a környezetet és a protokoll ilyen jellegű

szerint vizsgáltuk. Ennek eredményeként részletes kiértékelést és

össze lehet fogni a sávszélesség igény függvényében. Szemben a

meltetésének optimalizálására lehet használni, továbbá műsza-

felhasználását nem, vagy csak érintőlegesen vizsgálta a kutatói

teljesítményelemzést adtunk az új módszerekről és megvalósítások-

DWDM rendszerek RWA (Routing and Wavelength Assignement)

ki-gazdasági kiértékelésekre is, ahol az új rendszer hatékonysága

közösség. A valós hálózaton, valós körülmények mellett történő

ról, melyek számos szempontból bíztató eredményeket mutatnak

módszerekivel, a rugalmas spektrumú hálózatok RSA (Routing

viszonyítható a korábbiakéhoz.

mérésekhez egy speciális mérési környezetet alakítottunk ki.

és az alapkoncepció jövőbeni alkalmazhatóságát támasztják alá.


másrészt OpenFlow alapú valós hálózati környezetben. A kialakított


• National Institute of Information and Communication Technology ( NICT), Japán

• MTA-BME Információs Rendszerek Modellezése Kutatócsoport • MTA-BME Lendület Jövő Internet Kutatócsoport • CAIDA UCLA USA • University of Cambridge UK • NTNU Norvégia

Legfontosabb publikáció:


❶ Tibor Cinkler, Csaba Jakab: Spectrum-Aware Shortest Path Routing in Spectrum-Elastic Optical Networks, ICTON 2013, 15th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), June 23-27, 2013, Cartagena, ISSN: 2161-2056, DOI: 10.1109/IC- TON.2013.6603039

❶ J. Bíró, T. Bérczes, A. Kőrösi, Z. Heszberger, J. Sztrik: Discriminatory Processor Sharing from Optimization Point of View, Lecture Notes in Computer Science (ISSN: 0302-9743) 7984: pp. 67-80. (2013) ❷ László Gyarmati, Balázs Sonkoly, Gergely Biczók: Free-scaling your data center, Computer Networks, Volume 57, Issue 8, 4 June 2013, pp. 1758-1773

55

56





T2D2

Spektrum megosztási technikák, együttműködési modellek Napjainkban a mobil távközlési szolgáltatók kizárólagos jogot kapnak bizonyos frekvenciasávok használatára, amit a kormány által kiírt pályázatokon nyerhetnek el. Mindegyik szolgáltató csak a saját dedikált csatornáit használhatja, ha egy bejövő hívást szeretne kiszolgálni, s ha azok mind foglaltak, a hívás indítása sikertelen lesz. Mivel a kizárólagos sávhasználat a spektrum pazarló felhasználásához vezet, számos kutató ajánlott olyan spektrum megosztási technikákat, mint az opportunista spektrum hozzáférés (opportunistic spectrum access, OSA). Munkánk során az együttműködési modell működésére fókuszálunk, és részletes leírást adunk az együttműködés szabályairól.

A kutatás célja a hálózatok evolúciójának elő-

dései mellett megcéloztuk az együttműködés

segítése, a teljesítményjellemzők javítása. Szá-

közvetlen gazdasági hatásainak mérését is.

mos kutató ajánlja az opportunista spektrum hozzáférés (opportunistic spectrum access,

Kimutattuk, hogy a spektrum bérlésének

OSA) technikáját, amelynek során a mobil

lehetősége javítja a fő teljesítménymutatókat,

operátorok opportunista módon igénybe

vagyis csökkenti a blokkolási valószínűséget,

vehetik egymás kihasználatlan frekvenciasáv-

és növeli a kihasználtságot. Két szolgáltatót

jait (beszédcsatorna blokkokat). Amennyiben

feltételező modellünk segítségével azt is

egy bizonyos mobil operátornak vissza kell

megmutattuk, hogy a kidolgozott spektrum

venni egy korábban bérbe adott frekvencia-

megosztási elv alkalmazása mindkét szolgál-

sávot egy bejövő hívás kiszolgálásához, akkor

tatónál többlet profitot eredményez.

a bérlőnek ki kell ürítenie a bérelt frekvenci-

A hivatkozott publikáción kívül beadtunk egy

asávot, ezért a frekvencia erőszakos visszavé-

további publikációt is, melyben a téma egyéb

tele a bérelt csatornákon kiszolgált hívások

aspektusai is megjelentek, mint például a

megszakadásához vezet. Ajánlásunkban egy

modell negatív tulajdonságának, az erősza-

szabályozó eljárást alkalmazunk az erőszakos

kos erőforrás-elvételnek a kezelése, vagy a

erőforrás-elvétel valószínűségének csökkenté-

modell kiterjesztése kettőnél több szolgáltató

sére. A spektrum bérlési elvünk technikai kér-

esetére.

Résztvevő intézmény: Nyugat-magyarországi Egyetem Bacsárdi László ([email protected]), Horváth Ádám ([email protected])

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • Szoros együttműködés a BME-s DE-s kollégákkal. Legfontosabb publikáció: ❶ Horváth Ádám, Applying Opportunistic Spectrum Access in Mobile Cellular Networks, Infocommunications Journal, ISSN: 2061-2079, Volume 5, Number 2, 5 oldal (36-40), 2013.

57

58





T2E1

Médiaforgalom QoS/QoE online analízise nagysebességű hálózatokban A sokkal nagyobb sebességek mellett a kritikus infrastruktúráknak továbbra is megbízhatóan és biztonságosan kell üzemelniük. A hálózatok és szolgáltatások működését hátrányosan befolyásoló tényezőket on-the-fly módon ki kell szűrni – ehhez a megnövekedett sebességek mellett új feldolgozási módszerekre és architektúrákra van szükség. A kutatás fő céljaként új QoE vizsgálati módszereket dolgoztunk ki VoIP, IPTV és mobilhálózati hangátviteli szolgáltatások minőségének meghatározásához.

Résztvevő intézmények: DE Informatikai Kar ETIK Orosz Péter, [email protected]

első egy QoE becslő módszer, mely alternatívát kíván adni

QoS metrikákat több hálózati rétegben is vizsgálja a vég-

az eredendően szubjektív értékelésen alapuló tapasztalati

ponton, a hálózati és rendszer szintű perturbációk kimu-

(érzeti) szolgáltatásminőség-meghatározási megoldásokkal

tatására. A harmadik módszert mobiltelefon hálózatokban

szemben. A kiinduló szempont egy automatizálható, ob-

folytatott beszélgetések QoE vizsgálatára dolgoztuk ki. Az

jektív értékelésen alapuló módszer, mely kimenete jól kor-

operátori igények alapján a korábban említett szubjektív

relál az említett szubjektív, emberi visszacsatoláson alapuló

értékelésen alapuló vizsgálatra adunk egy mobilkörnyezet-

értékelő módszer eredményével. A megoldás lényege,

re szabott megoldást, mellyel az előfizető a hívás végén

hogy a csomagszintű QoS metrikák - valós időben mért -

értékeli a hangszolgáltatás minőségét. Ez az értékelés – az

pillanatnyi értékét a telefonbeszélgetés kapcsolat-felépí-

operátor igényeinek és céljainak megfelelően – lehet egy

tési fázisából kinyert metaadatokból számított referencia

MOS jellegű (Mean Opinion Score, átlagos véleményérték)

tartományhoz viszonyítva képezzük le az aktuális szolgál-

osztályzat, de lehet összetettebb opció is, pl. nagyon jó,

A kutatócsoport fókuszterülete médiafor-

jitter, csomagvesztés, átrendeződés): hogyan

tatásminőséget egy általunk kidolgozott értékelési skálára.

megfelelő, torz hang, szakadozó, féloldalas elnémulás, vis�-

galom (VoIP, IPTV) QoS-QoE valós idejű

korrelál a mért, csomag szintű QoS és a szub-

A módszerhez kapcsolódóan kidolgoztuk egy hardveresen

szhang, stb. A kidolgozott és ipari együttműködő partner

elemzése nagysebességű hálózatokban. Az

jektív minőségérzet. Ennek vizsgálatához a

gyorsított, on-the-fly QoS elemző rendszer alapjait, mely-

által Android mobil operációs rendszeren implementált

alapprobléma a QoS/QoE korreláció hiánya

laborkörnyezeti QoS mérésekkel párhuzamo-

nek prototípusát NetFPGA platformon elkészítettünk. A

mobiltelefon-hálózati beszédminőség vizsgálati módszer

bizonyos esetekben, mely megnehezíti a szol-

san szubjektív QoE vizsgálatokat is végzünk

második módszer szintén az automatizált és objektív QoE

első körös tesztelése az egyik hazai mobilszolgáltató szak-

gáltatás objektív megítélését, jelenleg sincs

tesztalanyok bevonásával.

vizsgálat megvalósítására törekszik, mely a csomag szintű

embereivel együttműködve elindult.

egységesen elfogadott objektív metrikákon alapuló QoE kiértékelési módszer. Ezért a

A munka során három adathalmaz korreláci-

kutatás fő céljaként új QoE vizsgálati módsze-

óját elemeztük: objektív (csomagszintű) QoS

reket dolgoztunk ki VoIP, IPTV és mobilhálózati

eredmények, objektív QoE (PSNR, VQM, SSIM)


hangátviteli szolgáltatások minőségének

videó minőségi metrikák, valamint szubjektív

• Szakmai együttműködés: AITIA International, Telenor

meghatározásához. Az irányvonalak behatáro-

felhasználói értékelések (MOS). A szolgálta-


lásához elvégeztük több médiaforgalom-típus

tásminőség végponttól végpontig történő

laboratóriumi vizsgálatát (VoIP és video). Ele-

ellenőrzése nem egyszerűen automatizálható

meztük, hogy az újgenerációs (OPUS, H.264)

feladat, kutatási szempontból is komoly kihí-

❶ Peter Orosz, Tamas Skopko, Zoltan Nagy and Tamas Lukovics, “Performance Analysis of the Opus Codec in VoIP Environment Using QoE Evaluation,” 8th International Conference on Systems and Networks Communications, ICSNC 2013, October 27-31, 2013, Venice, Italy, ISBN 978-1-61208-305-6, Proceeding p. 89-93.

média kodekeket alkalmazó szolgáltatások

vást jelent egy szubjektív minőségérzet alapú

mennyire érzékenyek a hálózatban bekövet-

vizsgálatot kiváltó objektív módszer megal-

kező továbbítási anomáliákra (késleltetés,

kotása. A kidolgozott módszereink közül az

❷ Peter Orosz and Tamas Skopko, “Multi-threaded Packet Timestamping for End-to-End QoS Evaluation,” 8th International Conference on Systems and Networks Communications, ICSNC 2013, October 27-31, 2013, Venice, Italy, ISBN 978-1-61208-305-6, Proceeding p. 94-99. ❸ Péter Orosz, Tamás Skopkó, Zoltán Nagy, Pál Varga, and László Gyimóthi, “A Case Study on Correlating Video QoS and QoE,” IEEE QCMON 2014, benyújtva.

59

JÖVŐ INTERNET HÁLÓZATI ARCHITEKTÚRÁK

03

Témakörök, témajelentések és további regisztrált témák: A) Követelmények és koncepciók

T3A1 Megbízható és skálázható jövő internet hálózati kódolással

B) Internet irányítás, protokollok, eljárások

T3B1 A jövő internet átviteli protokolljai T3B2 Önszerveződő hálózatok T3B3 Többesadás fáinak optimalizálása védelemmel T3B4 Elosztott, dinamikus és proaktív mobilitás kezelés IPv6 hálózatokban T3B5 Multicast routing protokollok modellezésének vizsgálata

T3C1 Mobil tartalommegosztás hatékony módszerei T3C2 FMC hálózatok energiahatékony üzemeltetésének módszerei T3C3 Multihoming támogatás lehetőségeinek vizsgálata mobil eszközök VoIP kommunikációjához

C) Mobil hálózati technológiák: mobilitás kezelés, FMC, 5G infrastruktúra

D) Jövő média hálózatok, tartalom centrikus és tartalomelosztó hálózatok

T3D1 A 3D médiatovábbítás új hálózati architektúrái és módszerei

E) Network computing: ubiquitous, grid, felhő számítástechnika

T3E1 Network computing - Felhő rendszerek

F) Virtuális hálózatok, szoftver definiált hálózatok

T3F1 Új címzési módszerek kidolgozása és implementálása programozható hálózatokban

G) Felhő infokommunikáció

T3G1 Felhő infrastruktúrák kompatibilitási, átjárhatósági és biztonsági problémái és megoldásai

62



JÖVŐ INTERNET HÁLÓZATI ARCHITEK TÚRÁK


T3A1

Megbízható és skálázható jövő internet hálózati kódolással A jövő internet alkalmazások megjelenésével a szolgáltatóknak egyre magasabb megbízhatóságú, valamint egyre kisebb késleltetésű összeköttetéseket kell kiépíteniük a kommunikációs végpontok között. A témában olyan, elsősorban hálózati kódoláson alapuló védelmi és helyreállítási módszereket, valamint ezeket támogató optikai hiba-lokalizációs és útvonal-választási módszereket kutatunk, melyek megbízható és skálázható transzport hálózatot biztosítanak a jövő internetének.

Résztvevő intézmények: ETIK MTA-BME Lendület Jövő Internet Kutatócsoport Babarczi Péter, [email protected]

tását minimalizálni, és a kódolást végző csomópontok számát minimalizálni. Ezen magas megbízhatóságú jövő internet továbbítási módszerek támogatásához foglalkozunk elosztott optikai hiba-lokalizációs módszerekkel, valamit többutas útvonalválasztással is. Az európai GÉANT gerinchálózat

A 2013. évben a témát két projekt keretében

Az 1. irány vizsgálatára általános, hálózati

OpenFlow rendszerét fölhasználva

műveltük. A FIRST projekt keretein belül olyan

kódolást végző OpenFlow példaalkalmazáso-

a gyakorlatban is megmutatjuk

megoldási lehetőségeket dolgoztunk ki, me-

kat készítettünk. Új útvonalválasztó algorit-

a módszerek alkalmazhatóságát.

lyek megbízható és skálázható megoldást biz-

musokat javasoltunk az 1. és 2. megoldásra,

Eredményeinket több konferencián

tosítanak a jövő internet összeköttetéseinek

megvizsgáltuk ezek elméleti tulajdonságait,

és folyóiratban publikáltuk.

védelmére. Megfogalmaztuk azokat a kutatási

különös tekintettel a hálózati kódolást végző

irányokat, melyek alkalmasak lehetnek a jövő

módszerekre. Beláttuk, hogy a hálózati kódo-

internet megbízhatósági követelményeinek

láson alapuló módszerek NP-teljesek, valamint

kielégítésére, melyek:

megadtuk az optimális erőforrás foglalást kiszámoló egészértékű lineáris programokat.

1. az 1+1 útvédelem funkciót megvalósító


algoritmusok statikus útvonalválasztás

A MINERVA projekt kapcsán olyan új módszerek

esetén,

kifejlesztésével kezdtünk foglalkozni, amely

• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 3.2 témája. • Az EU FP7 GÉANT 605243 projekt MINERVA Open Call projekt koordinátora (résztvevő: i2CAT, Spanyolország).

a jelenlegi transzport hálózatok képességeit


2. általános hozzárendelt védelem dinami-

fokozatosan fejlesztve átmenetet képez a

kus összeköttetések elvezetésére, valamint

jelenlegi és jövő internet transzport háló-

❶ Péter Babarczi, Gergely Biczók, Harald Øverby, János Tapolcai, and Péter Soproni, Realization Strategies of Dedicated Path Protection: A Bandwidth Cost Perspective, Elsevier Computer Networks (ComNet), vol. 57, no. 9, pp. 1974-1990, 2013, impact factor 1.231 (in 2012)

zata között. Ehhez vizsgáljuk olyan hálózati 3. megosztott védelmi eljárások kombiná-

kódolást végző módszerek alkalmazási körét,

lása egyértelmű hiba-lokalizációt garantá-

melyek képesek a gazdaságos erőforrás-hasz-

ló algoritmusokkal.

nálat biztosítása mellett a kódolás komplexi-

❷ Péter Babarczi, János Tapolcai, Alija Pašić, Sara Rahimi, and Pin-Han Ho, New Addressing Scheme to Increase Reliability in MPLS with Network Coding, in Proceedings of the 9th International Workshop on the Design of Reliable Communication Networks (DRCN), pp. 36-43, Budapest, Hungary, 2013. ❸ Péter Babarczi, János Tapolcai, Lajos Rónyai, and Muriel Médard, Resilient Flow Decomposition of Unicast Connections with Network Coding, In Proc. IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT) pp. 1-5, Honolulu, HI, USA

63

64




T3B1

Résztvevő intézmények: ETIK BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Molnár Sándor, [email protected]


T3B2

Résztvevő intézmények: ETIK BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék Simon Vilmos, [email protected]

A jövő internet átviteli protokolljai

Önszerveződő hálózatok

A kutatási téma célja a jelenlegi szállítási protokollok teljesítményelemzése a jövő internetéhez való alkalmazhatóságának feltárása szempontjából, és új működési elveken nyugvó, hatékonyabb adatátviteli eljárások kidolgozása, különös tekintettel a torlódásszabályozás funkció megvalósítására.

A téma keretében folyó kutatások célja olyan hálózati alapelvek és protokollok kidolgozása, amelyek lehetővé teszik a központi infrastruktúra nélküli hálózatok autonóm működését, támaszkodva a biológiailag inspirált megoldásokra. A kifejlesztett autonóm megoldások implementációja is cél, egy egységes szimulációs környezetben.

Kutatómunkánk során kidolgoztuk egy új, torlódásszabá-

bonyolultságú hálózati topológiákon. A kialakított több

A napjainkban használatos vezeték nélküli rendszerekben

lyozást nem alkalmazó transzport protokoll koncepcióját

platformos tesztkörnyezet az egyes platformok előnyös

a kommunikáció általában bázisállomásokon, routereken,

új szimulátorral is vizsgáltuk a DiBHG protokoll működé-

(DFCP, Digital Fountain based Communication Protocol),

tulajdonságainak kihasználásával egyaránt lehetőséget

illetve átjárókon keresztül zajlik. De ahogy ezen környezet

sét, mely vizsgálat végén arra a megállapításra jutottunk,

amely kiváló alternatívát nyújthat a jövő hálózatai számá-

kínál összetett topológiákon, illetve valós hálózati körül-

egyre komplexebbé válik, a hagyományos végpontok

hogy statikus információ elterjesztésére sikerült egy

ra a jelenleg használt, megbízható adatátvitelt biztosító

mények között történő tesztelésre. A teljesítményelemzés

közötti kommunikációs megoldások már nem megfelelő-

hatékony, kevesebb energiát igénylő megoldást kifejlesz-

TCP-vel szemben. Megterveztünk és létrehoztunk egy

során többek között megvizsgáltuk a csomagvesztésre

ek, és felmerülhet azon igény, hogy az eszközök automa-

tenünk. A DiBHG protokollt egy könnyen felhasználható

olyan teszthálózati és szimulációs környezetet, ame-

és késleltetésre való érzékenységet, a tároló (buffer)

tikusan végezzenek el bizonyos tevékenységeket, például

MIT Proto rendszerbe illeszkedő bővítményként fejlesz-

lyekben az általunk kifejlesztett protokoll és a jelenleg

méretének az átviteli sebességre gyakorolt hatását, a sáv-

lépjenek egymással közvetlenül kapcsolatba és osszanak

tettük ki és így is használtuk fel a szimuláció során. Ez a

alkalmazott TCP széles körben elterjedt verziói vizsgálha-

szélesség megosztás igazságosságát (fairness), valamint

meg különböző információkat. Célunk a projekt során az

formátum segít az MIT Proto rendszert elmozdítani egy

tók. A DFCP működését és alapvető tulajdonságait három

a több szűkkeresztmetszeti összeköttetést (bottleneck

önszerveződő hálózatok önálló, autonóm működését elő-

tisztán elméleti, szimulációs rendszer kiindulópontból a

különböző platformon validáltuk (egy laboratóriumi

link) tartalmazó hálózatokban nyújtott teljesítményt. Az

segítő / megvalósító megoldások, protokollok fejlesztése

való életben, valós problémák megoldására használható

teszthálózatban, az Emulab hálózatemulációs környezet-

eredmények azt mutatják, hogy a DFCP hatékony adatát-

volt. A munka során kifejlesztettünk egy új kommuniká-

rendszer irányába. Tervezzük, hogy a kifejlesztett pro-

ben és az ns-2 hálózati szimulátorban), továbbá össze-

vitelt tesz lehetővé olyan hálózati körülmények között is,

ciós protokollt (Direction Based Handshake Gossipping,

tokollt egy valós problémára alkalmazzuk és a szimulá-

hasonlító teljesítményelemzést végeztünk a legelterjed-

amelyek fennállása esetén a TCP teljesítménye jelentősen

DiBHG), amelyet implementáltunk a saját önszerveződő

torban egy vészhelyzetet modellezzünk, ahol a veszély

tebb TCP verziókkal (TCP Cubic, TCP NewReno) eltérő

lecsökken.

hálózatokra specializált szimulátorunkban és összeha-

egy jól meghatározott irányból érkezik (pl. tűzeset), így

sonlítottuk teljsítményét három másik, az irodalomból

fontossá válik, hogy a kommunikáció irányítható legyen

ismert megoldással. Az eredmények bízatóak, az általunk

a hálózatot felépítő eszközök (tűzesetet érzékelő szenzor,

vizsgált és fontosnak tartott teljesítménymértékek szerint

menekülő felhasználó) között. Ezzel a szimulációval újabb

a megoldásunk jobb, mint az eddig ismert protokollok.

információt nyerhetünk a protokollunk teljesítményét ille-

Bonyolultabb, a valós körülményeket jobban közelítő

tően, illetve vizsgálhatjuk felhasználhatóságát egy valós,


szimulációk elvégzéséhez egy új szimulátort alkottunk,

a mindennapi városi környezetben kialakuló vészhelyzeti

❶ S. Molnár, Z. Móczár, B. Sonkoly, „How to Transfer Flows Efficiently via the Internet?”, IEEE ICNC 2014, pp. 1-5, Honolulu, HI, USA, 2014.

az MIT Proto Spatial Computing rendszer és az OMNeT++

szituációban.

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • TÁMOP FIRST projekt, 3.1 téma • Prof. Markus Fiedler, Blekinge Tekniska Högskola, Karlskrona, Sweden

❷ S. Molnár, Z. Móczár, A. Temesváry, B. Sonkoly, Sz. Solymos, T. Csicsics, „Data Transfer Paradigms for Future Networks: Fountain Coding or Congestion Control?”, IFIP Networking 2013, pp. 1-9, New York, NY, USA, 2013.

hálózati szimulátor keretrendszer integrálásával. Ezzel az

65

66





T3B3

Résztvevő intézmény: BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Cinkler Tibor, [email protected], Soproni Péter, [email protected]

Többesadás fáinak optimalizálása védelemmel A kutatás fő motivációja a HD minőségű műsorszétosztás, mint szolgáltatás terjedése. Optikai hálózatok felett, akár a felső elektronikus, akár az alsó optikai réteg végezheti a tartalom vagy a jel többszörözését a többesadáshoz. E kétrétegű architektúra feletti, többesadás (multicast) optimális megvalósítására algoritmusokat dolgoztunk ki és ezeket szimulációval kiértékeltük. Az optimalizálás során a multicast fák megválasztása mellett eldől, hogy mely réteg végezze az elágaztatást. Védelmi stratégiákat is javasolunk a fák sérült részeinek helyreállítására. Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 3.3 témája • Szoros együttműködés és közös publikáció Jacob Beal-lel (Massachusetts Institute of Technology), a Proto spatial computing programozási nyelv kifejlesztőjével.

Kutatásunk célja a többesadás fáinak és azok védelmé-

modellt használva valamennyi módszer gyorsabban

nek optimális kialakítása volt. Ehhez az úgynevezett hul-

működik. Eredményeink a tartalomszétosztó hálózatok


lámhossz-gráf modellt használtuk, annak egy általunk

terjedésével és az internet felett terjesztett tartalom

❶ Endre Sándor Varga, Bernát Wiandt, Borbála Katalin Benkő, Vilmos Simon: „Autonomously Evolving Communication Protocols: The Case of Multi-Hop Broadcast”, Biologically Inspired Networking and Sensing: Algorithms and Architectures, edited by Dinesh C. Verma, Pietro Lio, IGI Global, Chapter 10, pp 183-204, 2011

javasolt transzformációjával, így a problémát részfelada-

iránti kereslet növekedésével egyre fontosabbá válnak

tokra bontva gyorsan jó eredményt értünk el. Meg-

elsősorban a szolgáltatók számára.

❷ Andras Kőkuti, Vilmos Simon: „Adaptive multihop broadcast protocols for ad hoc networks, In Proceedings of the 8th IEEE, IET Int. Symposium on Communication Systems, Networks and Digital Signal Processing (CSNDSP), Paper 108, Poznan, Poland, July 18-20, 2012 ❸ Bernát Wiandt, Vilmos Simon, Endre Sándor Varga:” Efficient Multihop Broadcast with Distributed Protocol Evolution”, Information and Communication Technologies, Lecture Notes in Computer Science, Volume 7479/2012, pp. 309-320, 18th EUNICE/ IFIP WG International Conference, EUNICE 2012, Budapest, Hungary, August 29-31, 2012. ❹ Bernat Wiandt, Vilmos Simon, Andras Kokuti, Jacob Beal: „Spatial Computing Meets Realistic Mobile Wireless Problems”, Seventh IEEE International Conference on Self-Adaptive and Self-Organizing Systems. Philadelphia, USA, September 9-13, 2013 ❺ Andras Kokuti, Vilmos Simon, Bernat Wiandt, „A Novel Spatial Property Aware Multihop Communication Solution for Autonomous Mobile Networks”, Seventh IEEE International Conference on Self-Adaptive and Self-Organizing Systems, AWARE Workshop. Philadelphia, USA, September 9-13, 2013

mutattuk, hogy az általunk javasolt csökkentett gráf

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • Montpellieri Egyetem, Franciaország Legfontosabb publikáció: ❶ Péter Soproni, Tibor Cinkler: Preplanned restoration of multicast demands in optical networks, 2012. Computer Networks, Elsevier http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1389128612000588, doi:10.1016/j.comnet.2012.02.001

67

68





T3B4

Elosztott, dinamikus és proaktív mobilitás kezelés IPv6 hálózatokban

Résztvevő intézmények: ETIK BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék Bokor László ([email protected]) Szabó Csaba Attila ([email protected])

Mobilitás kezelés a jövő internetében

A mobil multimédia előretörése, új alkalmazási területek megjelenése (pl. mHealth, M2M, C-ITS), és a heterogén rádiós hozzáférési környezetek terjedése miatt megjelenő új használati esetek és robbanásszerűen növekvő forgalmi igények ma már mélyreható változásokat implikálnak a mobil és vezeték nélküli architektúrákban. Kutatásainkban elemeztük mobil internet aktuálisan kibontakozó skálázhatósági problémáit és az újszerű mobilitási eseteket, majd megoldási javaslatként létrehoztunk egy speciális, Host Identity Protocol alapú, elosztott, dinamikus és proaktív mobilitás-kezelési architektúrát (UFA-HIP), melyet az általunk tervezett és implementált komplex szimulációs keretrendszerben vetettünk össze napjaink sémáival.

a rádiós átvitel terhelését, és az útválasztási feladatok felhasználók

séges időt

felé történő kitolásával, teljesen elosztott működés által biztosítja a

(Handover

skálázhatóságot. Különböző architektúra alternatívák mellett vizs-

Latency), az

gáltuk az általunk javasolt módszerünk bevezethetőségét, 3G/4G

elveszett UDP

rendszerekben történő alkalmazhatóságát. Ezen túl kialakítottunk

csomagok

egy komplex, INET/OMNeT++ alapú szimulációs keretrendszert,

számát (UDP

melyben a legkülönfélébb mobilitás-kezelési protokollok vizsgál-

packet loss), a TCP

hatók. A különböző módszerek vizsgálatához definiáltunk egy

átvitellel nagyságát

általános, topológiailag identikus teszthálózatot, melyben a MIPv6,

(TCP throughput), és a VoIP

MIPv6-RO, NEMO-BS, HIP, HIP-NEMO, UFA-HIP mobilitás-kezelési

szolgáltatások objektív MOS (Mean

protokollok teljesítményét elemeztük a hálózatváltáshoz szük-

Opinion Score) értékét használva indikátorként.

A jelenlegi és a tervezett mobil internet szabványok erősen centra-

802.21 MIH, ANDSF) működésére és gyakorlati alkalmazására. A le-


lizált természete nem teszi lehetővé a rendszerek új, egyre növek-

vont közvetkeztetések és a felállított követelményrendszer alapján

vő forgalmi igényekhez való költséghatékony skálázását, ezért a

megterveztünk egy Host Identity Protocol alapú, elosztott, dinami-

megoldást az architektúrák szintjén kell keresni. Ennek érdekében

kus és proaktív mobilitás-kezelési architektúrát, mely az Ultra Flat

• Task 3.3 of EURESCOM P1857 (http://archive.eurescom.eu/Public/Projects/P1800-series/P1857/) • Work Package 2 of EUREKA-CELTIC MEVICO (http://www.celtic-initiative.org/Projects/Celtic-projects/Call7/MEVICO/mevico-default.asp) • Theme 3.4 of FIRST project (TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001, Hungary)

először részletesen, az irodalomban fellelhető előrejelzésekre és

Architecture alapvető szemléletét ötvözi a modern mobilitás-keze-

elemzésekre támaszkodva vizsgáltuk a mobil internet aktuálisan

lés és az ID/Loc szétválasztás paradigmáival. Az létrehozott, UFA-

kibontakozó skálázhatósági problémáit, átfogó képet adtunk az

HIP nevű keretrendszer tartalmazza az architektúra definícióját, a

elosztott és flat mobil kommunikációs rendszerekről, a használt

hálózathoz való kapcsolódás, a kapcsolat-felépítés procedúráit,

protokollokról, a legfontosabb megoldásokról, és a lehetséges

valamint a hálózatváltás előkészítésének, inicializálásának és vég-

cross-layer optimalizációs sémákról. A heterogén rádiós hozzáfé-

rehajtásának protokolljait is. A módszer szervesen integrálja az IEEE

rési környezetek terjedése miatt különös figyelmet fordítottunk az

802.21 MIH szabványrendszer és a HIP technológia eszköztárait, és

elosztott és dinamikus mobilitás-kezelés (DMM) sémáira, a lokátor/

cross-layer optimalizációs sémákra támaszkodva a fizikai csatlako-

azonosító szétválasztó módszerekre, valamint a proaktív mobili-

zás idejére korlátozza a hálózatváltások okozta késleltetést. Az alkal-

tás-kezelés két legfontosabb jelzési- és vezérlő protokolljának (IEEE

mazott speciális, HIP alapú jelzés-delegáció segítségével csökkenti

Legfontosabb publikációk: ❶ László Bokor, Zoltán Faigl, Sándor Imre: Flat Architectures: Towards Scalable Future Internet Mobility. LECTURE NOTES IN COMPUTER SCIENCE 6656: pp. 35-50. (2011) ❷ László Bokor, Szabolcs Nováczki, Sándor Imre: Host Identity Protocol: The Enabler of Advanced Mobility Management Schemes. In: Advanced Communication Protocol Technologies: Solutions, Methods, and Applications, Hershey; New York: IGI Global, Information Science Reference, pp. 247-272. ISBN: 978-1-60960-732-6. (2011) ❸ Zoltán Faigl, László Bokor, Pedro Miguel Neves, Khadija Daoud, Philippe Herbelin: Evaluation of two integrated signalling schemes for the Ultra Flat Architecture using SIP, IEEE 802.21, and HIP/PMIP protocols. COMPUTER NETWORKS 55:(7) pp. 1560-1575. (2011) ❹ Zoltán Faigl, László Bokor, Jani Pellikka, Andrei Gurtov: Suitability analysis of existing and new authentication methods for future 3GPP Evolved Packet Core. COMPUTER NETWORKS 57:(17) pp. 3370-3388. (2013) ❺ László Bokor, Zoltán Faigl, Sándor Imre: Survey and Evaluation of Advanced Mobility Management Schemes in the Host Identity Layer, International Journal of Wireless Networks and Broadband Technologies (IJWNBT), (2014)

69

70





T3B5

Multicast routing protokollok modellezésének vizsgálata A téma aktualitását az IPv6 közeli bevezetése, valamint az IP protokoll fölötti műsorszórás várható elterjedése adja. Bár léteznek már különböző protokoll szintű ajánlások a többesadás/multicast routingra, a téma még fontos kutatási terület. Az elterjedt hálózati szimulátorok modellkészlete még korántsem teljes – mind az egyes protokollok modelljének létét, mind azok funkciókészletét illetően. Összegyűjtöttük és rendszereztük a legfontosabb multicast routing protokollokat, kísérleti úton megvizsgáltuk az IPTV számára általunk legalkalmasabbnak tartott PIM-SM (Protocol Independent Multicast - Sparse Mode) protokoll hibatűrését, és előkészítettük a szimulációs modelljének a megalkotását.

Bár léteznek már különböző protokoll szintű ajánlások a multicast

További céljaink:

routingra és az utóbbi években jelentős számú tudományos

• A fontosabb hálózati szimulátorok áttekintése a tudomá-

közlemény született a témában, még számos megoldandó prob-

nyos kutatásban való használhatóság (pl. absztrakció szintje, a

léma van a multicast routing protokollok területén. Az elterjedt

szimulátor és a modellek módosíthatósága, ingyenes akadé-

hálózati szimulátorok modellkészlete pedig még korántsem

miai licenc léte) és a multicast routing protokollok támogatása

teljes – mind az egyes protokollok modelljének létét, mind azok

szempontjából.

funkciókészletét illetően. • Javaslat tétel valamely, a tudományos kutatásban jól haszEredményeink: Összegyűjtöttük és megvizsgáltuk az IPv4 és IPv6

nálható hálózati szimulátor egy vagy több multicast routing

fölött működő multicast routing protokollokat az IPTV céljaira

protokoll modelljének létrehozására vagy kiegészítésére.

való alkalmasság szempontjából, és részletesebb elemzés céljára és kiválasztottuk a PIM-SM protokollt. Ennek a hibatűrését kísér-

• A modellek megtervezése, implementálása, verifikálása és

leti úton is megvizsgáltuk, nevezetesen különböző típusú hibaje-

validálása.

lenségek esetén mértük a szolgáltatás kiesési időt. A tapasztaltak alapján elvi modellt fogalmaztunk meg az egyes hibatípusok

• A kibővített modellkészlet képességeinek demonstrálása

esetén a szolgáltatás kiesési idő alakulására.

egy összetett valós rendszer modelljének megalkotásával.

Résztvevő intézmény: Széchenyi István Egyetem, Távközlési Tanszék Lencse Gábor, [email protected]

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • A Debreceni Egyetem Informatikai Karán dolgozó Almási Bélával felhasználjuk egymás eredményeit. Legfontosabb publikációk: ❶ G. Lencse and I. Derka: „Towards the Modelling of the Fault Tolerance Mechanism of the PIM-SM Multicast Routing Protocol in an IPTV Environment”, Proceedings of the 2012 European Simulation and Modelling Conference (ESM’2012): Modelling and Simulation 2012, (Essen, Germany, 2012. Oct. 22-24.) EUROSIS-ETI, 152-156. ❷ G. Lencse and I. Derka, „Investigation of the Fault Tolerance of the PIM-SM IP Multicast Routing Protocol for IPTV Purposes”, Infocommunications Journal, Vol. V, No. 1. (March, 2013) pp. 21-28.

71

72




T3C2



T3C3

Cinkler Tibor, [email protected], Mitcsenkov Attila, [email protected]

FMC hálózatok energiahatékony üzemeltetésének módszerei


Multihoming támogatás lehetőségeinek vizsgálata mobil eszközök VoIP kommunikációjához

A hozzáférési hálózatok vezetékes és mobil része konvergálódik. Így a végfelhasználó teljesen dinamikusan átadható egyik cellából a másikba, egyik hálózati technológiáról a másikra vagy akár egyik szolgáltatótól a másikhoz. E módszerrel jelentősen javítunk a korábban külön használt hálózatok rugalmasságán és kihasználtságán, miközben a rendelkezésre-állás és szolgáltatás- minőség egy kívánt szint felett tartható. Kutatásunk célja energiahatékony hálózati architektúrák kialakítása és tervezése.

A kutatásban kiemelt szerepet játszanak a jövőben még a mostaninál is lényegesen népszerűbbé váló mobil kliensek, melyek eltérő szolgáltatók (ISP) több szempontból is különféle hálózatait használva kapcsolódhatnak az internethez. A kliensek mozgása miatt szükséges kapcsolatok váltása főként azon felhasználási területeknél jelenthet problémát, melyeknél az összeköttetés folyamatos biztosítása, valamint megfelelő szolgáltatásminőség elérése egyaránt szükséges (pl.: VoIP).

A kutatás célja a mobil kliensek esetében elérhető kapcso-

tálhatóságának optimális helye: arra a következtetésre

lódási módok, mobilitási lehetőségek vizsgálata, valamint

jutottunk, hogy a probléma kezelésére jellemzően hasz-

mindezek felhasználásával egy olyan módszer kidolgo-

nált hálózati réteg erre nem megfelelő; helyette az OSI

A jövő internet hozzáférési hálózatában a fix és veze-

- rendelkezésre állás - QoS kompromisszum érhető el.

zása, amely a felhasználói elvárásoknak megfelelően, az

szállítási és viszony rétegét tartjuk optimálisnak. A HSDPA

tékes rész várhatóan konvergálni fog az erőforrások

Módszereink alapötlete a szelektív kikapcsoláson és kon-

összeköttetés folyamatos biztosítása, valamint a szükséges

adathálózatok szolgálatminőségével kapcsolatos jellemző-

hatékonyabb kihasználása érdekében, ami egyben az

szolidáción (megszilárdításon) alapszik, amit a vízszintes

szolgáltatásminőség elérése mellett teszi lehetővé a több-

it megvizsgálva azt találtuk, hogy a keretméret megfelelő

energiafogyasztást is csökkenti, a rendelkezésre állást

és függőleges átadással együtt végzünk. Megmutatjuk,

kapcsolatúság hatékony alkalmazását. Meghatározásra

megválasztásával csökkenthető a vezeték nélküli szakasz-

növeli, míg a felhasználók által tapasztalt QoS/QoE-t

hogy alacsonyabb forgalmú helyszíneken és időpontok-

került a mobilitás mobil eszközökön történő implemen-

ban jelentkező késleltetés mértéke.

javítja. Kutatásunk során olyan architektúrákat és algorit-

ban jelentős áramfogyasztás csökkentés valósítható meg

musokat dolgozunk ki, melyekre szimulációval megmu-

anélkül, hogy a rendelkezésre állás és minőség jelen-

tatjuk különböző hálózati esetekre, hogy milyen energia

tősen romlana. Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0005 projekt III/2-es alprojektjének témája.

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • FP7 IP COMBO, http://www.ict-combo.eu Legfontosabb publikáció: ❶ T Cinkler, A Ladanyi, R Beres, A Mitcsenkov, G Paksy, B Molnar, R Ando: Energy-availability-QoS trade-off for future converged fixed mobile networks, CogInfoCom2013, IEEE 4th International Conference on Cognitive Infocommunications, 533-536, Budapest, 2013/12/2

Legfontosabb publikációk: ❶ Viktor Rébay: HSDPA delay analysis in live networks using VoIP traffic from end user perspective. 7th IEEE International Symposium on Applied Computational Intelligence and Informatics (SACI 2012), 24–26 May 2012, pp. 377-382, ISBN: 978-1-4673-1012-3 ❷ Viktor Rébay: Mobility and multihoming possibilities in network layer, using smartphones. 12th IEEE International Symposium on Computational Intelligence and Informatics (CINTI), 21–22 Nov. 2011, pp. 573–578, ISBN: 978-1-4577-0044-6, DOI: 10.1109/ CINTI.2011.6108467

73

74





T3D1

A 3D médiatovábbítás új hálózati architektúrái és módszerei

Résztvevő intézmények: ETIK BME Hálózati rendszerek és Szolgáltatások Tanszék Huszák Árpád, [email protected]

Szabad nézőpontú 3D videó továbbítása IP hálózatokban A Free Viewpoint Video (FVV) a 3D video egy speciális esete, ahol a felhasználó szabadon változtathatja a nézőpontját. A terület számos kihívást rejt még magában, melyek közül új streaming megoldások kidolgozására fektettük a hangsúlyt. Javaslatot adtunk egy caching alapú energiahatékonyság-növelő módszerre. Kidolgoztunk egy szoftvert, mely az FTV rendszerben alkalmazható elosztott nézőpont szintézis optimalizálását képes elvégezni, illetve bemutattunk egy prediktív nézőpont-meghatározáson alapuló multicast FVV streaming megoldást.

a képfolyam megjelenítése során. Megvizsgáltuk, hogy nézőpontváltás esetén mekkora késleltetés léphet fel, hogy a néző zavartalanul élvezhesse a nézőpontváltás közben is a műsort. A késleltetés csökkentése érdekében multicast alapú megvalósítást javasoltunk, illetve javasoltunk egy FVV kamera előtöltést megvalósító új megoldást. A javasolt módszer predikciót alkalmaz a nézőpontra, azaz próbálja megjósolni, hogy milyen kameraképekre lesz szüksége a nézőnek. Azt a kameraképet, melyre nagy valószínűséggel szükség lesz a jövőbeli nézőpont előállításához, a kliens már korábban elkezdi letölteni elkerülve így a nézőpont szintetizáló algoritmus kiéheztetését. Elkészült egy NS2 alapú szimulációs alkalmazás, mellyel a predikciós módszer számos

Témánkban a 3D Free Viewpoint Video (FVV) IP

cache méretének (késleltetésének) növelésével

paraméterét tudtuk vizsgálni egy tetszőleges multicast FTV

hálózaton történő átvitelének vizsgálatát, illetve

hatékonyan lehet csökkenteni az energiafogyasztás,

(Free viewpoint Television) hálózatban. Különböző beállítások és

hatékonyságnövelő módszerek kidolgozását tűztük

azonban a késleltetés jelentősen ronthatja a felhasz-

topológia esetén is megvizsgáltuk a rendszerben tapasztalható

ki célul. Munkánk során olyan módszerek kidolgo-

náló minőségérzetét is, ezért kompromisszumos

kiéhezések és késleltetések mértékét, azok számát, valamint a

zására kerül sor, melyek hatékonyan tudják kezelni

megoldásra kell törekedni.

csoportváltások gyakoriságát, végül a hálózat összes forgalmát. Az

a nagy sávszélességű adatfolyamot és predikciós

eredmények alapján a predikciós módszer paramétereit úgy tud-

eljárásokkal képesek lehetnek akár mobil eszköz szá-

Javaslatot adtunk egy olyan energia hatékonyság

tuk beállítani, hogy az egy adott hálózatban a legjobb minőséget

mára is kezelhető adatsebesség mellett megfelelő

növelő módszerre, mely képes lehet egyensúly-

biztosítsa az FTV felhasználók számára.

3D videó minőséget nyújtani. A virtuális nézőpont

ban tartani a caching által okozott késleltetést és a

szintézise erőforrás igényes feladat, ezért érdemes

felhasznált energiát. A módszer 2D és 3D streaming

megfontolni az elosztott nézőpont előállítást,

esetén is alkalmazható. Az elosztott FVV előállítás

melynek nélkülözhetetlen eleme a létrehozott

alapelemeként meghatároztuk a szolgáltatást

videó rövid idejű tárolása, vagyis caching megoldá-

támogató proxy szerverek felépítését és a 3D FVV

• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 3.6 témája • Részvétel az EU FP7 Concerto projektjében.

sok alkalmazása. Munkánk során a cache optimális

streaming rendszer architektúráját. Az FVV szol-


méretét, és az okozott késleltetést vizsgáltuk on-off

gáltatás során a képváltást folyamatos módon kell

alapú energiacsökkentő módszerek esetén. A

megvalósítani, anélkül, hogy szakadás mutatkozna

❶ Árpád Huszák, „Predictive Multicast Group Management for Free Viewpoint Video Streaming”, International Conference on Telecommunications and Multimedia (TEMU), Heraklion, Greece, July 28-30 2014.


75

76





T3E1

Network computing - Felhő rendszerek

Résztvevő intézmény: MTA-SZTAKI Kacsuk Péter, [email protected]

A jövő internet infrastruktúrájához nélkülözhetetlen a felhő rendszerek további kutatása és felhasználásának optimalizálása, beleértve a biztonságtechnikát, nagy adatok kezelését, a nagy teljesítményű rendszerek (pl. klaszterek, desktop gridek stb.) automatikus kiépítését és a felhő federációk létrehozását. Fontos eredmény, hogy a felhő rendszerek akkreditálása keretében teljes körű monitorozásra és teljesítményanalízisre nyílik lehetőség, továbbá automatikus skálázásra és dinamikus felhő-alapú e-infrastruktúra kiépítésére adtunk megoldást az európai federált és más felhő alapú kezdeményezésekben.

A jövő internet infrastruktúra kutatások

FP7-es IDGF-SP projekt keretén belül.

fontos célja a felhő rendszerek kutatása, be-

További cél a teljesítmény fokozás több meg-

leértve a biztonságtechnikai megoldásokat,

oldásának optimalizálása, a felhő federációk

nagy adatok kezelését, a nagy teljesítményű

mellett az automatikus skálázhatóság, mely-

infrastruktúra rendszerek (pl. MPI klaszterek,

nek kutatása szintén fontos terület. Ugyan-


desktop gridek stb.) automatikus kiépítését és

csak cél a feladatok optimális szétosztása a

• Felhő akkreditációs szolgáltatás indítása (KMR 12-1-2012-0119)

a felhő federációk létrehozását.

felhő federáció tagjai között, ill. egy felhő

• EGI-InSPIRE / European Grid Initiative: Integrated Sustainable Pan-European Infrastructure for Researchers in Europe (FP7 RI-261323)

rendszer erőforrásai között.

• CloudSME / Cloud Simulation for Manufacturing & Engineering (FP7 608886) • SCI-BUS / Scientific Gateway Based User Support (FP7 RI-283481) Legfontosabb publikációk:

A cél érdekében dinamikus, igény szerinti, felhő-alapú kulcsrakész e-infrastruktúra kiépí-

Fontos eredmény, hogy a felhő rendszerek

tésére adtunk megoldást az EGI (European

akkreditálásával foglalkozó projekt keretében

Grid Initiative) federált felhőben és más nem-

teljes körű monitorozásra és teljesítményana-

zetközi felhő-alapú kezdeményezésekben

lízisre nyílik lehetőség, amely hazai KKV-kel

történő hasznosítás érdekében; így például

közösen kerül hasznosításra. Az automatikus

az FP7-es mezőgazdasági kutatást megcélzó

skálázás kapcsán szintén jelentős megoldá-

agINFRA projektben, valamint az önkéntes

sok születtek az akadémiai kutatókat kiszolgá-

vagy kihasználatlan IT kapacitásokat integráló

ló felhő rendszer kiépítését célzó projektben.

❶ A. Kertész, et al.,“Enhancing Federated Cloud Management with an Integrated Service Monitoring Approach”, Journal of Grid Computing, vol. 11, no. 4, pp. 699 - 720, 2013 ❷ A. C. Marosi, et al., “Towards a volunteer cloud system”, Future Generation Computer Systems, vol. 29, no. 6, pp. 1442 - 1451, 2013 ❸ A. Kertész and Planzer, T., “Towards Data Interoperability of Cloud Infrastructures using Cloud Storage Services”, 1st Workshop on Dependability and Interoperability in Heterogeneous Clouds in conjunction with EuroPar’13. Aachen, Germany, 2013. ❹ G. Kecskeméti, et al., “Strategies for Increased Energy Awareness in Cloud Federations in High-Performance Computing on Complex Environments, (accepted), Wiley Series on Parallel and Distributed Computing, 2013. ❺ A. Kertész, et al., “A case study for biochemical application porting in European grids and clouds”, Concurrency and Computation: Practice and Experience, 2013.

77

78





T3F1

Új címzési módszerek kidolgozása és implementálása programozható hálózatokban Az elmúlt években jelentek meg a piacon nyílt programozható hálózati routerek (Software Defined Network - SDN). A hálózati routerekben az OpenFlow protokollt mára számos gyártó támogatja, így lehetőség van akár egy nagyméretű hálózat teljes körű vezérlésére és programozására egy távoli munkaállomásról. Kutatásainkban az OpenFlow-ra épülő prototípusokban vizsgálunk új és innovatív megoldásokat az internet címzés, csomagtovábbítás és hibatűrő működés témakörökben, különös tekintettel az új többes-adás címzési módszerekre. Négy kutatási témánk eredményeit összegezzük:

Résztvevő intézmény: MTA-BME Lendület Jövő Internet Kutatócsoport Tapolcai János, [email protected]

sajnos a hálózati hibák néha kihatással lehetnek a vezérlő

amikre az alsó rétegben nem volt módunk, amit az IP topo-

sík működésére. A módszer lényegesen megbízhatóbb len-

lógia esetleges módosításával érnénk el. A [4] cikkünkben

ne, ha nem lenne szükség erre a kommunikációra, vagyis,

vizsgáltuk, hogyan érdemes az IP hálózat topológiájához új

ha minden csomópontnak csak a rajta keresztül menő

virtuális routereket és virtuális linkeket (éleket) hozzáadni.

monitorozó utak státusza alapján kell hibát lokalizálnia.

A 2013-as FIA könyvfejezetben összefoglaltuk a topológia

Gyors hibahelyreállítás az optikai rétegben kialakítható

módosítások hatásait az LFA teljesítményére. A topológia

lenne egy ilyen hibalokalizáló módszer segítségével [2].

nagyméretű bővítésének egyik mellékhatása, hogy megnő

Vizsgáltuk továbbá IEEE Infocom konferencia cikkünkben,

a forgalomtovábbítási táblák mérete az IP routerekben. A

hogy a hatékony helyreállításhoz ténylegesen mely hibák

2013-as ACM SIGCOMM cikkünkben [5] azt a kérdést vizs-

lokalizására van szükség [3].

gáltuk, hogy hogyan tömöríthetőek a forgalomtovábbítási

alkalmasak a heurisztikák tesztelésére. Ezek a

táblák az IP routerekben úgy, hogy azok teljesítménye ne

konstrukciók gráfelméleti és algebrai tech-

D) Gyors IP hibahelyreállítás. A kutatás során a Loop

csökkenjen, sőt a tömörítés miatt olcsóbbak és összessé-

nikákra épülnek és nehezen megoldható

Free Alternate – a jelenlegi IP routerekben implementált

gében gyorsabbak is legyenek, mert a kisebb továbbítási

A) Skálázható többes-adás címzési mód-

topológiákon is közel optimálisak. Az eredmé-

gyors hibahelyreállításra alkalmas módszer - határait vizs-

táblákat gyorsabb memóriában (fizikailag közelebb a CPU-

szerek. Foglalkoztunk új címzési architektú-

nyeket az IEEE Transactions on Communica-

gáltuk. Célunk, hogy az LFA kezelni tudja azokat a hibákat,

hoz) lehet tárolni.

rákkal, amelyek alkalmasak többes-adásra. Új

tions folyóiratban publikáltuk. Továbbá olyan

bloom filtereken alapuló címzést vizsgáltunk

módszereket javasoltunk, amelyek figyelembe

sztochasztikus módszerekkel, valamint egy

veszik a monitorozó utak hossz korlátjait. Itt

valós overlay prototípusban és OpenFlow

az Ahlswede-Katona kombinatorikus csoport-


környezetben egy ACM SIGCOMM demó [1]

tesztelés elméleti eredményeit alkalmaztuk.

• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 3.2 témája.

keretében is. Továbbá vizsgáltuk, hogy ezek

Az eredeti elmélet számunkra fontos állítá-


az állapotmentes címzési módszerek hogyan

saira a korábbinál egyszerűbb és rövidebb

alkalmazhatóak hozzárendelt védelemhez a

bizonyításokat adtunk.

❶ F. Németh, Á. Stipkovits, B. Sonkoly and A. Gulyás: „Towards smartflow: case studies on enhanced programmable forwarding in openflow switches,” ACM SIGCOMM Computer Communication Review, vol. 42, no. 4, pp. 85-86, 2012.

megbízhatóság növelésére. C) Helyreállítás optikai rétegben. A B) Hiba lokalizálása monitorozó utak

jelenlegi linkhiba monitorozó rendszerek

segítségével. Optikai hálózatokban közpon-

némi kommunikációt igényelnek a monito-

tosított egyszeres link hiba lokalizációra olyan

rozó eszközök között. Ez a kommunikáció a

speciális konstrukciókat adtunk, amelyek

hálózati vezérlősíkon keresztül történik és

❷ J. Tapolcai, P.-H. Ho, P. Babarczi and L. Rónyai: „On signaling-free failure dependent restoration in all-optical mesh networks,” IEEE/ACM Transactions on Networking, 2013. ❸ J. Tapolcai, P.-H. Ho, P. Babarczi and L. Rónyai: „On achieving All-Optical failure restoration via monitoring trails,” in Proc. IEEE INFOCOM Mini-Symposium, (Turin, Italy), Apr. 2013. ❹ J. Tapolcai and G. Rétvári: „Router virtualization for improving IP-level resilience,” in Proc. IEEE INFOCOM, (Turin, Italy), Apr. 2013. ❺ G. Rétvári, J. Tapolcai, A. Kőrösi, A. Majdán, and Z. Heszberger: „Compressing IP forwarding tables: Towards entropy bounds and beyond,” in ACM SIGCOMM, 2013.

79

80





T3G1

Felhő infrastruktúrák kompatibilitási, átjárhatósági és biztonsági problémái és megoldásai Kutatásaink célja 2013-ban az infrastruktúra szolgáltatást (IaaS) nyújtó felhők felhasználókat érintő biztonsági kérdéseinek feltárása. Továbbá egy konkrét felhő implementációra olyan keretrendszerek fejlesztése, amelyek képesek az adott virtualizált infrastruktúra sérülékenységét objektíven felmérni, illetve támogatást nyújtanak a felhasználói kommunikáció geolokációs paramétereivel összefüggő adatbiztonsági problémáira.

Résztvevő intézmény: Óbudai Egyetem, Neumann János Informatikai kar Kozlovszky Miklós, [email protected] Schubert Tamás, [email protected]

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • Együttműködés a CSA-val (Cloud Security Alliance). • Az Európai Bizottság által szervezett ICT2013 eseményen (Vilnius, Litvánia, 2013. november 6-8.) „Cloud vulnerability assessment and Critical infrastructure security” címmel szakmai előadás tartása. • Kapcsolódás a TÁMOP-4.2.1.B-11/2/KMR-2011-0001 és a KMR 12-1-2012-0119 hazai projektek kutatásaihoz, a kutatási eredmények adaptálása és továbbfejlesztése. Legfontosabb publikációk:

I. Tanulmányok készítése

érintő szabványok, ajánlások és keretrendszerek

1. A felhő architektúrák és technológiák áttekin-

áttekintése és feldolgozása.

tése, különös tekintettel az IaaS szolgáltatásra

7. Felhő Security SLA-k (Service Level Agreement)

2. Az IT és ezen belül a felhők biztonságát érintő

használata lehetőségeinek vizsgálata.

fenyegetések, és ezek elhárítására használt meg-

8. Security On-demand megoldások vizsgálata

oldások áttekintése és feldolgozása.

az informatikai infrastruktúrában, és ezek alkal-

3. IaaS típusú kereskedelmi és open source felhő

mazásának vizsgálata felhőkben

rendszerek szolgáltatásainak, elérhetőségének, fejleszthetőségének és biztonsági megoldásai-

II. Megoldás tervezés és fejlesztés

nak áttekintése és feldolgozása.

1. Az IaaS típusú felhők technológiájának és

4. A felhők biztonságát érintő járulékos fenyege-

biztonságának vizsgálatára, majd a biztonság

tések, és ezek elhárításának áttekintése (Cloud

automatizmusainak kiépítésre szolgáló informati-

Security Alliance ajánlásai).

kai megoldás tervezése és fejlesztése.

5. A Security as a Service (SecaaS) típusú szolgál-

2. Felhasználói szintű kommunikáció védelmére

tatások.

és ellenőrzésre alkalmas megoldás tervezése és

6. A felhők üzemeltetését, felügyeletét, auditálá-

fejlesztése, mely a geolokációs paramétereket is

sát, monitorozását, biztonságát, megfelelőségét

képes figyelembe venni.

❶ Kozlovszky, M.; Trocsik, M.; Schubert, T.; Poserne, V., „IaaS type Cloud infrastructure assessment and monitoring,” 36th International Convention on Information & Communication Technology Electronics & Microelectronics (MIPRO), 2013 pp.249-252, 20-24 May 2013 ❷ M. Kozlovszky, L. Kovács, M. Törőcsik, G. Windisch, S. Ács, D. Prém, Gy. Eigner, P. I. Sas, T. Schubert, V. Póserné; Cloud security monitoring and vulnerability management; INES 2013, IEEE 17th International Conference on Intelligent Engineering Systems, June 19-21, 2013, Costa Rica, in Proceedings 978-1-4799-0830-1/13/$31.00 ©2013 IEEE, pp. 265-269 ❸ Schubert T., Póser V., Ács S., Prém, D., Márton J., Kozlovszky M.; Számítási felhő biztonsági kérdései; Műszaki Katonai Közlöny, XXII. évfolyam, 2012. 2. szám, pp. 86-103; ISSN 2063-4986 ❹ Póser Valéria, Schubert Tamás, Kozlovszky Miklós, Prém Dániel; Security on-demand megoldások az informatikai infrastruktú- rákban; Hadmérnök, VIII. évfolyam 3. szám, 2013. szeptember, pp. 211-222, ISSN 1788-1919 ❺ M. Kozlovszky; Improving cloud data security by communication geofencing ; CGW2013, Computer Science, ISSN 1508-2806, accepted/under publication

81

ADAT ÉS TARTALOM TECHNOLÓGIÁK

Témakörök, témajelentések és további regisztrált témák: A) Adat, szöveg és média bányászat

T4A1 Nagy mennyiségű WEB adat testre szabható feldolgozása, osztályozása T4A2 Kollaborációs adatbányászati keretrendszer kialakítása T4A3 Tudományos mérési eredményeket összekapcsoló adattárház T4A4 Egyetemi adatbányászati alkalmazások

B) Big Data kihívások és megoldások

T4B1 Big Data algoritmusok kutatása és alkalmazása T4B2 Mobilitási adatok kezelése T4B3 Big Data kutatások: videófolyamok feldolgozása T4B4 Közösségi oldalak és hírportálok tartalmának elemzése

C) Szemantikus kereső algoritmusok, tudásfeltárás

T4C1 Szemantikus technológiák alkalmazása T4C2 Szemantikus multimédia keresőalgoritmusok T4C3 Szemantikai modell digitális könyvtári tartalmak kereséséhez T4C4 Wikipédia, mint külső modell alkalmazása könyvtári tartalmak kereséséhez T4C5 Médiatartalom alapú képosztályozás T4C6 Természetes nyelvű szövegek tartalom elemzése T4C7 Webes kereső algoritmusok

D) Megjelenítés, vizualizáció

T4D1 Az új szabványok kliens oldali megjelenítése (Webkit) T4D2 Nagy mennyiségű adat hatékony, skálázható vizualizációja

E) Digitális könyvtár funkciók

T4E1 Digitális könyvtári tartalmak: keresési módszerek T4E2 Digitális könyvtári tartalmak: névterek és szemantikus leírások T4E3 Az internet archiválás kritérium rendszere T4E4 Digitális könyvtári tartalmak disszeminációja

04

84





T4A1

Nagy mennyiségű WEB adat testre szabható feldolgozása, osztályozása Munkánk során összegeztük a Web tartalom osztályozásának elméleti és gyakorlati kérdéseit, összehasonlítottunk különböző megoldásokat és a lehetséges jellemzők használatát. Megadtuk nagy Web adatok osztályozásának átfogó áttekintését, amelynek keretében megvizsgáltuk a Web spam szűrésére alkalmas jellemzők csoportjait. Szabad forráskódú szoftvert és annotált adathalmazokat tettünk közzé, amelyek között megtalálható a kereszt-nyelvű tanítás teszt halmaza is, amelynek során nem angol gyűjteményt angol tanító adat segítségével dolgozunk fel: https://dms.sztaki.hu/en/download/web-spam-resources.

Résztvevő intézmény: MTA-SZTAKI Fekete Zsolt, Szabó Adrienn Benczúr András, [email protected]

•

Nagy számú jellemző előállítására készítettünk hatékony eljárásokat. Ezek között megtalálhatók új, a tartalom időbeli változását is figyelembe vevő csoportok. Megvizsgáltuk ezek hatékonyságát és érzékenységét.

•

Új időbeli változáson alapuló jellemzőket javasoltunk.

•

Megállapítottuk, hogy különböző gépi tanulási technikák, pl. ensemble selection, LogitBoost, Random Forest, nagymértékben javítják a tanulás pontosságát.

•

Fő tanulságként megmutattuk, hogy megfe-

Masszív párhuzamos algoritmusokat adtunk

telepítettük, megismertük, a fejlesztőikkel

lelő gépi tanulási eljárások mellett egyszerű

nagy Web adatok összegyűjtésére, tisztítá-

felvettük a kapcsolatot: Danny Bickson (CMU),

és könnyen kiszámítható jellemzőkkel is a

sára és címkézésére. Olyan algoritmusokat

a GraphLab egyik vezető kutatója látogatást

korábban publikáltaknál jobb pontosság

váltottunk ki, amelyek eredendően szek-

tett nálunk Januárban, illetve Kostas Tzou-

érhető el.

venciálisan kezelnek gráfokat, illetve erős

mas-sal (TU Berlin), a Stratosphere koordi-

struktúrával rendelkező objektumokat. Olyan

nátorával egyeztettünk a lehetséges közös

A kísérlethez a Web Spam Challenge 2008

algoritmikus keretrendszereket alkalmaztunk

célokról.

és a Milanoi Egyetem adatai mellett az

és fejlesztünk tovább, amelyekben elosztott

Internet Memory Research által biztosított

gráf algoritmusok, például particionálás,

Nagy Web adatok osztályozásának átfogó

DC2010, illetve a TREC ClueWeb09 adata volt a

PageRank, szomszédság számítás, megvaló-

áttekintését adtuk, amelynek keretében meg-

címkézett teszt halmaz.

sítható. Algoritmusaink egy részét a Hadoop

vizsgáltuk a Web spam szűrésére alkalmas

MapReduce keretében, másik részét saját, MPI

jellemzők csoportjait. Ezek számos csoport

alapú kódbázisban készítettük. Célunk, hogy

kiszámítása igen költséges, és kérdés, hogy

a gráf algoritmusokat a GraphLab eszközben,

melyikeket érdemes a rendelkezésre álló szá-

az egész munkafolyamatot pedig a Stratosp-

mítási kapacitások függvényében előállítani.


here keretrendszerben valósítsuk meg. Ehhez

Legfontosabb eredményeink:

❶ Miklos Erdelyi, Andras Benczur, Balint Daroczy, Andras Garzo, Tamas Kiss, David Siklosi: The classification power of Web features. Internet Mathematics, megjelenés alatt.

az első lépéseket megtettük: a rendszereket

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • FP7 258105 LAWA: Longitudinal Analytics of Web Archive data (Internet Memory, FR; Hanzo Archives, UK)

85

86




T4A3


Résztvevő intézmények: Nyugat-magyarországi Egyetem (NymE) MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (MTA CSFK) Erdészeti Tudományos Intézet (ERTI) Nemzeti Információs Infrastruktúra Fejlesztési Intézet (NIIF) BME-Infokom Innovátor Nonprofit Kft. Jereb László, [email protected], Magyar Gábor [email protected]

Tudományos mérési eredményeket összekapcsoló adattárház Erdészeti és geofizikai mérési adatok egységes adattárházba foglalásával olyan elemzési környezet jön létre, amely lehetővé teszi a különböző mérési eredmények egységes felületen keresztüli összekapcsolását és az összetett, köztük az interdiszciplináris összefüggések feltárását is. Az adattárház egyaránt tartalmaz nagy mérési gyakoriságú (pl. ionoszféra, földrengés, időjárás) vonatkozású geofizikai, illetve nagy értékű, de lényegesen ritkábban mért erdészeti adatokat.

T4A4


Egyetemi adatbányászati alkalmazások Elemzés, kutatás, oktatás

Nagy felsőoktatási adatbázisok adatbányászati vizsgálata az egyetem versenyképessége és adaptivitása érdekében. A kutatás célja egyrészt rámutatni, hogy az adatbányászati mód-

nyében, a tagozatuk függvényében, stb. A fenti változókhoz hoz-

szerek hogyan alkalmazhatóak a neveléstudomány (különös te-

závéve egyéb változókat (pl. régió, településfajta, nem) meglehe-

kintettel az oktatáskutatás) területén, másrészt a nagy egyetemi

tősen pontosan előre tudtuk becsülni az első féléves tanulmányi

adatbázisokból (ETR, Neptun) megfigyelhető trendeket kívánjuk

átlagot. Azaz, ha tudjuk egy hallgatóról a felvételének napján,

a felsőoktatás rugalmas formálására (például curriculum-fejlesz-

hogy milyen nemű, hogy melyik régióból és milyen településtí-

tés) felhasználni.

pusról származik, valamint, hogy a Pécsi Tudományegyetem

A projekt célja egy nagy adatmennyiségek befogadására alkalmas

lehessen megtenni. A kialakított adattárházhoz speciális elemzési

A Pécsi Tudományegyetem ETR-es adatait 2008-ig visszame-

mely karára, melyik képzési formára és tagozatra nyert felvételt,

adattárház és a kapcsolódó elemzési környezet létrehozása. Az adat-

szoftver-együttes, egy RapidAnalytics szerver kapcsolódik, ame-

nőleg adatbányászati kutatásra alkalmas alakra hoztuk. Vizsgá-

és azt, hogy mi a legmagasabb iskolai végzettsége, akkor 46,8%-

tárházba nagyfrekvenciás mintavétellel nyert geofizikai (pl. ionoszféra,

lyen keresztül lehetőség nyílik ütemezett, nagy futás idejű és nagy

latunk középpontjában a hallgatók tanulmányi pályaíve (azaz

os találati aránnyal meg tudjuk mondani, hogy az első féléves

földrengés, időjárási) mérési adatok tölthetők be úgy, hogy ugyan-

erőforrás igényű futtatások elindítására is. A szerver-alkalmazáshoz

félévenkénti tanulmányi átlaguk grafikonja) állt. Megvizsgáltuk,

tanulmányi teljesítménye az általunk létrehozott 10 (ekvidisztans)

abban a környezetben kerülnek tárolásra azon erdészeti adatforrások

a RapidMiner kliens rendszerén keresztül lehet hozzáférni. Az adat-

hogy egyes faktorok milyen kapcsolatban állnak a tanulmányi

kategória közül melyikbe fog esni. A fenti típusú vizsgálatok

adatai is, amelyek tipikusan évtizedeken keresztüli, lényegesen

tárház létrehozásával párhuzamosan megkezdődtek a RapidMiner

teljesítménnyel: a hallgatók pályaívét a bemeneti végzettségük

eredményeit a képzésekben rejlő problémák/nehézségek azo-

ritkábban mért, de magas hozzáadott értéket képviselő adatokat tar-

háttérre alapozott adatelemzések is. Eredményként részben összetett

függvényében, a karok függvényében, a képzési formák függvé-

nosítására és ezek kiküszöbölésére kívánjuk felhasználni.

talmaznak. A fejlesztésben jelentős hangsúlyt kap az is, hogy az egyes

periodikus adatsorok elemzéséhez kapcsolódó módszertani fejlesz-

adatgazdák, az adatok tulajdonosai az adatok feletti rendelkezési

tések (CReMIT), részben pedig fanövekmény adatok és meteorológiai

jogaikat megtarthassák, az egyes adatok összekapcsolását, az azokból

jellemzők, illetve rovarcsapdák lepkefogási adatok és meteorológiai

kinyerhető új összefüggések feltárását csak az ő kontrolljuk mellett

jellemzők közötti kapcsolatok vizsgálatára került sor.

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • A TÁMOP-4.2.1.B-10/2/KONV-2010-0002 projekt III/2-es alprojektjének egyik témája.

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • A fejlesztések a TÁMOP-4.2.2.C–11/1/KONV-2012-0015 (Föld-rendszer) projekt keretében valósulnak meg és szorosan kapcsolódnak a COST FP0804 Forest Management Decision Support Systems (FORSYS) nemzetközi együttműködéshez.

Legfontosabb publikációk: ❶ Di Blasio Barbara, Jenei Sándor, On Studying Careers of Students of University of Pécs, Hungary using Data Mining Methods. In: 5th Word Conference on Educational Sciences. Róma, Olaszország, 2013.02.05-2013.02.08.


❷ Di Blasio Barbara, Marton Melinda, Paku Áron, Pótó Zsuzsanna, Neveléstudományi területen tanulók teljesítményének longitudinális elemzése, EDUCATIO 1: pp. 109-116. (2013)

❶ G. Magyar, Cs. Gáspár, G. Kovács, G. Posfai, L. Bacsárdi, L. Jereb, T. Simon: „Forestry components in an „Earth-system” data warehouse” 2013ForestDSS Workshop (Decision Support System Workshop and ForestDSS Community of Practice), 2013. dec. 4-6., Lisszabon, Portugália

❸ Di Blasio Barbara, Marton Melinda, Paku Áron, Adatbányászat alkalmazása a felsőoktatás-kutatásban, In: Benedek András, Tóth Péter (szerk.) Új kutatások a neveléstudományokban: A munka és a nevelés világa a tudományban

❷ Z. Pödör, M. Edelényi, L. Jereb: Systematic Analysis of Time Series – CReMIT, INFOCOMMUNICATIONS JOURNAL, 2014(6), (1) pp. 16-21.

❹ Di Blasio Barbara, On the Role of Life Stories in Vocational Choice. PROCEDIA - SOCIAL AND BEHAVIORAL SCIENCES 82: pp. 487-491. (2013)

87

88




T4B1


T4B2

Résztvevő intézmény: MTA-SZTAKI

Résztvevő intézmény: MTA-SZTAKI Sidló Csaba, [email protected] Benczúr András

Viharos Zsolt, [email protected] Benczúr András

Big Data algoritmusok kutatása és alkalmazása

Mobilitási adatok kezelése

Szélerőmű adatok kezelése

Az Orange D4D Challenge

„Big Data” – a magyarul egyelőre nehezen átadható új szakszó olyan kérdéseket takar, ahol a probléma az adat mérete maga. Az üzleti intelligencia, a Web és szenzorhálózatok adatbányászata területén jelentkező extrém méretű információfeldolgozási problémák között kiemelten vizsgáljuk a szociális közösségeket és jelenségeket, a személyre szabott információ keresését, ajánló rendszereket, spam szűrőket és a navigációs, mobilitási adatok időbeli dinamikáját. Kutatásaink során részletesen vizsgáltuk a

Egy országos mobilszolgáltató hálózati eseményei egy nap alatt több Terabyte-ot töltenek meg. Ez az adatmennyiség akár egyetlen diszken is elfér, a visszaolvasása azonban már sok órába telik. Az alapvető szolgáltatásokkal, számlázásokkal kapcsolatos feladatokon kívül ezért nem is tudják felhasználni, pedig nagyon sok értékes információhoz lehetne hozzájutni belőle a navigáció, közlekedés-szervezés, várostervezés vagy akár vészhelyzetek elhárítása esetén.

szélenergetikai rendszerek által előállított különösen nagy adatmennyiségek kezelésének új lehetőségeit. A D4D Mobility Challenge keretében az Orange a kutatók

hogy egy teljes ország vagy egy nagy metropolisz mozgásá-

számára hozzáférést biztosított az elefántcsontparti szolgál-

nak valós idejű követése során fellépő algoritmus és szoftver

A szélenergetikai rendszerek által előállított különösen nagy adatmen�-

szer valósítható meg, ahol a háttérrendszer tipikusan egy adattárház.

tatásának bizonyos naplóihoz. Ezek között legérdekesebb

problémákat kutathassuk.

nyiségek kezelésének új lehetőségeit vizsgáltuk. Napjaink szélfarm

Kísérletünkben az SQL alapú megoldás kb. 40 szélerőműből álló farmig

a nagy felbontású cellainformáció adat, amely véletlensze-

Megoldásunk során a Twitter által fejlesztett Storm elosztott

operátorai vagy nem is gyűjtik ezeket az adatokat egy közös, könnyen

lineáris viselkedést mutat (kb. 3.2 milliárd adatrekordig), de nagyobb

rűen kiválasztott felhasználók kéthetes aktvitását követi

adatfolyam keretrendszert alkalmaztuk. A szerverfarmon

elérhető adatbázisba, vagy az értékes adatok nagy része törlésre kerül

adatmennyiségek kezelésére már nem képes. Mindkét vizsgált NoSQL

térben és időben.

automatikus terhelésmegosztást és hibakezelést biztosító

a tradicionális (SQL) adatbázisok skálázhatóságának határai miatt. A

megoldás (különböző hardverkapacitással) az adatmennyiségek

feltörekvő „Big Data” megoldások és algoritmusok lehetővé teszik az

növekedésével (a szélerőmű farm méretének növelésével) lineáris kap-

Célunk az adatok valós idejű közlekedési előrejelzésekre való

találtunk és valós időben előrejelzéseket adtunk az egyes

összes adat gyűjtését, tárolását és előhívását, sőt, így nincs szükség az

csolatot mutatott, és – természetesen – a nagyobb számítási klaszterrel

alkalmazása volt. A személyes adatok védelme érdekében

felhasználók és helyszínek eloszlására. Az adatok folyamatos

adatok törlésére sem. Ez nagy előny szélfarmok üzemeltetői számára,

rendelkező kapacitás számítási ideje lényegesen kisebbnek bizonyult.

jelentősen eltorzították az adatokat, ami megnehezítette a

feldolgozásával másodpercenként több 10,000 előrejelzést

pontos előrejelzést, a ritka és váratlan események detektálá-

tudtunk adni. Becslésünk szerint egy nagy metropolisz moz-

sát. Arra azonban rendkívül jól használható adatot kaptunk,

gása sem jelent ennél nagyságrendekkel több adatot.

mert ez által részletes adatok állnak rendelkezésre, amelyek később

A mérések alapján következtetésként megállapítható, hogy a

számos szempont szerint felhasználhatóak, pl. hibadetektálási és hi-

Hadoop és Hive „Big Data” szoftvereszközökkel felépített megoldás

ba-előrejelzési modellek felépítéséhez, valamint, szélturbinák működési

költséghatékony alternatívát jelent a tradicionális adattárházakkal és

és műszaki adatainak ad-hoc elemzésére is. Az üzleti intelligencia szoft-

adattöltési megoldásokkal (ETL) szemben pl. szélerőmű farmok SCADA

vereszközök felhasználásával kifinomult és hatékony beszámolási rend-

adatainak kezelése esetén.

keretben felhasználó és helyszínfüggő gyakori mintázatokat

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • Ericsson • Nokia Siemens Networks • SAP


• EIT ICT Labs Cloud Action Line

• GAMESA, Spanyolország. Gamesa Health Monitoring (HMS) System project (2012-2013): Health Monitoring System (HMS) for Gamesa wind turbines, Industial Project.



❶ Andras Garzo, Istvan Petras, Csaba Istvan Sidlo, Andras A. Benczur: Real-time streaming mobility analytics. NetMob 2013 - Third conference on the Analysis of Mobile Phone Datasets. May 1-3, 2013, MIT, Boston, USA http://perso.uclouvain.be/vincent.blondel/netmob/2013/D4D-book.pdf

❶ Viharos, Zs. J.; Sidló, Cs. I.; Benczúr, A. A.; Csempesz, J.; Kis, K. B.; Petrás, I.; Garzó, A.: „Big Data” Initiative as an IT Solution for Improved Operation and Maintenance of Wind Turbines, European Wind Energy Association (EWEA) Conference, “Make your vision reality”, 4-7. February, 2013, Vienna, Austria, S9.3, pp. 184-188.

❷ Andras Garzo, Andras A. Benczur, Csaba Istvan Sidlo, Daniel Tahara, Erik Francis Wyatt. Real-time streaming mobility analytics. IEEE Big Data 2013, Silicon Valley, USA

89

90





T4B3

Big Data kutatások: videofolyamok feldolgozása Napjainkban az egyik „legnagyobb Big Data”-ként szokás emlegetni a különféle szenzorokról - akár folyamatosan érkező -- információkat, amire egy tipikus példa a biztonsági kamerák videófolyama. A képalkotókkal való adatkinyerés egy meglehetősen egyszerű és viszonylag olcsó technika, ezért nagy népszerűségnek örvend többféle beavatkozás hatásának ellenőrzéséhez. Gyakori megközelítés például sejtek/sejtkultúrák folyamatos képi rögzítése akár genetikai, akár gyógyszeres beavatkozás, akár fényre való reagálás elemzéséhez. Ezen a területen elosztott, kellő pontossággal még rendelkező videofeldolgozó algoritmusok kidolgozását tervezzük, amelyek online folyamok feldolgozására is alkalmasak. A hasznosítás nagyon sokrétű, így a célterületre kidolgozni kívánt technikák más célú videófolyamok feldolgozása mellett nem képi információt szolgáltató szenzorokra is alkalmazhatóak lehetnek. Amennyiben több szenzorról is származik megfigyelés a vizsgált objektumról/eseményről, fúziós technikákat tervezünk fejleszteni összetett rendszerek használatával.

Résztvevő intézmények: DE Informatikai Kar MTA-DE Sejtbiofizikai Kutatócsoportja DE Molekuláris Medicina Kutatóközpont Mikrobiális Biotechnológiai és Sejtbiológiai Tanszék Hajdu András, [email protected] Bene László, Pócsi István

„ütnek ki”, ami hozzávetőlegesen 20 000 videó feldolgozását

Kutatási és fejlesztési tevékenységeink eddigi eredmé-

jelenti, de amennyiben génpárokra is szeretnénk megismé-

nyeként sikeresen kidolgoztunk olyan képfeldolgozó

telni a vizsgálatot, kombinatorikai szempontból hatalmas

eljárásokat, amelyek a sejtek nagy pontosságú szegmen-

adatmennyiséget kapunk, aminek feldolgozása várhatóan a

tációját biztosítják a videofelvételeken. A szegmentációs

következő évtizedek munkája lesz. A sejtvideók feldolgozása

eredmények felhasználásával lehetőség nyílt a sejtek

mellett szenzorhálózatok detektálási és követési pontos-

alaktani viselkedésében a beavatkozások hatására beálló

ságát kívánjuk javítani összetett rendszerek segítségével,

változások kvantitatív jellemzésére, ami lehetővé teszi a

amelyek a szenzorok adatait megfelelő fúziós technikákkal

statisztikai elemzések nagy mintán való elvégzését, ami

egyesítik. Ez a megközelítés videofolyamokra is alkalmazha-

jelentősen növeli a levont következtetések megbízható-

tó a megfelelő képalkotók információinak összevonásával.

ságát.


A fejlődő megvilágítási/képalkotó, valamint

a területen elsősorban olyan módszere-

adatfeldolgozó eszközök lehetővé teszik,

ket kívánunk fejleszteni, amelyek elosztott

hogy bizonyos tényezők hatását hosszabb

feldolgozást támogatnak, valamint elérik azt

videófelvételek kiértékelésével vizsgáljunk

a minimális pontosságot, ami alapján már


kvantitatív módon. Nagyon népszerű terület

megbízható kvantitatív kijelentések tehe-

a sejtek/sejtklaszterek vizsgálata változó

tők. Ezeknek a vizsgálatoknak a fény alapú

megvilágításra, gyógyszeres kezelésre vagy

szövettervezésben/rákos sejtek irányításában,

❶ B. Antal, B. Remenyik, A. Hajdu: An Unsupervised Ensemble-based Markov Random Field Approach to Microscope Cell Image Segmentation, 10th International Conference on Signal Processing and Multimedia Applications (SIGMAP 2013), Reykjavík, Iceland, 2013, pp. 94-99.

genetikai beavatkozásokra (gének „kiütésére”

gyógyszerfejlesztésben és gének hatásának

való reagálás). A kapcsolódó videók feldol-

vizsgálatában van óriási jelentősége.

gozása képfeldolgozási oldalról is komoly feladat, a videók mennyisége pedig nagyon

A skálázhatóság is roppant fontos, így például

komoly kapacitási kérdéseket vet fel. Ezen

a kapcsolódó genetikai kutatásokban 1 gént

• TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 4.1 témája • TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0025 • TÁMOP 4.2.4. A/2-11-1-2012-0001

❷ A. Hajdu, L. Hajdu, A. Jonas, L. Kovacs, H. Toman: Generalizing the majority voting scheme to spatially constrained voting, IEEE Trans. on Image Processing 22(11) (November 2013), 4182-4194. ❸ B. Antal, A. Hajdu: An ensemble-based system for automatic screening of diabetic retinopathy, Knowledge-Based Systems (Elsevier) 60 (April 2014), 20-27. ❹ A. Hajdu, C. Giamas, N. Vretos, I. Pitas: Metadata description of thermal videos for rescue operations, 8th International Symposium on Signals, Circuits and Systems (IEEE ISSCS 2007) (2007), Iasi, Romania Vol. 2, 4 pages. ❺ A. Hajdu, I. Pitas: Optimal approach for fast object-template matching, IEEE Trans. on Image Processing 16/8 (August 2007), 2048-2057.

91

92




T4B4



T4C1


Nagy Gábor, [email protected] Gáspár Csaba, [email protected]

Közösségi oldalak és hírportálok tartalmának elemzése

Pénzügyi hírek hangulat analízise és hatása a tőzsdei hozamokra A kutatás keretein belül arra keresünk választ elsősorban, hogy hogyan, milyen módon lehet hangulati elemeket kinyerni a pénzügyi sajtóban megjelenő hírekből és ezek a hírek, illetve az ezekből kinyert hangulat hogyan befolyásolja a tőzsdei árfolyamokat, milyen korrelációt mutat azzal. Az eredmények alapján a közösségi média esetében a hangulat azonosítása nehézkesebb, de az összefüggés a pénzpiaci hozamokkal erősebb, míg a hagyományos hírforrásokban kön�nyebb azonosítani a hangulati elemeket, de a korreláció a hozamokkal alacsonyabb.

Szemantikus technológiák alkalmazása Az információtárolás, -kezelés és -keresés napjainkban elsősorban szabad szöveges módon, ill. relációs adatbázisokban történik, amelyek egyike sem eléggé szervezett, és nem épít a szövegek szemantikus összefüggéseire. A kutatások célja az információk szemantikus leképezésének, valamint tárolásának és visszakeresésének kidolgozása. Ezek megvalósítása, valamint beépítésük üzleti, jogi rendszerekbe, az intelligens alkalmazások egy újabb nemzedékének nyithat kaput. A technológia a logikai programozás általános paradigmájára épül, annak kiterjesztése a modális logikák irányába. A szemantikus technológiák kutatása szoros összefüggésben áll a

szekapcsolását is lehetővé teszik. A kutatás keretében elkészült egy

természetes nyelvű szövegek elemzési technológiáinak kidolgozásá-

logikai programozási alapokra épült és modális logikákra alkalmaz-

val. A nyelvi elemzés menet közben is gyakran fordul a szemantikus

ható metamodell vezérelt tudástár rendszer magja, e rendszermag

tudástárhoz egyes nyelvi elemek tulajdonságainak lekérdezéséhez,

metamodell-vezérelt módon megtervezett. Erre azért volt szükség,

A kutatás célja elsősorban az, hogy a hangulati elemeket

is amely az adattömeget kezeli és elemezhetővé teszi. A

másrészt a nyelvi elemzés eredménye egy logikai kifejezés. A tudás-

mert már a kutatás elején látszott, hogy a vonatkozó nemzetközi

kinyerve meghatározzunk egy hangulati indexet, ami

híreket folyamatosan gyűjtjük több száz, a világ vezető

tár egyik feladata ennek a logikai kifejezésnek az átalakítása, tárolása,

szabványok (OWL ontológia leíró nyelv) többirányú kiterjesztésére

a tőkepiaci és pénzpiaci hírekben fellelhető. A kinyert

hírportáljainak RSS feedjeiből. 2013 végére nagyjából 600

bizonyítása, lekérdezése. Mindezek feltételezik, hogy a háttérben egy

van szükség, sőt, a további kiterjesztések esetleges irányát csak a

hangulati index hatását, illetve kapcsolatát vizsgáljuk a

000 URL-t töltöttünk le. A Twitteres adatgyűjtő nagyjából

eléggé részletes tudástár (ontológia) található. Az ontológia egyrészt

konkrét pszicholingvisztikai kutatások pontos eredményei adhatják

mostani és a jövőbeli hozamokra. Azt tapasztaltuk, hogy

13 000 000 rövid szöveges üzenetet töltött le tőzsdei

a hétköznapi tudáselemekről előzetes ismereteket tárol, másrészt

meg. A szükséges rugalmasságot pedig a metamodell-vezéreltség-

a hagyományos médiában fellehető pénzügyi hírekből a

témában. Ezek az adatok később is rendelkezésre állnak,

az egyes tudáselemek szótárként, specifikációként is tekinthetők,

gel lehet biztosítani: a nyelvészeti kutatások függvényében a leíró

hangulati elemek kinyerése könnyebb, de nincs akkora kor-

további elemzés céljából. A keretrendszer segítségével

amelyek így üzleti számítógépes alkalmazások szemantikus ös�-

eszközök a metamodell szintjén könnyen bővíthetők.

reláció a jövőbeli hozamokkal, mint a közösségi médiában

egyszerűbb és összetett szöveges transzformációkat

fellelhető híreknek (Twitter üzeneteknek). Ugyanakkor a

tudunk végrehajtani elosztott módon a rendelkezésre

Twitter rövidsége miatt nem annyira könnyen elemezhető,

álló erőforrások hatékony felhasználásával. Az adatkezelő

és a hangulati elemek annyira nem azonosíthatóak bizto-

rendszer szövegbányászati előfeldolgozó lépések széles


san. Fontos eredménye a kutatásnak, az a keretrendszer

skáláját támogatja.

• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0005 projekt III/2-es alprojektjének egyik témája. Legfontosabb publikációk:

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • FUTURICT, TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV, „Pénzügyi Rendszerek” alprojekt része Legfontosabb publikáció: ❶ Sándor Kazi, Gábor Nagy: Distributed News Analysis Framework for Text, CogInfoCom 2013, Workshop on Future Internet Science and Engineering, 2013.12.06

❶ Kilián Imre-Alberti Gábor-Szabó Veronika: Metamodel vezérelt felépítmény modális világszerkezetek létrehozására, feltöltésére és lekérdezésére In: Biró Károly Ágoston; Sebestyén-Pál György (szerk.) ENELKO 2013 XIV. Nemzetközi Energetika-Elektrotechnika Konferencia, SzámOkt 2013 XXIII. Nemzetközi Számítástechnika és Oktatás Konferencia. ❷ Kilián Imre: Szemantikai alapú jogi tudásmenedzsment technológiák. PHD disszertáció, PTE-ÁJK 2013. ❸ Kilián Imre-Alberti Gábor: A Metamodel-Driven Architecture for Generating, Populating and Manipulating „Possible Worlds” to Answer Questions In: ICSOFT 2013: Proceeding of the 8th International Joint Conference on Software Technologies. Reykjavik, Izland, 2013.07.29-2013.07.31. SciTePress, 2013. pp. 74-78.

93

94





T4C2

Szemantikus multimédia keresőalgoritmusok Elkészült egy szemantikus képkereső rendszer, amelynek feladata, hogy olyan keresési kulcs alapján keressen, amelyet egyszerre több objektum vagy fogalom kombinálásával kapunk. A keresést megelőző szemantikai elemzéshez a state-of-the-art képfeldolgozási módszereket használtuk. Ezen kívül a multimédia keresés képekre vonatkozó részeként olyan képrangsoroló megoldás kidolgozását valósítottuk meg, mely relevancia és diverzitás szempontjából végzi a sorrendezést.

Résztvevő intézmények: ETIK BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Szűcs Gábor, [email protected]

először bejárja, majd egy erre létesített adattárolóban rögzíti a képek böngészéséhez szükséges adatokat egy leíró szerkezetben. Az így kialakult leíróban a legalsó szintről indulva minden egyes mappa számára választ az algoritmus

Szemantikus keresés multimédia tartalmakban

A multimédia keresés képekre vonatkozó része-

egy legjellemzőbb képet a benne fog-

témakörén belül olyan szemantikus képkeresést

ként olyan képrangsoroló megoldás kidolgozását

laltak közül, majd ennek mentén szintről

tűztünk ki célul, ahol nem állnak rendelkezésre

valósítottuk meg, mely relevancia és diverzitás

szintre haladva, végül az összes mappára

metaadatok a kereséshez, és csupán a képek tar-

szempontjából végzi a sorrendezést. A relevancia

ezt hierarchikusan elvégzi. Így a rendszer

talmi információi használhatók fel. Amennyiben

szempontjából a visszaadott találati sorrend olyan

a legjellemzőbb képek index képei alapján

ezt ismeretlen képeken végezzük, szükség van

kell, hogy legyen, hogy a kereső kifejezéshez kap-

egy szemantikusan jobb bejárási lehetősé-

egy tanulóállományra, amely alapján gépi tanu-

csolódó (releváns) képek legyenek a lista elején.

get biztosít a felhasználó számára.

lásos módszereket lehet alkalmazni. Elkészítet-

Diverzitás szempontból pedig a találati lista első

tünk egy olyan szemantikus képkereső rendszert,

néhány elemében nem lehetnek ismétlődések,

ahol egyszerre több objektum vagy fogalom

azaz olyan redundanciamentes megoldást kellett

kombinálásával is kereshetünk. A keresést meg-

megvalósítani, ahol a találati halmazban minden

előző szemantikai elemzéshez a state-of-the-art

kép jelentősen eltér egymástól. Ehhez a feladat-


képfeldolgozási, információ kinyerési és gépi

hoz elkészítettünk egy rendszert, amely egy

tanulási módszereket használtuk, mint például a

ismert Webes képkereső (Flickr) sorrendjének a

Fisher-vektor, vagy a C-SVC osztályozó. Az offline

javítására volt képes a képek előzetes klaszterezé-

• Részvétel a MediaEval Multimedia Benchmark Workshop-on Retrieving Diverse Social Images témában; • EIT ICT Labs Master Programme Digital Media Technology „Media Communications Services” specialization; • TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 4.5 témája

módon rendelkezésre álló szemantikai informá-

sével és újrarendezésével. Ezen kívül létrehoztunk

ciókat felhasználva több olyan algoritmust is

egy újfajta megközelítéssel ellátott képböngésző

implementáltunk, amely megvalósítja a kombi-

alkalmazást, mely egy átláthatóbb és könnyebben

nált képkeresést. Az algoritmusok kidolgozásánál

kezelhető megoldást jelent a nagy mennyiségű

a kettő illetve három objektumból összeállított

képek böngészésének problémájára. A map-

❷ Szűcs G., Paróczi Zs., Vincz D. M.: BMEMTM at MediaEval 2013 Retrieving Diverse Social Images Task: Analysis of Text and Visual Information, Proc. of the MediaEval Multimedia Benchmark Workshop, Barcelona, Spain, 18-19 Oct., 2013, Published on CEUR-WS, Vol. 1043, paper 23.

kereső kifejezésekre koncentráltunk.

pastruktúrában eltárolt képeket az algoritmus

❸ Szűcs G., Kiss A.: Churn Analysis of a Product of Application Search in Mobile Platform, Economy Informatics, Vol. 13, No. 1, (2013), pp. 5-15.

Legfontosabb publikációk: ❶ Szűcs G.: Hierarchical image browsing based on visual information, CogInfoCom 2013, 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications, Budapest, 2-5. Dec., 2013, pp. 97-101.

95

96





T4C3

Szemantikai modell digitális könyvtári tartalmak kereséséhez

Résztvevő intézmények: Miskolci Egyetem, Informatikai Intézet DE Informatikai Kar Kovács László, [email protected]

A 2013-as évben a kutatások első területe az ontológia szabadszövegből történő felépítéséhez kapcsolódik, míg a második az automatizált kérdésgenerálás (Automated Question Generation - AQG) feleletválasztós (MCQ) kérdéstípusnál megjelenő, a válaszalternatívák meghatározását szolgáló módszerek elemzéséhez kötődik. Az MCQ AQG területén belül meghatározásra került egy induló, csak belső ontológián alapuló keretrendszer modell. A szabadszöveges mondatok fogalmi gráfokra történő konverzióját vizsgáltuk a korábban kidolgozott predikátum-orientált kiterjesztett fogalom gráf (ECG) modell segítségével.

Az ontológia mérnökség egyik problematikus

dő osztályozás erőssége a hatékony általánosí-

eleme az ontológiák automatizált előállításának

tási képesség. A módszer gyengesége a nagy

kérdése. Ezen területhez kapcsolódóan a szabad

számítási igény, azért a módszer algoritmusának

szövegek értelmezését, a szöveg ontológiára

optimalizálása áll az elkövetkező vizsgálatok

történő konverzióját elemeztük. A konverzió első

középpontjában.

szintjét a morféma elemzés alkotja. Itt a vizsgálat fő irányaként a statisztika alapú elemző rendsze-

A vizsgálat másik fő területe az ontológiáknak az

rek optimalizálása lett kijelölve. Egyik részterület

e-tutor rendszerek automatikus kérdésgenerálási

a neurális háló alapú elemzés volt, ahol a counter

feladatához kapcsolódik. Az elemzések a gene-

propagation, a back propagation és az adaptív

rálandó kérdések nehézségi szintjének automati-

resonance theory (ART) módszerek kerültek

kus előrejelzésének megvalósítására fokuszálnak,

elemzésre. Az egyes eljárások, architektúrák

amely egy újszerű fuzzy alapú következtetési

ötvözésével egy rugalmasabb, hatékonyabb

távolságot használja a szokásos szemantikai

struktúra hozható létre. A kutatás másik területe

távolságok helyett. A kidolgozott algoritmussal

a fogalomháló alapú elemzés lehetőségeinek

különböző nehézségi szintű kérdések állíthatóak

a vizsgálata volt. A formális fogalomelemzés

elő. A generált mintarendszer jól működött a

(Formal Concept Analysis - FCA) alapjain műkö-

hallgatók teljesítményének mérése.

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • Az Automatizált kérdésgenerálás témakörében a Kassai Műszaki Egyetem Mesterséges Intelligencia Laborjával indítunk be egy közös projektet 2014-ben, amelyben a kutatások a szabadszövegek értelmezésén, szemantikai tulajdonságaik feltárásához kapcsolódnak. • Az intelligens rendszerek modellezése területén partnerünk a Department of Informatics at University Targu Mures (Marosvásárhely) is. • A Debreceni Egyetem Informatika Karának munkatársaival dolgozunk közösen a nyelvtan reprezentálás és elemzés témakörében. Legfontosabb publikációk: ❶ E. Gyöngyösi, L. Kovács, L. Bednarik: Development of classification module for automated question generation framework , Teaching Mathematics and Computer Science Vol. 11, No. 1, pp. 89-102 ISSN 1589-7389 (2013) ❷ Nagy B., Kovács L: Linguistic Applications of Finite Automata with Translucent Letters, Proc. ICAART 2013, Barcelona, pp. 461-469 (2013) ❸ L. Kovács, P. Barabás: Grammar representation forms in natural language interface for robot controlling, Proc. of Setinair 2013, Topics in Intelligent Engineering and Informatics. ISSN: 2193-9411 (2013) ❹ L. Kovács, G. Szemán: Complexity-based Generation of Multi-Choice Tests in AQG Systems, Proc. of CogInfoCom 2013. pp. 399-402 ISBN 978-1-4799-1546-0/13 (2013)

97

98




T4C4



T4C5

Benczúr András, [email protected]

Benczúr András [email protected] Kovács László

Wikipédia, mint külső modell alkalmazása könyvtári tartalmak kereséséhez


Médiatartalom alapú képosztályozás Szemantikus multimédia keresőalgoritmusok

A Wikipedia több kutatásunknak is kísérleti terepe. A Toulouse-i CNRS fizikus kutatóival együttműködésben vizsgáltuk az időben fejlődő Wikipedia spektrumát, amelyből a fontossági hangsúlyok változásaira következtethetünk.

Képek vizuális tartalmát dolgoztuk fel grafikus ko-processzorok, GPGPU segítségével megvalósított fejlett gépi tanulási eszközökkel. Továbbfejlesztettük nyílt forráskódú eszközünket (Gauss keverék felbontás, Fisher kernel módszerek), amely 2012-ben hajszállal lemaradva a második legjobb eredményt érte el az ImageCLEF Photo versenyen.

Célunk a Wikipedián fellelhető információ alkalmazása dokumen-

A képek tartalom alapú feldolgozásának fontos elemévé vált

tumok automatizált annotálására. A Wikipedia kapcsolati hálózata

az úgynevezett „képi szó” modell. Az ImageCLEF és a PASCAL

alapján személyek, intézmények, fogalmak kapcsolataira következ-

VOC feladatain legjobban teljesítő rendszerek Gauss keverék

tethetünk, a többértelmű esetekben a kapcsolati kontextus alapján

vagy k-means módszerekkel csoportosítják képi szavakká az

egyértelműsíthetünk, sőt, a többnyelvű Wikipedia kiadások közötti

alacsony szintű leírókkal jellemzett képi régiókat vagy fontos

hivatkozások alapján az egyes fogalmak fordítását is megtalálhatjuk.

képi elemeket.

A Wikipedia hálózatának időbeli változásait 2003 és 2011 között

A Fisher kernel a Gauss keverékek feletti, matematikailag

követtük és meghatároztuk a Wikipedia Google mátrixának

természetes távolságmérték, amelynek használata nagyban

tulajdonságait. 2007-2011 között már stabil statisztikai jellemző-

javítja a rendszerek pontosságát. Kutatásunkban megvizsgáltuk

ket, kifejlődött Wikipedia struktúrát tapasztalunk. A személyek

a keverék modell matematikai tulajdonságait, és kísérletekkel

rangsorolása során bizonyos módszerek a politikusokat, mások

igazoltuk az elmélet előrejelzéseit. Rendszerünk a PASCAL VOC

a művészeket preferálták, míg az egyetemek rangsorolása 80%-

2007 adathalmazon a legjobb ismert rendszerekkel azonos

ban megfelel az un. Shanghai rangsornak.

teljesítményt nyújt.

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • FP7 288956 NADINE: New tools and Algorithms for DIrected NEtwork analysis (Új algoritmusok és eszközök irányított hálózatok vizsgálatában). CNRS Toulouse, France Legfontosabb publikáció: ❶ Young-Ho Eom, Klaus M. Frahm, Andras Benczur and Dima L. Shepelyansky: Time evolution of Wikipedia network ranking. European Journal of Physics, közlésre elfogadva.

Legfontosabb publikáció: ❶ Bálint Daróczy, András A. Benczúr, Lajos Rónyai. Fisher kernels for image descriptors: a theoretical overview and experimental results. Annales Univ. Sci. Budapest., Sectio Computatorica special issue dedicated to Professors Zoltán Daróczy and Imre Kátai on the occasion of their 75th birthday, 2013

99

100





T4D2

Nagy mennyiségű adat hatékony, skálázható vizualizációja Számos szakterületen jelentkezik a nagy mennyiségű adat átlátható vizualizációjának problémája, az általánosan javasolt modellek azonban nem mindig optimálisak. Vizsgálni kívánjuk, hogy a megjelenítést szolgáló modellek hogyan fejleszthetők tovább a felhasználói igényeknek megfelelően, kiszolgálva például a 3D, szenzorvezérelhetőség, attribútumok és relációk hatékony megjeleníthetősége, annotálhatóság iránti igényt. Mivel az egyes megjelenítési formák különböző adatstruktúrákhoz optimálisak, ezért tervezzük a nagy mennyiségű adat bányászatából származó információk olyan hierarchikus struktúrába rendezését, ahol az egyes szintekhez hatékony vizualizációs modellek köthetőek. A strukturális megjelenítésen túl fontos problémakör magának a nagy mennyiségű adatnak a skálázható megjelenítése, mely célra fraktál alapú modelleket kívánunk fejleszteni. Ez a fajta megjelenítés tipikusan jól alkalmazható például genetikai adatok vizualizációjához.

Résztvevő intézmények: DE Informatikai Kar, DE Klinikai Genomika Központ Hajdu András, DE Informatikai Kar [email protected] Bálint L. Bálint, DE Klinikai Genomika Központ

lítések. A skálázhatóságot ez a modell kiválóan biztosítja, hiszen a fraktálok önhasonló volta tetszőleges térbeli finomítást biztosít. A valós 3D térszerkezeten való megjelenítés azért nagyon izgalmas, mert az annotációs/relációs adatok modellre vetítésével új megfigyelések nyerhetők, hiszen az egyes gének térbeli közelsége nagyon releváns lehet például egyes betegségek esetén. Kézzelfogható hasznosításként a klinikum által használt böngészőkbe a kidolgozott modelleket implementáljuk, így elérhetővé válnak a napi rutinban is. A DNS 3D-s térszerkezetének vizsgálatához kötődően vizsgáljuk, hogy az általunk használt térszerkezet rekonstrukciós modellek hogyan kapcsolhatók össze további, korszerű eljárásokkal. A modellek összefűzése óriási számítási kapacitású problémát definiál.

Jelenleg a klinikum által használt génböngésző

zethez a lehető legközelebb. Mindkét igény

alkalmazások nagyon szegényes vizualizációs

kielégítését a skálázhatóság szigorú figyelem-

eszközöket tartalmaznak. Ezért klinikai részről

bevétele mellett célozzuk meg. Egyrészt, a

felmerült az igény, hogy az általuk használt

legjobb áttekinthetőséghez olyan fraktál-alapú

eszközökben is elérhetők legyenek hasznos,

modelleket kívánunk meghatározni, amely a

újszerű vizualizációs megoldások elsősorban

genetikai adatról a megadott igények mentén

a genetikai adatok annotációinak és az egyes

lehető legjobban áttekintést biztosít. Az elkép-

gének közötti relációknak a megjelenítéséhez.

zelés alapját az adja, hogy a használni kívánt

A vizsgálni kívánt adatot vagy minél átte-

matematikai modell (affin transzformációk

❷ Cs. Lamfalusi, D. Girus, K. Kruppa, J. Toth, E. H. Pocsai, R. Kunkli, A. Hajdu, B. L. Balint: Extending the visualization capabilities of a genome browser, 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications (CogInfoCom 2013), Budapest, Hungary, 2013, 419-422.

kinthetőbb formában ábrázoljuk, vagy minél

attraktor halmazai) lényegesen általánosabb,

❸ R. Kunkli, I. Papp, M. Hoffmann: Isoptics of Bézier curves, Computer Aided Geometric Design 30, 78–84, 2013.

természethűebb módon, a valós térszerke-

mint a jelenlegi (térkitöltő görbék) megköze-

❹ R. Kunkli, M. Hoffmann: Skinning of circles and spheres, Computer Aided Geometric Design 27, 611–621, 2010.

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 4.1 és 4.3 témája • TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0023 • TÁMOP 4.2.4. A/2-11-1-2012-0001 Legfontosabb publikációk: ❶ J. Toth, I. Papp, R. Tornai, I. Labancz, E. H. Pocsai, A. Hajdu: Cognitive visualization for the design of complex systems, 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications (CogInfoCom 2013), Budapest, Hungary, 2013, 363-368.

101

102




T4E1


T4E3

Résztvevő intézmény: MTA-SZTAKI Kocsis Levente, [email protected] Göbölös-Szabó Julianna, Benczúr András

Digitális könyvtári tartalmak: keresési módszerek Rangsorolás kutatása A learning to rank feladat a gépi tanulás újabb keletű problémája, amelyet mind a keresési találati rangsor, mind az ajánló rendszerek paramétereinek megtanulására hasznosítanak. Egyik eredményünkben új boosting módszert adtunk. Rangsorolással kapcsolatos kutatásainkat másrészt a Wikipedia időponthoz kötött eseményeinek keresésében és a találatok gráf-vizualizációjában is alkalmaztuk, ahol célunk egy releváns és hivatkozásokkal összekapcsolt találati részgráf megjelenítése.

Résztvevő intézmény: MTA SZTAKI Siklósi Dávid Benczúr András, [email protected]

Az internet archiválás kritérium rendszere Az internet tartalom osztályozása A LAWA (Longitudinal Analytics of Web Archive data) projekt internet alapú kísérleti környezetet hozott létre nagyléptékű, heterogén Web vizsgálatok céljaira, amely hangsúlyozza az infrastruktúra fenntarthatóságát, skálázhatóságát, és a gyűjtő, lekérdező és elemző modulok könnyű használhatóságát. Az Internet Memory központi Web gyűjteményére épülő FIRE (Future Internet Research&Experimentation) szolgáltatás felett virtuális Web obszervatóriumot hoztunk létre, amely képes Web méretű adatelemzéseket végezni. Az MTA-SZTAKI a projekt során az Európai Internet Archívum központi

lehetőséget biztosított az általunk elnyert BonFIRE Open Call. Ennek

Web gyűjteményére épülő FIRE (Future Internet Research&Experi-

során a BonFIRE cloud rendszerén teszteltük a nagy adatok indexelé-

mentation) szolgáltatás felett virtuális Web obszervatóriumot hozott

sére létrehozott rendszert.

Egyik találati rangsorolással kapcsolatos eredményünk az úgyneve-

lyek közül utána a legjobban teljesítőket folytatjuk.

létre, amely képes Web méretű adatelemzéseket végezni.

zett „learning-to-rank” területhez tartozik, ahol a dokumentumok,

Másik eredményünk a Wikipedia kapcsolati hálózatát hasznosítja ab-

A rendszer fejlesztését az MTA-SZTAKI koordinálta. A létrejött

Eredményeinket kereszt-nyelvű osztályozási feladatban alkalmaz-

a kereső kifejezés és a felhasználó nagy számú jellemzője alapján

ból a célból, hogy egy adott időpontban történt jelentős eseményt

szolgáltatásplatform integrálja a Max Planck Institute für Informatik

zuk. Célunk, hogy a legnagyobb részben angol nyelvű címkézett

kell megtanulni a relevancia értékét. Új módszerünkben a boost-

megtaláljunk. Célunk a hirtelen, összekapcsoltan változó, újonnan

által fejlesztett Web méretű tulajdonnév felismerő, egyértelműsítő és

tartalmakat fel tudjuk használni például magyar nyelvű osztályozás

ing módszerét alkalmazzuk, amely a gépi tanulás több területén

megjelenő tartalmak azonosítása, amelyhez a releváns részgráfon

ténykinyerő eszközt, a Patrasi Egyetem kutatóival közös kutatásban

tanítására, szótárak, illetve többnyelvű domének automatikus fel-

bizonyult már rendkívül sikeresnek. A tipikus gyenge tanuló eljárások

súlyozott központiság-mértékeket számítunk. Módszereinket egy

létrehozott Big Data trend-elemző eszközt, és alkalmazza a Jeruzsále-

használásával. A kísérlethez a Portugál Internet Archívum biztosított

(lapos fák, stump-ok) a magas dimenziós tér esetében túl lassúak,

általunk annotált kérdéssoron teszteltük, amelyet közzétettünk:

mi Egyetem és a CMU kutatói által fejlesztett GraphLab rendszert.

számunkra címkézett teszt adatot. A további kutatás elősegítésére

a boosting módszer számításigénye túl magas. Az általunk javasolt

https://dms.sztaki.hu/en/download/wimmut-searching-and-naviga-

A projekt során kifejlesztett technológiát a projekten kívül a SZTAKI

címkézett és előfeldolgozott tanító és teszt adatainkat közzétettük:

stratégia során párhuzamosan több gyenge modellt építünk, ame-

ting-wikipedia

plágiumkereső szolgáltatásában is hasznosítunk, amelyre további

https://dms.sztaki.hu/en/letoltes/cross-linugual-web-classification

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • FP7 258105 LAWA: Longitudinal Analytics of Web Archive data (MPII Saarbrücken, Németország) Legfontosabb publikációk: ❶ Levente Kocsis, András György, Andrea N. Bán: BoostingTree: Parallel Selection of Weak Learners in Boosting, with Application to Ranking. Machine Learning, 2013. DOI: 10.1007/s10994-013-5364-5 ❷ Julianna Göbölös-Szabó, András Benczúr: Temporal Wikipedia search by edits and linkage. SIGIR 2013 Workshop on Time-aware Information Access, 28 July – 1 August 2013, Dublin, Ireland

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • FP7 258105 LAWA: Longitudinal Analytics of Web Archive data (Internet Memory, FR; Hanzo Archives, UK) • BonFIRE project funded by the European Commision’s Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement nº 257386 and 287938. http://www.bonfire-project.eu/ Legfontosabb publikáció: ❶ András Garzó, Bálint Daróczy, Tamás Kiss, Dávid Siklósi, András A. Benczúr: Cross-lingual web spam classification. The 3rd Joint WICOW/AIRWeb Workshop on Web Quality Rio de Janeiro, Brasil. May 13, 2013. Proceedings of the 22nd International Conference on World Wide Web companion

103

104





T4E4

Digitális könyvtári tartalmak disszeminációja

Résztvevő intézmények: DE Informatikai Kar, Könyvtárinformatika Tanszék, DE Egyetemi és Nemzeti Könyvtár (DEENK) Gilányi Attila, [email protected]

Tartalom-feltárás új módszerei Megkezdtük a DEENK Díszműtárának a VirCA 3D-s kollaborációs rendszerben való megjelenítését, a fényképék alapján elkészült az első szoba. A könyvtár jelenlegi rendelkezésünkre álló logfájljai alapján megkezdtük a keresőrendszer feltérképezését és felhasználói típusuk kialakítását a VirCA rendszerben való navigációhoz.

Két témában folynak kutatások. Az egyik

keresői igényeket. A naplófájlok elemzése

téma „A DEENK Díszműtárának, valamint

során a felhasználói viselkedések feltérképe-

valamely témakörbe tartozó művei adata-

zése mellett a rendszer log fájlban rögzített

inak kereshető megjelenítése a VirCA 3D-s

adatainak elemzését is végezzük. A felhasz-

kollaborációs rendszerében.” Megkezdtük

nálói és rendszer viselkedések együttes

a DEENK Díszműtárának feltérképezését és

elemzése során lehetőség nyílik a könyvtári

digitalizálását. Elkészítettük az első minta-

log fájlok standardizálására vonatkozó tö-


szobánkat, amely a Diszműtárról készített

rekvéseink megfogalmazására is. Az általunk

fényképek alapján kerül berendezésre.

használt elemzések eredményeként sikerült

• FIRST TÁMOP projekt 4.4. téma • System and Control Laboratory, Computer and Automation Research Institute of the Hungarian Academy of Sciences (MTA SZTAKI) • `Health, fitness and education in Visegrad countries and in neighboring countries’ (11320057) research project granted by the International Visegrad Fund. Futamidő: 2013. 08. 01. - 2014. 01. 31.

a jelenlegi log fájlok rendszerhibákból A másik téma „A könyvtári naplófájlok szem-

adódó forrásait felfedezni és javaslatot tenni

antikai elemzésének előkészítő vizsgálata,

azok javítására. A javítások után remélhe-

naplófájlok standardizálása”. Folyamatban

tőleg lehetőségünk lesz olyan szemantikai

❶ Tóth Erzsébet: A long way from traditional Corvinian codices to digitized ones. Universitas Gedanensis, ISSN-1230-0152, Lengyelország, 43. kötet, megjelenés alatt.

van a naplófájlok adatainak rendszerezé-

elemzések elvégzésére, amely nem kizáró-

❷ Virágos Márta: A brief overview of the Hungarian library system. Health Information and Libraries Journal Vol. 30. No. 2. 2013. pp. 161–163.

se, feldolgozása, elemzése. A naplófájlok

lag az adatokat feldolgozó kutató meta-

elemzésének elsődleges célja a felhasználói

kognitív készségein és háttérismeretein

❸ Gilányi Attila, Virágos Márta: Library Treasures in a Virtual World. 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications, 2013. Budapest.

viselkedések elemzése, felhasználói típu-

alapszik, hanem sokkal inkább a felhasználói

sok megalkotása annak érdekében, hogy

viselkedéseken.

a folyamatosan bővülő 3D-s felületünkhöz hozzá tudjunk rendelni egy felhasználóbarát felületet, amely kiszolgálja a különböző


❹ Boda István, Bényei Miklós, Tóth Erzsébet: New dimensions of an ancient library: the Library of Alexandria. 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications, 2013. Budapest. ❺ K. Koltay, M. Borbély, E. Dani, L. Balázs, M. Csernoch and Gy. Bujdosó: Users’ retrieval skills in library environment: ways to measure a nd improve them. 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications, 2013. Budapest. ❻ M. Csernoch, Gy. Bujdoso, M. Borbely, E. Dani, M. Nemethy-Takacs, K. Koltay, and L. Balazs: Libsearchnet: Analysis of library log files to identify search flows. 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications, 2013. Budapest.

105

3D INTERNET ÉS KOGNITÍV INFOKOMMUNIKÁCIÓ

05

Témakörök, témajelentések és további regisztrált témák: A) 3D internet architektúra és médiatartalom

T5A1 3D internet és médiatartalom T5A2 3D internet keresési és tájékozódási viselkedések kutatása T5A3 Kollaboratív virtuális nézetek, 3D modellek generálása T5A4 3D videó-folyamok élményminőség vizsgálata T5A5 3D internet multimédiai tartalmainak elemzése beszédbányászati módszerekkel

B) Multimodális ember – gép interfészek

T5B1 Multimodális ember-gép kommunikációt megvalósító felhasználói felület kialakítása T5B2 Humán-számítógép együttműködés algoritmusai T5B3 Intelligens multimodális ember-gép interakciók okos eszközökkel T5B4 Intelligens multimodális ember-robot interakciók

C) Kognitív infokommunikáció, kognitív tartalmak és csatornák

T5C1 Kognitív infokommunikáció, CogInfoCom csatornák T5C2 Az emberi és gépi viselkedés együttes koordinációja T5C3 Kollektív intelligencia: infokommunikáció által támogatott közösségi koordináció

D) Virtuális kollaboráció, 3D internet alapú szabályozás és kommunikáció

T5D1 3D internet alapú kollaboráció T5D2 Virtuális téri neurokognitív kutatóműhely létrehozása

E) 3D és 4D tartalom előállítása és megjelenítése, eszközök és eljárások

T5E1 3D és 4D tartalom előállítás

108





T5A2

3D internet keresési és tájékozódási viselkedések kutatása A jövő 3D internetének kiépítéséhez számos olyan kísérleti adatra van szükség, melyeket csak augmentált/virtuális környezetekből nyerhetőek ki direkt módon. Számos vizsgálat megmutatta, hogy az ember részben a fizikai világhoz hasonlóan, részben viszont eltérő módon tájékozódik a virtuális terekben, mint a fizikai valóságban. Az MTA SZTAKI-ban kiépített 3-falú CAVE rendszer illetve az arra kidolgozott VirCA (Virtuális Kollaborációs Aréna) szoftverrendszer egyedülálló lehetőségeket jelent a 3D internet számára kiemelten fontos kísérletek megtervezésére és megvalósítására.

Résztvevő intézmények: MTA - SZTAKI, 3DICC Lab Baranyi Péter, [email protected] Galambos Péter, [email protected]

hogy miként érhető el, hogy egyértelműen kiderüljön, hogy adott

rán folyamatosan

felhasználó mely eszközöket igyekszik adott pillanatban kizáróla-

kapnak a mozgás

gosan használni. Navigáció szempontjából is többféle vizsgálatot

fajtájától függően

tett lehetővé a VirCA rendszer és annak egyedi hardver-kialakítá-

strukturált szen-

sa. A rendszeren belül használt virtuális 3D mutató (3D pointer)

zoros (elsősorban

eszköz különböző módozatai feladattól függően eltérő módon

vizuális) visszacsa-

bizonyultak hasznosnak.

tolást. A navigációs

Ezen kommunikációs módozatok többek között folytonos

módokat ilyen szempont-

illetve diszkrét voltukban, illetve eltolást vagy forgatást alapul

ból vizsgálva kijelenthető, hogy

vevő jellegükben különböztek egymástól. Az ún. szabad (free)

a csatolt navigáció alacsonyszintű direkt kapcsolatot hoz létre

navigációs módozat során a felhasználó virtuális test-pozíciója,

a navigáció és a vizuális visszacsatolás között, lévén hogy a

A jövő 3D internetének kiépítéséhez alapvető

lók keresési műveletek közben hogyan integrálnak

test-orientációja valamint nézőpontja és nézőszöge egymástól

hétköznapi emberi közlekedés vizuális hatásait közvetlen módon

fontosságú, hogy alaposabban megismerjük a

különböző hang- és fényerősséggel megjelenített,

függetlenül változtathatóak. Az ún. kergető (chasing) navigá-

képezi le a visszacsatolásra. Ezzel szemben a kergető modell

keresési, tájékozódási és navigációs viselkedéseket

akár egymásnak ellentmondó információt is hordo-

ciós módozat használata során ezzel szemben a nézőpont és

magasabb szintű direkt kapcsolatot teremt a közlekedés módja

úgy a neurokognitív folyamatok, a viselkedéspszi-

zó audio-vizuális segédjeleket.

nézőszög valamilyen dinamikai összefüggés szerint (pl. rugós

és a vizuális élmény között: a dinamikai modell megválasztá-

modell szerint) összefüggésben áll a test-pozícióval és a test-ori-

sának lehetősége szabadabb, a fizikai valóságra csak pontatlan

chológiai és humanetológiai, mint az ergonómiai

A tájékozódással kapcsolatos vizsgálatokat

szempontok szintjén. Az MTA SZTAKI-ban kiépített

jelentősen segíti az a tény, hogy a VirCA rendszer

entációval. A kergető navigáció azon degenerált esetét, amelyet

módon emlékeztető asszociációk létrehozását eredményezheti.

3-falú CAVE rendszer, illetve az ezen hardverre

MTA SZTAKI-ban történő használata alatt a felhasz-

dinamikai modell használata nélkül (tehát egy identitás-modell

Végül a szabad navigációs módozat vizuális visszacsatolása nem

felépített Virtuális Kollaborációs Aréna (VirCA) rend-

nálók ember nagyságú kivetítésben érzékelhetik

használatával) kapunk, csatolt (attached) navigációnak nevezzük.

áll kapcsolatban a fizikai valósággal: a hal úszására, vagy a madár

szer egyedülálló lehetőségeket nyújt ezen területek

és élhetik át a virtuális világot annak összetett

A navigáció módját egyfajta kognitív infokommunikációs csator-

repülésére emlékeztető asszociációk kialakulásának ad lehetősé-

sok különböző szempontot megjelenítő vizsgálata.

kommunikációs módozataival együtt. A VirCA

naként is felfoghatjuk, lévén hogy a felhasználók a navigáció so-

get, ezért analógiás leképezést valósít meg.

Keresési szempontból hatékony eszközt adhatnak a

rendszer elosztott résztvevők közötti együttmű-

VirCA rendszeren keresztül elérhető audio-vizuális

ködést lehetővé tevő kiterjesztése (VirCA NET)

eszközök – beleértve a különböző grafikus formátu-

számos tájékozódással kapcsolatos szempontot


mokat (OGRE mesh, WRML, DAE, STL, STEP, stb.) és

előtérbe hozott: így fontos kérdés például, hogy

• Részvétel az EU FP7 - 262044 - VISIONAIR - Vision Advanced Infrastructure for Research című projektben

audio könyvtárakat (Csound, SuperCollider). Ezen

a kollaborációban résztvevő felhasználó helyzete


eszközök segítségével rugalmasan kialakítható

és nézőszöge milyen helyzetekben, és miként

kísérletek útján megvizsgálható, hogy a felhaszná-

jelenjen meg a többi felhasználó számára, illetve

❶ P. Baranyi: „VirCA NET for Future ICT” in proc. of IEEE 11th Int. Symp. on Applied Machine Intelligence and Informatics (SAMI 2013), Jan. 31-Febr. 2, 2013, pp. 83. (978-1-4673-5928-3, DOI: 10.1109/SAMI.2013.6480949) (Plenary talk and demonstration with abstract)

109

110





T5A3

Kollaboratív virtuális nézetek, 3D modellek generálása A kutatásaink célja olyan új algoritmusok kidolgozása, amelyek kiaknázzák a mobil képalkotás és mobil készülékek kommunikációs lehetőségeit és újfajta vizuális információtartalmat kínálnak a felhasználóknak. Az elméleti alapkutatások eredményeit több esettanulmányon keresztül is demonstráljuk.

Résztvevő intézmény: SZTE Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék Kató Zoltán, [email protected]

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0013 FuturICT.hu projekt témája. • MTA- SZTAKI • Technical University of Cluj Napoca, Romania

Jelenleg három kutatási alapfeladatot fogalma-

melyik irányból készült képekkel lehetne tovább


zunk meg, melyek közös célja különféle virtuális

javítani az eredményt.

❶ Levente Tamás and Zoltán Kató: Targetless Calibration of a Lidar - Perspective Camera Pair. In Proceedings of ICCV Workshop on Big Data in 3D Computer Vision (BigData3DCV), pp. 668-675, Sydney, Australia, December 2013. IEEE.

nézetek kollaboratív előállítása és ezek alkalmazási lehetőségeinek bemutatása. Ezekkel a meg-

2. Kollaboratív panorámakép készítés.

közelítésekkel olyan új információtartalom áll

Kamerák képéből szélesebb látószögű panoráma-

elő, amely segítheti a felhasználókat döntések

kép is készíthető. Az eredményhez részben átfedő

meghozatalában, amelyek kollaboráció nélkül

képekre van szükség, amelyeket a mobil eszközök

nem lennének elérhetők. Alkalmasak lehetnek

küldenek egymásnak.

például katasztrófák, balesetek, rendezvények helyszínének gyors felméréséhez. A megköze-

3. Kollaboratív szintetikus nézet generálás.

lítések fontos előnye, hogy segítségükkel valós

Több kamera normál vagy 3D rekonstruált

idejű, aktuális állapot érhető el, ellentétben pl.

képéből, virtuális nézőpontokból (pl. felülnézet)

a StreetView-szerű alkalmazásokkal, ahol akár

mesterséges kép generálható, amely például

több éves adat is szerepel.

közlekedési dugók vagy nagy tömeget érintő események esetén áttekintő kép készítését teszik

1. Kollaboratív 3D rekonstrukció.

lehetővé.

Virtuális nézet lehet például normál vagy sztereó kamerák képeiből rekonstruált 3D

A megközelítés alkalmas lehet emberek csoportját

modell. Az egyes felhasználók más nézőpont-

érintő fontos események gyors detektálására, a

ból figyelhetik meg a kérdéses objektumot,

közelben található felhasználók képi és szenzoriális

helyszínt, a kameráik képéből áll elő a modell,

adatainak felhasználásával pl. egy mentés megter-

amelyet megoszthatnak egymással és megjele-

vezésére és kivitelezésének segítésére, a

níthetik a kijelzőn. Az egyes résztvevőknek akár

közvélemény gyorsabb és pontosabb tájékozta-

javaslat is küldhető, hogy merre mozogjanak,

tására.

❷ Zsolt Sánta and Zoltán Kató: Pose Estimation of Ad-hoc Mobile Camera Networks. In Proceedings of International Conference on Digital Image Computing: Techniques and Applications (DICTA), pp. 88-95, Hobart, Tasmania, Australia, November 2013. IEEE. ❸ Zsolt Sánta and Zoltán Kató: Correspondence-Less Non-Rigid Registration of Triangular Surface Meshes. In Proceedings of International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), pp. 2275-2282, Portland, Oregon, USA, June 2013. IEEE. ❹ Zoltán Kató: A Unifying Framework for Correspondence Less Shape Alignment and Its Medical Applications. In Proceedings of International Conference on Intelligent Interactive Technologies and Multimedia (IITM), Communications in Computer and Information Science, vol. 276, pp. 40-52, Allahabad, India, March 2013. Springer. (Keynote talk) ❺ Zoltán Kató: Linear and nonlinear shape alignment without correspondences. In Proceedings of International Joint Conference on Computer Vision, Imaging and Computer Graphics 2012 - Theory and Applications (Revised Selected Papers) (VISIGRAPP), Communications in Computer and Information Science, vol. 359, pp. 3-17, Rome, Italy, March 2013. Springer. (Keynote talk)

111

112





T5A4

3D videó-folyamok élményminőség vizsgálata A jövő internetének fókuszálnia kell az optimális élmény-minőség (QoE) garantálására a 3 dimenziós tartalmak átvitele esetén, megfelelő hálózati szolgáltatásminőség (QoS) mellett. A téma a QoE, QoS közötti összefüggések vizsgálatával foglalkozik 3D videó folyamok átvitelénél GPON alapú szállítási architektúra és WiFi hozzáférés mellett. A 3D nemcsak a mozifilmek világában, hanem az „m-health”, a mobil egészség-gondoskodás területén is szükséges, a mobil telekommunikáció és a modern multimédia technológiák kiaknázása mellett.

Résztvevő intézmény: BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Kulik Ivett, [email protected]; Fehér Gábor, [email protected]

Wi-Fi adóteljesítmény értékek (alapértelmezett, minimum, maximum) sem csökkentették komolyabban az élményt, csekély háttérforgalom és kisebb Wi-Fi csatornák közötti interferencia mellett. Az eddig kapott eredmények és további objektív metrikákkal végzett vizsgálatok eredményei közötti összefüggések meghatározása alapul szolgálhat egy jövőbeni megfelelő élményminőséget

A kutatás célja 3D sztereoszkópikus videó-fo-

különböző WiFi adóteljesítmény értékek mel-

biztosító 3D videó-folyamokat

lyam élményminőség (QoE) vizsgálata hálózati

lett történtek, energiatakarékosabb vezeték

szolgáltató rendszernek a meg-

szolgáltatásminőség (QoS) és további para-

nélküli adatátvitel meghatározása érdekében.

tervezéséhez, amely kiterjeszt-

méterek változástatása mellett, GPON alapú

Az összegyűjtött adatok statisztikai feldolgo-

hető például az „m-health”, a

szállítási alhálózat és IEEE 802.11n szabvány

zásra kerültek. Az élményminőséget nagyban

mobil egészség-gondoskodás

alapú hozzáférés biztosításával a felhasználói

befolyásolják többek között emberi együttha-

területére is, magába foglalva

oldalon. A hálózati topológia „home networ-

tók is, úgymint : demográfiai, szociális-gazda-

a mobil telekommunikáció és

king scenario” otthon hálózati szcenárió tesz-

sági háttér, fizikai és lelki alkat, aktuális érzelmi

a modern multimédia techno-

telését tette lehetővé. A vizsgálat adatainak

állapot, stb. A teszteknél fontos befolyási

lógiák kiaknázást.

begyűjtése a QoE szubjektív észlelés teljes

szempontnak bizonyult a résztvevő viszonya

referencia alapú módszerének alkalmazásával

magához a 3D sztereokópikus megjelení-

történt. Tesztelők egy nagyobb csoportja (90

tési technológiához, mennyire szereti a 3D

ember) értékelte az általa tapasztalt minő-

megjelenítési formát, esetleg nincs-e rá rossz

ségélményt. Ennek előnye, hogy az eljárás

hatással (pld. fejfájás). Ezeket a szempontokat

közvetlenül tükrözi a résztvevők véleményét,

is figyelembe véve sokkal pontosabb ered-

miközben a referencia-minőséghez képest

ményt kapunk a QoE vizsgálata területén. A

tapasztalt eltérést osztályozták öt különböző

kapott statisztikai eredmények kimutatták a

szemszögből: videó-folyam folyamatosság,

titkosított (secure) és a nyílt (public) adatátvi-

képminőség, 3D minőség, audió/videó szink-

tel melletti élményminőség közötti elhanya-

ron, összélmény-minőség. Bizonyos mérések

golható minimális különbséget. A különböző

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • European Union’s Seventh Framework Programme ([FP7/2007-2013]) under grant agreement n° 288502. Legfontosabb publikációk: ❶ I. Kulik, P.A. Kara, T.A. Trinh, L. Bokor “Attributes unmasked: Investigation of service aspects in subjective evaluation of wireless 3D multimedia” In: IEEE/ICIA Second International Conference of Informatics, Lodz, Poland, 23-25 Sept. 2013, IEEE, pp.270–275 ❷ I. Kulik, P.A. Kara, T.A. Trinh, L. Bokor “Analysis of the Relationship between Quality of Experience and Service Attributes for 3D Future Internet Multimedia” In: IEEE 4th International Conference on Cognitive Infocommunications, Budapest, Hungary, 02-05 Dec. 2013, IEEE, pp.641–646.

113

114





T5B3

Intelligens multimodális ember-gép interakciók okos eszközökkel Egyre több, korábban célorientált feladatokra alkalmazott eszközt látnak el intelligens programozási lehetőségekkel (okostelefon, okosTV, okosóra, okosautó, közlekedési információs rendszerek, stb.). Ez egyrészt az eszközök interakciós eszköztárát bővíti, például a TV-t gesztusokkal és/vagy beszéddel is vezérelhetjük. Másrészt ez a változás új minőségű alkalmazási lehetőségeket teremt (pl. az okostelefon rátanulhat szokásainkra). Az így kialakuló lehetőségeket új és/vagy jelentősen jobb minőségű szolgáltatások prototípusainak kialakításához használjuk fel általános célú megoldásokhoz valamint fogyatékos és idős emberek támogatására.

Résztvevő intézmény: BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Németh Géza, [email protected]

rövidebb idő alatt minél relevánsabb információt közvetít-

szédfunkcióval rendelkező személyek számára teszi lehetővé

sen. A Spemoticon technológia lehetőséget teremt objektív

a TV készülék sokoldalú használatát. A technológia kézen-

paraméterekkel jellemezhető, szubjektív kiértékelés szerinti

fekvően vihető át más háztartási eszközök vezérlésére is. A

kommunikatív kontextus megvalósítására. A fogyatékos és

VoxAid technológia pedig a beszédsérültek (afázia dizartria,

idős emberek számára új lehetőségeket teremtő modalitás

gégeműtött, stb.) számára biztosítja az előre eltárolt vagy a

konverziós mintaalkalmazásokat is létrehoztunk. A beszéd-

valós időben előhívott szövegek felolvasásával a személyes

vezérelt TV alkalmazás a mozgásukban korlátozott, de be-

beszédkommunikáció és a telefonálás lehetőségét.

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • BelAmi projekt ( ALAP2-00004/2005) • Etocom projekt (TÁMOP 4.2.2-08/1/KMR-2008-2007)

A kutatás során egyrészt intelligens alkalma-

terjedhet. A hosszabb szövegek felolvasásakor

• TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KMR-2010-0002

zásokat alakítottunk ki (pl. okosTV vezérlés,

a mai szövegfelolvasó (TTS) rendszerekre általá-

• FuturICT projekt (TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0013

beszédsérülteket támogató okostelefon+PC

ban jellemző determinisztikus működés (adott

alkalmazás, stb.), másrészt az újszerű alkalmazá-

bemeneti szöveghez mindig azonos kimeneti

sokat lehetővé tevő interfészeket fejlesztettünk

hullámforma) a felhasználó számára monoton,

ki (pl. Spemoticon koncepció, Kinect-alapú

fárasztó hangzást ad. Egyik kutatási területünk

egér kiváltás, új gépi beszédkeltési megol-

az emberi beszédre jellemző változatosság

dások, stb.). Az egyik kézenfekvő alkalmazási

megvalósítási különböző TTS technológiákban.

terület a viszonylag kisméretű kijelzőkön meg-

A különböző TTS megvalósítási technológiák

jelenő szöveges információ gépi felolvasása.

(diád/triád, korpusz, HMM) az alkalmazási cé-

Az alkalmazás nagyon sokrétű lehet: hírek, TV

loktól függő előnyökkel rendelkeznek. Kutatá-

műsorok felolvasásától, a beszélő felhasználói

saink során törekszünk az előnyöket kombináló

kézikönyvön, sms, e-levél, twitter, facebook

hibrid megoldások kialakítására.

üzeneteken át a gépkocsivezetők számára nyúj-

Az intelligens interakciók egyik fontos jel-

tott navigációs és információs szolgáltatásuk

lemzője, hogy a felhasználó számára minél

• EIT-KIC projekt (EITKIC_12-1-2012-001)) • PAELIFE projekt (AAL-08-1-2011-0001) projektek támogatták. Legfontosabb publikációk: ❶ Zainkó Csaba, Tóth Bálint Pál, Bartalis Mátyás, Németh Géza, Fegyó Tibor, „Some Aspects of Synthetic Elderly Voices in Ambient Assisted Living Systems” In: Corneliu BURILEANU, Horia-Nicolai TEODORESCU, Corneliu RUSU (szerk.) Proc. of the 7th International Conference Speech Technology and Human-Computer Dialogue. Cluj-Napoca, Románia, 2013.10.16-2013.10.19. New York: IEEE, pp. 185-189 ❷ Tóth Bálint Pál, Nagy Péter, Németh Géza, „New Features in the VoxAid Communication Aid for Speech Impaired People”, In: Klaus Miesenberger, Arthur Karshmer, Petr Penaz, Wolfgang Zagler (szerk.): Computers Helping People with Special Needs: Lecture Notes in Computer Science. Linz, Ausztria, 2012.07.11-2012.07.13. Berlin: Springer, pp. 295-302. ❸ Németh G, Viktoriusz A, Zainko C, Juhasz K, Bartalis M, „Speech-enhanced interaction with TV.”, In: Proc. of 2nd International Conference on.Cognitive Infocommunications (CogInfoCom), 2011. Budapest, 2011.07.07-2011.07.09. New York: IEEE Press, pp. 1-5 ❹ Géza Németh, Gábor Olaszy, Tamás Gábor Csapó, „Spemoticons: Text-To-Speech based emotional auditory cues”, In: Proc. of ICAD 2011. Budapest, Magyarország, 2011.06.20-2011.06.24. Budapest: pp. 1-7. Paper Keynote 3. ❺ Géza Németh, Csaba Zainkó, Mátyás Bartalis, Gábor Olaszy, Géza Kiss, „Human Voice or Prompt Generation? Can They Co-Exist in an Application?”, In: Interspeech 2009: Speech and Intelligence. Brighton, Nagy-Britannia, 2009.09.06-2009.09.10. ISCA, pp. 620-623.

115

116





T5C1

Kognitív infokommunikáció, CogInfoCom csatornák A kognitív infokommunikáció (CogInfoCom) új, interdiszciplináris tudományterület, amely az infokommunikáció és a kognitív tudományok szinergiájaként jött létre. A CogInfoCom létrejötte mögött elméleti és ipari célú motivációk is meghúzódnak. A tudományterület korai formái az Európai Unió és a Magyar Kormány által támogatott kutatási projektek keretén belül jelentek meg. Egyes projektekre már 2005-ben hatással voltak a CogInfoCom-ot meghatározó alapgondolatok, maga a kifejezés pedig tudományos publikációkban és előadásokban 2008-2009 környékén jelent meg először. A tudományterület definíciójának és céljainak meghatározása egy nemzetközi szinten is elismert kutatókból álló testület (CogInfoCom startup committee) vezetésével történt meg 2010-ben, a Tokióban megrendezett első, CogInfoCom témakörével foglalkozó tudományos találkozón. A CogInfoCom területén belül a CogInfoCom csatornák, mint magasszintű multi-szenzoros kommunikációs módozat kutatásával foglalkozunk kiemelten.

Résztvevő intézmények: MTA-SZTAKI ,3DICC lab BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Baranyi Péter, [email protected] Csapó Ádám, [email protected]

A kognitív infokommunikáció (CogInfoCom) az infokommunikáció és a kognitív tudományok közötti kapcsolódási pontokat, illetve az ezen tudományágak szinergiájaként fejlesztett mérnöki alkalmazásokat vizsgáló interdiszciplináris tudományterület. A CogIn-

a szakirodalom mégis elkülönülten kezeli ezeket a fogalmakat, és

több olyan

foCom elsődleges célja, hogy a kognitív folyamatok

a jelenlegi megoldásokban a tervezőnek általában választania kell,

alapkutatási

és a infokommunikációs eszközök közös interakciójá-

hogy ikon-szerű, vagy üzenet-szerű elemeket használ. Ez azért jelent

és gyakorlati

ról („co-evolution”) rendszerezett képet adjon, hogy

problémát, mert egyik megoldásnak sincs objektív előnye a másikkal

eredmény

az emberi agy képességei az infokommunikációs

szemben, és indokolt lenne a hibrid megoldások használata.

született, amely

eszközökön keresztül egyrészt földrajzi távolságtól

CogInfoCom

független módon kiterjeszthetővé válhassanak,

A szenzoros modalitások uniformizált kezelésének problémája

másrészt interakcióba léphessenek bármely mester-

arra mutat rá, hogy a szakirodalomban kutatási területtől függően

szisztematikus és újrahasz-

séges kognitív rendszer képességeivel. A kognitív

változik a szenzoros modalitás fogalmának jelentése. Például a

nosítható tervezését teszi lehetővé. A tervezési eljárások kiterjednek

képességnek ilyen módon történő kiterjesztése és

multi-modális interakció területén belül is vannak, akik modalitás

a koncepciók más modalitáson keresztül történő reprezentálásának

ötvözése olyan mérnöki alkalmazások létrehozásá-

alatt kizárólag az érzékeléshez használt érzékszervet értik, mások

szintjére, a reprezentáció parametrikus leírásának szintjére, illetve a

nak céljával történik, melyekben a természetes és/

viszont egyazon érzékszerven belül is megkülönböztetnek több

felhasználók általi hangolhatóság szintjére. A létrehozott módszer-

vagy mesterséges kognitív rendszerek hatékonyabb

modalitást, attól függően, hogy az üzenetek miként vannak kódolva.

tan számos jövő internettel kapcsolatos alkalmazás megtervezésé-

módon tudnak együttműködni.

További nehézséget jelent, hogy különböző érzékszervekhez eltérő

ben bizonyulhat hasznosnak. Előfordulhat például, hogy hálózatra

csatornák strukturált,

módszertanok alapján terveznek üzeneteket. Végül, a szisztematikus

csatlakoztatott augmentált/virtuális környezetekben több felhaszná-

A CogInfoCom-nak számos vetülete létezik. A Cog-

és újrahasznosítható tervezési eljárások hiányát mutatja, hogy kevés

ló szeretne kollaboratív módon valamilyen feladatot elvégezni:

InfoCom területén belül az MTA-SZTAKI kiemelten

olyan tervezési eljárás létezik, amely egyszerre általános, a felhaszná-

ilyenkor fontos lehet olyan újszerű vizuális és audio-alapú kommuni-

foglalkozik a CogInfoCom csatornák, mint magas�-

lási környezettől független, ugyanakkor rugalmas, a triviálistól eltérő

kációs üzeneteket kidolgozni, amelyek egyértelműen jelezni tudják

szintű multi-szenzoros kommunikációs módozat

megoldásokat is képes nyújtani. Ezen problémák megválaszolására

a felhasználók felé a kollaborációs folyamat aktuális állapotát.

kutatásával. Ezen terület kapcsán számos kihívás említhető. Az ikon-szerű és üzenet-szerű szintaktikus elemek problémája arra mutat rá, hogy noha számos eredmény megmutatta, hogyan lehet ikon-szerű és üzenet-szerű szintaktikus elemeket tervezni, és


rajtuk keresztül szemantikus értelmezést reprezen-

• Számos külföldi és hazai egyetemmel közösen szervezzük évenként az IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications nemzetközi tudományos konferenciát.

tálni (ilyenek pl. az audio-alapú interfészekben az ún.


auditory iconok, és earconok, illetve a szag-alapú

❶ P. Baranyi: „Kognitív infokommunikáció” in Beszédkutatás Konferencia 2013, Nyelvhasználat és alkalmazások, 2013. november 14-15., Budapest, Hungary, (plenáris előadás)

interfészekben az olfactory iconok és a smiconok),

117

118





T5D1

3D internet alapú kollaboráció

Résztvevő intézmények: MTA - SZTAKI , 3DICC Lab Baranyi Péter, [email protected] Galambos Péter, [email protected]

A Virtuális Kollaborációs Aréna (VirCA) rendszer a fizikai és virtuális valóságot távoli internet-alapú kollaborációval összekötő moduláris szoftverrendszer, amely gyors tudásmegosztást és hatékony 3D internet alapú kollaborációt tesz lehetővé. A rendszer VirCA NET kiegészítése révén lehetőség nyílik nemcsak arra, hogy több, elosztottan működő modult társítsunk egyazon virtuális környezethez, hanem hogy adott virtuális környezetet is több fizikai helyszín között osszunk meg.

hető, vagy nem is létező eszközöket, és ezáltal proaktív módon részt vehessenek a jövő technológiáinak kidolgozásában. A rendszerhez az elmúlt évben több, internet-alapú kollaborációt tovább támogató funkció került hozzáadásra. Ennek eredményeképpen ma már nemcsak arra ad lehetőséget a VirCA, hogy több, elosztottan működő modult társítsunk egyazon

etológusok

virtuális környezethez, hanem hogy adott virtuális környezetet is

és pedagógu-

A 3D internet és a tárgyak/dolgok internete

ben például a rendszeren keresztül egy humanoid

több fizikai helyszín között osszunk meg. Az így kialakított VirCA

sok együttműköd-

együttes fejlődése a 3D virtuális világ és valós

robotot beszédértő és beszédet szintetizáló

NET rendszer megteremti a széleskörű elosztott kollaboráció

ve hoztak létre hatékonyan

eszközökkel kiterjesztett kollaborációs terek és

modullal, vagy éppen komplex emberi mozgások

alapjait. A VirCA NET rendszer több, nemzetközi szintű fórumon

bemutatható pilóta-alkalmazá-

hálózatok alkalmazhatóságának kutatásához vezet.

koordinálását végző modullal összekötjük, a robot

bemutatásra került, melyek során 3 különböző helyszín között

sokat – kézzelfogható módon

Az MTA-SZTAKI létrehozott egy ilyen hálózati plat-

ezen modulok képességeivel kiegészülve lesz

épült ki valósidejű kapcsolat. A VirCA és VirCA NET rendszerek

bizonyítást nyert a rendszer

formot (a Virtuális Kollaborációs Arénát – röviden

képes emberi beszéd megértésére és szintetizálá-

több projekt megvalósításában is szerepet játszottak. Ezen pro-

interdiszciplinaritást elősegítő

VirCA rendszert), amely elosztott modulokból álló,

sára, illetve emberi mozgások reprodukálására.

jekteken keresztül – amelyek során mérnökök, pszichológusok,

hatása.

a virtuális és kiterjesztett (augmentált) valóságot, valamint a tárgyak internetének alapelveit össze-

A VirCA rendszer lehetővé teszi a felhasználók

kötő rendszer.

számára, hogy aktív módon oszthassanak meg és


közösen manipulálhassanak 3D tartalmakat; hogy

• Részvétel a NAP Program: „Kooperatív Centrum a kommunikációs hálózatok adatanalízise területén” (KCKHA005) című projektben

A VirCA rendszer egyedülálló abból a szempont-

a 3D tartalmak, illetve VirCA folyamatok állapotá-

ból, hogy nemcsak virtuális vagy valós tárgyak

nak fizikai világgal történő szinkronizálásán keresz-

• Részvétel a KTIA AIK 12 1-2013-0037: „Virtuális téri neurokognitív kutatóműhely létrehozása a jövő immerzív médiatechnológiáinak kutatásához és fejlesztéséhez” (NeuroCogSpace) című projektben

megjelenítését és manipulálását teszi lehetővé,

tül augmentált valóságra épülő módon végez-

hanem azokat kvázi-szabványos módon kiterjeszt-

zenek kollaboratív műveleteket; hogy rugalmas

hetővé teszi a legkülönbözőbb képességekkel,

tudás-megosztással („knowledge plug-and-play”)

“tudásokkal”. A rendszer moduláris, elosztott

szabadon felhasználhassák az egymás által kifej-

jellegének köszönhetően az sem követelmény,

lesztett, legkorszerűbb megoldásokat; illetve hogy

hogy ezek a tudások egy helyen kerüljenek kifej-

virtuális megvalósításokon keresztül szimuláljanak

lesztésre, vagy egy helyen működjenek. Amennyi-

napjainkban költséghatékony módon nem elér-

• Részvétel az EU FP7 - 262044 - VISIONAIR - Vision Advanced Infrastructure for Research című projektben • Chuo University, Japán • ITM Norvég-Magyar Laboratórium: http://www.itm-lab.org/ Legfontosabb publikációk: ❶ P. Baranyi: „Augmented Collaboration on the Future Internet” IEEE 9th Int. Conf. on Computational Cybernetics (ICCC 2013), July 8-10, 2013, Tihany, Hungary, p. 1. (Plenary talk and demonstration with abstract) ❷ P. Baranyi: „VirCA NET for Future ICT” in proc. of IEEE 11th Int. Symp. on Applied Machine Intelligence and Informatics (SAMI 2013), Jan. 31-Febr. 2, 2013, pp. 83. (978-1-4673-5928-3, DOI: 10.1109/SAMI.2013.6480949) (Plenary talk and demonstration with abstract)

119

120





T5D2

Virtuális téri neurokognitív kutatóműhely létrehozása A jövő interneten belül a tárgyak internetének és 3D internetnek a fejlődésével kiemelten fontossá vált, hogy az emberek komplex infokommunikációs rendszerekkel történő együttműködés emberekre való hatásait minél szélesebb körben megvizsgáljuk. Az MTA SZTAKI célja egy valós tértől és helytől független, ökológiailag valid, online kísérleti kollaborációs platform létrehozása, amely „augmented reality” infrastruktúrán keresztül összekapcsolja a 3D virtuális tér, a kiterjesztett, augmentált fizikai valóság, illetve távoli internet-alapú kollaboráció koncepcióit.

A jövő internet különböző ágazatainak – így a

VirCA platformra építve cél egy erre alkalmas kísérleti

tárgyak internete és 3D internet – fejlődésével egyre

platform létrehozása.

Résztvevő intézmények: MTA - SZTAKI , 3DICC Lab Baranyi Péter, [email protected] Csapó Ádám, [email protected]

területet érintenek. A kísérleteket egyedülállóan új módszertani

elrendezése,

eszköztárral valósítjuk meg, például mozgás közbeni EEG regisztrá-

különböző elvég-

ciót, szívritmus-variabilitást, illetve szemmozgáskövetést alkalmazva.

zendő feladatok, illetve felmerülő

A kísérletek során összegyűjtött adathalmazok adatbányászati

igények fontosság

módszerekkel elemezhetőek. A tájékozódáson és navigáción

szerinti térbeli jelzése

túlmenően a keresési műveletek virtuális térben audio-vizuális úton

és állapotaik térbeli

történő elősegítése is fontos feladat. A vizsgálatok során kiemelt

nyomonkövethetősége,

cél-alkalmazás az ún. jövő virtuális íróasztala, melyben szerephez

kollaboratív irodai munkavégzés

juthat különböző dokumentumok virtuális térben történő optimális

megkönnyítése, stb.

fontosabbá válik, hogy az ember és a kiterjesztett virtuális terek, illetve tárgyak közötti interakciók

Jelenlegi formájában a VirCA rendszer lehetőséget

neurofiziológiai és pszichológiai hátteréről minél

ad gyors tudástranszferre és a megvalósított kísérle-

több ismeretet szerezzünk.

tek rekonstrukciójára. A VirCA NET kiegészítés lehe-


tővé teszi, hogy akár külföldi intézetekkel is közösen

• Részvétel a KTIA_AIK_12_1-2013-0037: „Virtuális téri neurokognitív kutatóműhely létrehozása a jövő immerzív médiatechnológiáinak kutatásához és fejlesztéséhez” (NeuroCogSpace) című projektben

Az MTA SZTAKI célja ezen a téren egy valós tértől és

végezzünk internet-alapú kollaboratív kísérleteket.

helytől független, ökológiailag valid, online kísérleti

Ilyen módon a szállítási és hardver-replikációs mun-

kollaborációs platform létrehozása „augmented rea-

kák kiváltásával jelentős költségkímélés érhető el.

❶ P. Baranyi: „System Control in VirCA” in proc. of IEEE 17th Int. Conf. on Intelligent Enginneering Systems (INES 2013), June 19-21, 2013, Costa Rica, p. 1. (Plenary talk and demonstration with abstract)

cél erős interdiszciplináris lehetőségek biztosítása

A VirCA NET rendszer kiépülését követően cél a BME

❷ P. Baranyi: „Augmented Collaboration on the Future Internet” IEEE 9th Int. Conf. on Computational Cybernetics (ICCC 2013), July 8-10, 2013, Tihany, Hungary, pp. 15. (Plenary talk and demonstration with abstract) (978-1-4799-0060-2, 10.1109/ICCCyb.2013.6617592)

a mérnöki, informatikai, ergonómiai és kognitív

két tanszékével közösen dolgozva a jövő 3D interne-

idegtudományok számára. A virtuális tér és annak

tének használatában alapvető keresési, tájékozódási

összeköttetése a valóságos elemekkel és mérőmű-

és navigációs viselkedések alaposabb megismerése,

szerekkel lehetőséget ad olyan alkalmazások és kísér-

és ezt lehetővé tevő kísérletek tervezése és végrehaj-

letek létrehozására, amelyeket adott fizikai helyhez

tása. Ezen kísérletek a neurokognitív folyamatoktól

kötötten nehéz, és/vagy túlságosan költséges lenne

kezdve, a különböző pszichológiai jelenségeken ke-

megvalósítani. Az MTA SZTAKI-ban kifejlesztett

resztül az ergonómia kérdésekig terjedően számos

lity” infrastruktúrával. Az EU trendeknek megfelelően


❸ I. M. Fülöp, Á. Csapó and P. Baranyi: „Construction of a CogInfoCom Ontology” in 4th IEEE Int. Conf. on Cognitive Infocommunications (CogInfoCom 2013), December 2-5, 2013, pp. 811-815. (978-1-4799-1-1543-9, IEEE Cat. No: CFP1326R-PRT) ❹ Á. Csapó and P. Baranyi: „CogInfoCom Cues, Signals and Ritualization for Adaptive Communication” 12th IEEE International Conference on Intelligent Software Methodologies, Tools and Techniques (SoMeT 2013), September 22-24, 2013, Budapest, Hungary, pp. 247-251. (978-1-4799-0419-8, DOI: 10.1109/SoMeT.2013.6645666) ❺ I. M. Fülöp, Á. Csapó and P. Baranyi: „Semantic Representation for Emotional-Behavioral Systems” 12th IEEE International Conference on Intelligent Software Methodologies, Tools and Techniques (SoMeT 2013), September 22-24, 2013, Budapest, Hungary, pp. 253-256. (978-1-4799-0419-8, DOI: 10.1109/SoMeT.2013.6645667)

121

122



T5E1

Résztvevő intézmény: MTA-SZTAKI Csetverikov Dmitrij, [email protected] Szirányi Tamás

3D és 4D tartalom előállítás A jövő internet sikerének egyik fontos feltétele a 3D és 4D tartalmak előállítása. Ehhez a vizuális (képi, videó) információn kívül szükség van más, multimodális és intelligens érzékelésre is. Kulcsfeladat a multimodális adatok alapján történő 3D és 4D rekonstrukció, ezen belül a részmodellek hibamentes, többszintű integrálása. Ezzel gazdag kiterjesztett valóság, összetett 4D tartalom jön létre. A tartalom valósághű megjelenítése modern vizualizációs

távérzékelt adatok (főleg optikai és TerraSAR műholdképek

eszközökön, különösen mobil eszközökön, kiemelt kuta-

és Lidar mérések) felhasználásával. Új környezetelemző és re-

tás-fejlesztési feladat. Jelen kutatás célja a 4D tartalom elő-

konstruáló eljárások kerültek kifejlesztésre az érzékelt adatok

állításához szükséges, modern hardver és szoftver eszközök

négydimenziós (3 térbeli és 1 időbeni dimenzió) reprezentá-

kifejlesztése, különös tekintettel az MTA-SZTAKI-ban kifejlesz-

ciójának a figyelembevételével. A multimodális, többskálájú

tett 4D Stúdióra és az Integrált 4D projektre.

és többidejű adatgyűjtemények kiértékelésére egységes adatbázis készült, melyek kezelőszoftvere képes megvála-

A projekt során többek között városi környezetek magas

szolni különböző eseményekre és változásokra vonatkozó

szintű automatikus analízise valósult meg különböző típusú

felhasználói kérdéseket.

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • Európai Űrügynökség (Dinamikus városmodellezés távérzékelt adatok fúziójával projekt) Vitrociset S.p.A., Olaszország; • Akademia Górniczo Hutnicza, Lengyelország; • Athens Information Technology, Görögország; • Consorzio Milano Ricerche, Olaszország; • KEMEA - Ministry of Citizen Protection, Görögország; • Kingston University, Nagy-Britannia; • Istituto di Sociologia Internazionale di Gorizia, Olaszország; • Universität der Bundeswehr München Legfontosabb publikációk: ❶ D. Chetverikov, „Creating 4D Content for Future Internet”, Proc. 4th IEEE Conference on CogInfoCom, Budapest, Hungary, pp. 899-900, 2013. ❷ C. Benedek, Z. Jankó, D. Chetverikov and T. Szirányi, „Mixed Reality by Understanding and Integrating Spatio-Temporal Data of a LIDAR and a 4D Studio”, ERCIM News 95, pp.27-28, October 2013. ❸ Cs. Benedek, Zs. Janko, Cs. Horvath, D. Molnár, D. Chetverikov, T. Szirányi: “An Integrated 4D Vision and Visualisation System”, International Conference on Computer Vision Systems”, Lecture Notes in Computer Science, Vol. 7963, Springer Verlag, P#27, 2013

TÁRGYAK INTERNETE (IOT)

06

Témakörök, témajelentések és további regisztrált témák: A) IoT képes technológiák, szenzorok, aktuátorok, energia és spektrumtudatosság

T6A1 RFID/NFC technológiai kutatások: egységesítés, kombinálás más technológiákkal T6A2 Szenzortechnológiák és energiaellátási kihívások

B) Azonosítási eljárások, nevezés, címzés, IPv6

T6B1 Tárgyak internete és integrációja az IPv6 rendszerekkel T6B2 IPv6 bevezetését támogató technológiák vizsgálata

C) IoT eszközök kommunikációja, IoT infrastruktúrák, önmenedzselő rendszerek

T6C1 Önoptimalizáló és önmenedzselő kommunikációs megoldások a tárgyak internetén T6C2 Szenzor hálózatok: önszerveződés és modalitások fúziója

D) Szoftver megoldások, adatkezelés, biztonsági eljárások, biztonságos IoT

T6D1 Lokalizáció, az RFID-alapú helymeghatározás

E) Szolgáltatástámogató platformok, adatgyűjtő és feldolgozó infrastruktúrák

T6E1 Intelligens otthon és időskori életvitel segítése infokommunikációs eszközökkel T6E2 Időjárási mérő és előrejelző rendszer T6E3 Szenzorikus információ továbbítása elosztott heterogén hálózatban

126





T6B1

Tárgyak internete és integrációja az IPv6 rendszerekkel

Résztvevő intézmény: DE Informatikai Kar Gál Zoltán, [email protected] Terdik György, [email protected]

Szenzor hálózatok és az IPv4/IPv6 technológiák

együttműködésének vizsgálata

Három altémában végeztünk kutatásokat a téma keretében: a) Több-utas kommunikációs viszonyok hatékonysági vizsgálata IPv4/IPv6 környezetben; b) Tér- és időbeli véletlen modellek kifejlesztése, amelyekkel szenzorokból származó adatok alapján a megfigyelt mennyiség térbeli és rövidtávú időbeli viselkedése írható le. Ennek alkalmazása rádiós csatornarendszer térbeli és időbeli zajának elemzésére szenzorként működő nagyszámú WiFi bázisállomás esetén; c) Szenzor hálózatból érkező nagyméretű adathalmaz információ tartalmának kinyerésére klaszterezési módszer kidolgozása.

feldolgozni. A számolási kapacitás csökkentésére az adatok információ tartalmának kinyerése szükséges. Klaszterezési módszer segítségével a változócsoportok meghatározása, a reprezentatív elem kiválasztása, majd ezek elemzése lehetséges. A kialakított módszert több ezer processzormagos szuperszámítógép erőforrás halmaza használatának hatékonyság elemzésére, illetve a komplex rendszer működése során bekövetkező extrém események időbeli beazonosítására került sor.

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: A) Az MPT multipath library (single-thread)

pontokból származó idősorokkal a megmért jel-

és annak dokumentálása készült el, segítsé-

rendszer térben és időben folytonos térképének

gével tesztmérések végrehajtására került sor

modellezése történt meg. Ezzel a módszerrel

az átbocsátóképesség (throughput) elemzése

a mért jel spektrumának megfelelő eloszlását

céljából. A szoftver dualstack környezetre ké-

meghatározva, tetszőleges köztes pontokban,

A kutatásban résztvevő külföldi kutatók: • Tata Subba Rao, University of Manchester (Egyesült Királyság) • Márton Lőrinc, Sapientia Hungarian University of Transilvania (Románia) • Vajda Tamás, Sapientia Hungarian University of Transilvania (Románia) • Haller Piroska, University of Petru Maior (Románia) • Szántó Zoltán, Technical University of Cluj-Napoca (Románia) Kapcsolódás az IERC, (Internet of Things European Union Research Cluster) Európai Bizottság által működtetett szakma-specifikus klaszterhez.

szült: mind IPv4, mind IPv6 támogatást biztosít

illetve időpillanatokban lehet kiszámítani a ta-


tunnel interfész és fizikai interfész felett. A

nulmányozott folyamatot. A modell alkalmazása

rendszer hálózaton keresztül elvégezhető távoli

több tíz bázisállomást tartalmazó WiFi rend-

❶ B. Almási, Sz. Szilágyi: „Throughput Performance Analysis of the Multipath Communication Library MPT”, Proceedings of the 36th International Conference on Telecommunications and Signal Processing (TSP), Rome, Italy, 2013. pp 86-90. ISBN: 978-1-4799-0403-7.

konfigurációmódosítást biztosít, így megfelelő

szer huszonhat rádiós csatornájának egyidejű

engedélyek esetén az egyik konfigurációs fél

monitorozásából származó zajrendszer esetén

újabb utakat hozhat létre, vagy meglévő utakat

történt meg.

❸ Subba Rao, T., Terdik, Gy.: A space-time covariance function for spatio-temporal random processes and spatio-temporal prediction (kriging). arXiv 1311.1981.

C) Komplex rendszer térben és időben elosztott

❹ Zoltan Gal, Tibor Tajti (2013): Complex Event Processing in Supercomputer Environment: Sensor and Neural Network Based Analysis, Proceedings of IEEE 4th CogInfoCom Conference, Budapest, Hungary, December 2-5, 2013, ISBN: 978-1-4799-1544-6, pp 735-740.

módosíthat/törölhet. B) Izotróp fizikai környezetet feltételezve,

állapot struktúrájának elemzéséhez szenzor há-

térben szétosztott szenzorokból, mint mérési

lózat mérési pontjaiból származó idősorokat kell

❷ B. Almási: “Multipath Communication – a new basis for the Future Internet Cognitive Infocommunication”, Proceedings of IEEE 4th CogInfoCom Conference, Budapest, Hungary, December 2-5, 2013, ISBN: 978-1-4799-1544-6, pp 201-204.

❺ Terdik, Gy., Gál, Z.: Advances and practice in Internet of Things. Proceedings of IEEE 4th CogInfoCom Conference, Budapest, Hungary, December 2-5, 2013, ISBN: 978-1-4799-1544-6, pp 435-440.

127

128





T6B2

IPv6 bevezetését támogató technológiák vizsgálata Az IPv4 címek kifogyása miatt haladéktalanul meg kell kezdeni az IPv6 bevezetését. Ös�szegyűjtöttük és rendszereztük a ma előremutatónak számító IPv6 áttérési technológiákat és azok legfontosabb implementációit. Egyes kiválasztott implementációk teljesítőképességét és stabilitását mérésekkel is megvizsgáltuk. Ezt tovább folytatjuk, és elemezzük egyes kiválasztott technológiák és/vagy implementációk biztonsági kérdéseit, javaslatot teszünk az esetleges feltárt biztonsági problémák kiküszöbölésére. Néhány kiválasztott technológia működését modellezzük egy alkalmasan választott szimulációs rendszerben.

Résztvevő intézmény: Széchenyi István Egyetem, Távközlési Tanszék Lencse Gábor, [email protected]

ként legalább egy technológiát és fontosabb implementációikat biztonsági szempontból is elemzünk, és javaslatot teszünk az esetleges biztonsági problémák kiküszöbölésére. Néhány kiválasztott technológiát modellezünk egy alkalmasan választott szimulációs rendszer-

Az IPv4 címek kifogyása miatt haladéktala-

ben. Eredményeink várhatóan

nul meg kell kezdeni az IPv6 bevezetését.

nagymértékben segítik a hálózatok

Ez különböző típusú problémákat vet fel,

üzemetetőit az áttérési technológia

melyek megoldására már számos techno-

kiválasztásában és biztonságos hasz-

lógia létezik, és továbbiak kidolgozása

nálatában.

várható. Az Internet Protokoll 4-es és 6-os verziója együttéléséből fakadó problémák kezelésére számos ún. áttérési technológia létezik.

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • A Debreceni Egyetem Informatikai Karán dolgozó Almási Bélával és csapatával felhasználjuk egymás eredményeit, így pl. az általuk kifejlesztett MPT könyvtár segítségével különféle tunnelek Győr-Debrecen közötti tesztelésén együtt dolgozunk.

Eredményeink: Összegyűjtöttük és


rendszereztük ezeket a technológi-

❶ G. Lencse and G. Takács, „Performance Analysis of DNS64 and NAT64 Solutions” Infocommunications Journal, Vol. IV, No. 2. (June 2012) pp. 29-36.

ákat és legfontosabb szabad szoftver

❷ G. Lencse and S. Répás, „Performance Analysis and Comparison of Different DNS64 Implementations for Linux, OpenBSD and FreeBSD” Proc. of the IEEE 27th International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA 2013), Barcelona, 25-28. March, 2013. IEEE Computer Society, pp. 877-884.

implementációikat. Egyes kiválasztott implementációk teljesítőképességét és stabilitását mérésekkel is megvizsgáltuk. További céljaink: A további teljesítőképesség-vizsgálat mellett, feladattípuson-

❸ G. Lencse and S. Répás, „Performance Analysis and Comparison of the TAYGA and of the PF NAT64 Implementations” Proceedings of the 36th International Conference on Telecommunications and Signal Processing (TSP 2013), (Rome, Italy, 2-4 July 2013.) Brno University of Technology, 71-76. ❹ G. Lencse and S. Répás, „Performance Analysis and Comparison of 6to4 Relay Implementations” International Journal of Advanced Computer Science and Applications (IJACSA), Vol. 4, No. 9. (Sept. 2013) SAI, ISSN: 2156-5570, pp. 13-21.

129

130





T6C1

Önoptimalizáló és önmenedzselő kommunikációs megoldások a tárgyak internetén A kutatás célja kontextus-függő kommunikáció támogatása a tárgyak internetén. Első fázisban egy adott alkalmazást befolyásoló releváns kontextus paraméterek kiszűrésével foglalkoztunk, a HTM (Hierarchical Temporal Memory) keretrendszer segítségével. Később a kontextus-alapú címzést és útválasztást vizsgáltuk, Bloom szűrők segítségével. A cél biztosítani a hatékony kommunikációt mindazokkal az IoT eszközökkel, melyek megfelelnek bizonyos kontextus leíróknak. Az eredményeinket több nemzetközi konferencia cikkben publikáltuk.

Résztvevő intézmények: ETIK BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Vida Rolland, [email protected]

hatékonyságát. A kezdeti eredményeket az AWSN nemzetközi konfe-

proof-of-concept szintű elemzést végeztünk azzal kapcsolatban, hogy

rencián publikáltuk.

mennyire megvalósítható a számlálós Bloom szűrők használata erre a célra, milyen hosszú szűrőket kell használni, és hogyan változik a meg-

Megvizsgáltuk, milyen módon befolyásolja a rendszer működését

oldás megbízhatósága és hatékonysága (azaz a false positive találatok

az inkonzisztens felhasználói viselkedés. „Normális” esetben bizonyos

valószínűsége) a kontextus paraméterek számának növelésével.

kontextus paraméterek meghatározzák a felhasználói viselkedést. Mindezek ellenére a felhasználó bizonyos esetekben, valamilyen

A kontextus paraméterek néha csak korlátozott számú értéket

külső körülmény hatására, „inkonzisztens” módon viselkedik, másképp,

vehetnek fel (pl. az operációs rendszer verziószáma vagy a képernyő

mint azt korábban tette hasonló kontextus esetén. Ezt az inkonzisz-

felbontása), ilyenkor ezeket könnyű néhány biten kódolni, és a Bloom

tens viselkedést írtuk le egy valószínűségi modellel, és elemeztük a

szűrőkbe beépíteni. Más esetekben viszont egy adott kontextus

hatását a klasszifikáció hatékonyságára. Ezeket az új eredményeket

paraméternek rendkívül sok értéke lehetséges (pl. a GPS koordiná-

a Horvátországban megrendezett, az IEEE Communications Society

ta, vagy az eszköz tulajdonosának személye). Ilyenkor tehát olyan

Az IoT segítségével a fizikai, valós világ, a kommunikáló

HTM (Hierarchical Temporal Memory) keretrendszerre

által támogat ott SoftCom 2013 konferencián publikáltuk. A kutatás

megoldást kell találni, mely korlátozza ezeket az opciókat úgy, hogy

eszközöket körülölelő intelligens környezet a hálózat

épül, melynek előnye, hogy jelentősen csökkenti a

másik célja kontextus paraméterek Bloom szűrőkkel történő leírásának

az adott paraméter értékhalmazát a megfelelő granularitással tudjuk

szerves részévé válik. A számos fizikai és hálózati para-

tanulási időt, az igényelt memóriát, és hatékonyan épít

részletes elemzése volt azzal a céllal, hogy az így képzett Bloom

kvantálni, és ez alapján osztályozhassuk az eszköz aktuális kontextusát.

méter, mely leírja egy adott eszköz aktuális kontextusát

a paraméterek változásában tapasztalt korrelációkra.

szűrőkkel IoT eszközök csoportját lehessen azonosítani, megcímezni.

A kérdés az, hogy hogyan választjuk ki a Bloom szűrők méretét ahhoz,

Olyan megoldásokat kerestünk, melyek segítségével üzeneteket tu-

hogy egy adott kontextus-függő alkalmazást hatékonyan támogas-

A javaslat hatékonyságának tesztelésére egy Android

dunk küldeni egy adott területen belül lévő, egy adott felhasználóhoz

sanak (pl. kellően kis false-positive valószínűséggel működjenek). Az

alkalmazást írtunk, melynek segítségével egy okos

vagy felhasználói csoporthoz tartozó, és bizonyos paraméterekkel és

eredményeinket az IEEE Coginfocom 2013 nemzetközi konferencián

Egy alkalmazást befolyásoló fontos kontextus

telefon folyamatosan loggolt 24 különböző kontex-

erőforrásokkal rendelkező IoT eszközök számára. Az első fázisban egy

publikáltuk.

paraméterek kiszűrése azonban nem triviális feladat.

tus paramétert, és bizonyos paraméterek bizonyos

Ez történhet emberi beavatkozással, különböző szub-

értéke esetén egy bizonyos feladatot hajtott végre.

jektív döntésekre, megérzésekre alapozva, vagy gépi

Számos mérést végeztünk, ezekből egy tanító halmazt


tanulásra alapozó algoritmusok segítségével. Az álta-

generáltunk, ennek segítségével pedig a HTM alapú

lunk javasolt megoldás a második kategóriába tartozik.

algoritmusunk felismerte a korrelációkat és nagy

❶ András Kalmár, Rolland Vida, „Extracting High Level Context Information using Hierarchical Temporal Memory”, International Conference on Advances in Wireless Sensor Networks, Debrecen, Hungary, April 15, 2013.

Az ötlet újdonsága legfőképp az, hogy a korábbi gépi

hatékonysággal klasszifikálta a későbbi tesztadatokat.

tanulásra építő megoldásokhoz képest megpróbáljuk

Teszteltük, hogy ha bizonyos kontextus paraméte-

kihasználni a különböző kontextus paraméterek térbeli

rekhez egy egyenletes eloszlású, korlátozott méretű

és időbeli változásának korrelációját. A javaslatunk a

zajt adtunk, az mennyire befolyásolja a klasszifikáció

jelentősen befolyásolhatja az adott eszköz, illetve az eszközön futó alkalmazások viselkedését.

❷ András Kalmár, Rolland Vida, „Towards Context-Aware Mobile Services Through the use of Hierarchical Temporal Memory”, in Proceedings of SoftCom 2013 – 21st International Conference on Software, Telecommunications and Computer Networks, technically co-sponsored by IEEE Communications Society, Split-Primosten, Croatia, September 2013. ❸ Andras Kalmar, Rolland Vida, Markosz Maliosz, „Context-aware Addressing in the Internet of Things based on Bloom Filters”,in Proceedings of IEEE Coginfocom 2013, Budapest, Hungary, December 2013.

131

132





T6C2

Szenzor-hálózatok: önszerveződés és modalitások fúziója Napjainkban a sűrűn telepített képi és más szenzorok hálózati fejlődése ténykérdés: körbevesznek bennünket, és annyi információ keletkezik, amivel már nem tudunk mit kezdeni. Ugyanakkor, egy aktív megfigyelési (pl. forgalom-irányítás) feladatban, vagy gyors beavatkozás (katasztrófa esetén) esetén szükség lenne minden információ kihasználására olyan módon, hogy a szenzor-egységek autonóm módon felfedezzék a fontosnak ítélt dolgokat, és összehangolt megfigyelés alapján szolgáltassanak elegendő információt az adott területről, anélkül, hogy központi kontrollal egyenként kellene ezeket vezérelni. Ennek a feladatnak a megoldása új tudományos kihívásokat jelent a gráfelmélet, gépi intelligencia, 3D modellezés, szenzor-fúzió, adatbáziskezelés, alakfelismerés területén. . A projekt során jelentős elméleti eredmények születtek: - a vizsgált helyszín jellemző struktúráinak, illetve változásainak felismerésére, - új képleírók kidolgozása gyenge felbontású

- mélységi információk szűrése 2D (gráfok, dekonvolúció), illetve 3D (LIDAR, TOF) adatokon. - Bonyolult helyszínekre vonatkozóan felépítettünk egy hierarchikus rejtett Markov modellt (HMM), segítségével a mozgásjellemzők és álla-

alakzatok felismeréséhez és finom felbontású aktív

potok becslése alapján a jármű-forgalom jellege

kontúr előállítására,

becsülhető.

- videókép sorozatokon a szokatlan mozgás-

- Kidolgoztunk egy új mozgó alakzatokat

sorok, illetve speciális viselkedések felismerésére,

regisztráló eljárást járókelők talppontjának és

követésére,

fej helyzetének kölcsönös 3D összerendezésére

- mozgáskövetés, mozgásjelleg/viselkedés

többkamerás nézetben. Az eljárással a járási sík

felismerés, helyszín geometria viszonyainak

felülete, illetve ennek egynél több síkja pontosan

bemérése,

számítható valós időben.

Résztvevő intézmény: MTA - SZTAKI Szirányi Tamás, [email protected]

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • FP7 PROACTIVE (PRedictive reasOning and multi-source fusion empowering AntiCipation of attacks and Terrorist actions In Urban EnVironmEnts) • EDA MEDUSA (Multi Sensor Data Fusion Grid for Urban Situational Awareness, 2009-2011 Legfontosabb publikációk: ❶ Á. Kiss, T. Szirányi: ”Localizing People in Multi-view Environment using Height Map Reconstruction in Real-Time”, Pattern Recognition Letters, V.34, pp. 2135-2143, 2013 ❷ A. Keszler, T. Szirányi, Zs. Tuza: ”Dense subgraph mining with a mixed graph model”, Pattern Recognition Letters, V.34(11), pp. 1252-1262, 2013 ❸ T. Szirányi, M. Shadaydeh: ”Segmentation of remote sensing images using similarity measure based fusion-MRF model”, in press, IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, V.11, p.5, 2014 ❹ L. Havasi, A. Kiss, L. Spórás, T. Szirányi: ” Calibrationless sensor fusion using linear optimization for depth matching”, International Workshop on Combinatorial Image Analysis: IWCIA 2014, Brno, Springer LNCS, 2014 ❺ Cs. Benedek, D. Molnár, T. Szirányi: A Dynamic MRF Model For Foreground Detection On Range Data Sequences Of Rotating Multi-Beam Lidar. Conference: International Workshop on Depth Image Analysis (2012 November). In: Lecture Notes in Computers Science v. 7854. pp. 87-96. 2013.

133

134





T6E1

Intelligens otthon és időskori életvitel segítése infokommunikációs eszközökkel

Résztvevő intézmény: DE Informatikai kar Oniga István, [email protected]

Időskorúak felügyelete tárgyak internete technikák segítségével le a begyűjtött információt a kliensektől. Mikrovezérlők mé-

Kutatásunk célja az idős vagy beteg emberek mindennapi önálló tevékenységének segítése a tárgyak internetén alapuló technikák felhasználásával. A rendszer három fő összetevője: az életvitelt segítő intelligens ambiens rendszer, a tevékenység és egészségi állapot monitorozó és felismerő rendszer és a személyi támogatást nyújtó (asszisztív) robot. Ez egy olyan komplex kisegítő rendszer, amely tanulási és adaptív magatartással kell rendelkezzen, ezért mesterséges neurális hálózatok használatát tervezzük.

rik a megfigyelt személy életjeleit (vérnyomás, légzés, stb.) és környezetének paramétereit (hőmérséklet, fényerősség, stb.). Kutatásaink párhuzamosan több szálon folynak, az adatgyűjtő hálózat fejlesztéséhez kapcsolódóan. Az adatgyűjtő hálózat részeként létrehoztunk egy miniszámítógép (Raspberry PI) alapú klienst is, amely a megfigyelt személy mozgását analizálja. A páciensektől begyűjtött információt neurális hálózatok tanítására, ezt követően a páciens aktuális tevékenységének felismerésére használjuk. Ehhez több topológiát és több tanító eljárást implementáltunk és teszteltünk.

Témánk célkitűzései között szerepel a

vizsgáltunk meg, az áramfelvételük minőségét

Web-alapú intelligens energiamérés és a

illetően. A beltéri lokalizáció irányában az RSS

beltéri lokalizálás. Ez irányban nem kizárólag

és RSSI közötti összefüggés meghatározásával

az áramhálózatból felvett villamos energia

foglalkoztunk, különböző IEEE 802.11 kompati-

mennyiségét mérjük, hanem annak minőségét

bilis rádió chipek esetében.

is. Egy kísérleti adatgyűjtő rendszert fejlesztet-

A tevékenység és az egészségi állapot

tünk a THD és PF mérése céljából. Az adatbe-

mintafelismerés céljából több létfontosságú

szerző rendszer egy ChipKIT MAX32 hardver

egészségi paramétereket (hőmérséklet, pul-

platform. A platform egy 32 bites mikrokont-

zus, gyorsulás) mérő modult fejlesztettünk.

rollerrel van ellátva. A FFT implementálás

A begyűjtött információkból következtetése-

szempontjából fontos hogy hardverszorzó

ket lehet levonni a megfigyelt személy aktuális

egységgel rendelkezik, amelyek egy utasítás

tevékenységéről (áll, sétál, fut, fekszik, ül, stb.).

ciklus alatt képesek e műveletek végrehajtásá-

Létrehoztunk egy adatgyűjtő hálózatot, mely

ra. Összesen hét, kapcsolóüzemű tápegységet

távfelügyeleti célt szolgál. A hálózatban egy

vagy kapcsolóüzemű tápegységgel rendel-

Java-ban elkészített szervert használunk, mely

kező készüléket (TV, PC, monitor, printer)

egy MySQL adatbázist is kezel és ebbe menti

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • Alin Tisan, Anglia Ruskin University, Cambridge/Faculty of Science & Technology (Egyesült Királyság) • Sebestyén-Pál György, Technical University of Cluj-Napoca (Románia) • Lung Claudiu, Technical University of Cluj-Napoca (Románia) Legfontosabb publikációk: ❶ J. Sütő, S. Oniga, I. Orha: Microcontroller based health monitoring system, 2013 IEEE 19th International Symposium for Design and Technology in Electronic Packaging, (SIITME), Galati, Romania, pp. 227-230. ❷ I. Orha, S. Oniga: Automated system for evaluating health status, 2013 IEEE 19th International Symposium for Design and Technology in Electronic Packaging (SIITME), Galati, Romania, pp. 219-222.3. ❸ C. Lung, S. Oniga, A. Buchman, A. Tisan: Wireless data acquisition system for IoT applications, Carpathian Journal of Electronic and Computer Engineering, Vol. 6-1, 2013, pp 64-67. ❹ J.Sütő, S. Oniga: FPGA implemented reduced Ethernet MAC, Proceedings of IEEE 4th International Conference on Cognitive Infocommunications, Hungary, 2013, pp. 29-32. ❺ A. Buchman, C. Lung: On the relationship between received signal strength and received signal strength index of IEEE 802.11 compatible radio transceivers, Carpathian Journal of Electronic and Computer Engineering Vol.6-2, 2013, pp. 15-20.6.

135

136





T6E3

Szenzorikus információ továbbítása elosztott heterogén hálózatban

Résztvevő intézmény: BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Simon Csaba, [email protected]

A tárgyak internetének egyik fontos feladata az szenzorok által előállított információ begyűjtése. Kutatásunk során megvizsgáljuk, hogy nem dedikált eszközökkel milyen feltételekkel lehet gyűjteni ezeket az információkat. Célunk egy olyan megoldás kidolgozása, amelyben elosztott, mobil, heterogén hálózati kapcsolatokkal rendelkező felhasználók által begyűjtött szenzor információkat juttatunk el az azokat felhasználó csomópontokba. A szenzor adat begyűjtésének megbízhatóságát hálózati kódolással kívánjuk biztosítani.

Kutatásunk során elosztott, mobil, hete-

megoldással gyűjtjük be. Megoldottuk a

rogén hálózati kapcsolatokkal rendelke-

járművekről származó streaming videónak, a

ző felhasználók által begyűjtött szenzor

vezérlési forgalomnak a továbbítását. A szá-

információkat juttatunk el az azokat

mítási és kommunikációs feladatokat teszt-

felhasználó csomópontokba. Egy adott

hálózat csomópontjaiban Android okos-

területen szétszórt szenzorok és auto-

telefonokon futó szoftvermodulok végzik.

matikus eszközökből kialakított hálózat

Megadtuk a keretrendszert a szenzor adatok

kapcsolatai változó sávszélességűek és

begyűjtésére egy elosztott hálózatban és

• A kutatás az Európai Unió és Magyarország támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával a TÁMOP 4.2.4.A/1-11-1-2012-0001 azonosító számú „Nemzeti Kiválóság Program” kiemelt projekt keretei között valósult meg

megbízhatatlanok. A kutatás feladata olyan

ehhez álvéletlen hálózati kódoló megoldást


eljárást kidolgozni, amely képes kezelni

(Random Linear Network Coding - RLNC) al-

❶ Cs. Simon, „Application of Network Coding in Distributed Sensor Networks”, Budapest Node CLC Sessions, Budapest 2013.12.05. (2013)

a környezet jellegéből adódó skálázha-

kalmaztunk. A tervezett megoldást szimulá-

tósági és megbízhatósági problémákat.

ciós környezetben is teszteltük és a hagyo-

Kiépítettünk egy elosztott teszthálózatot,

mányos megoldáshoz képest kétszeresére

❷ A. Soos, Cs. Simon, M. Maliosz, “Network Coding Based Data Collection in Distributed Sensor Networks.”, In: The 4th International Conference on Recent Achievements in Mechatronics, Automation, Computer Sciences and Robotics: MACRo2013. Marosvásárhely, Románia, 2013.10.04-2013.10.05. pp. 1-13. PaperID: 26. (2013)

amelynek csomópontjai mozgó járművek.

növelhető a logikai csatorna kapacitása. A

A szenzor adatokat egy Near Field Com-

kutatás következő fázisa a javaslat megvaló-

munication (NFC) technológiára alapuló

sítása és tesztelése teszthálózatunkban.


❸ Cs. Simon, “Network Coding for improved multimedia distribution.”, IEEE ICC Future Internet PPP Workshop on Building an Eco-System for Delivering Innovative Future Internet Services and Applications, Budapest, Hungary, 2013.06.13. (2013) ❹ Cs. Simon, M. Maliosz, “Smart Ubiquitous Content.”, Conference on the Establishment of the EIT ICT Labs, Budapest Associate Partner Group, Budapest, Hungary, 2013.03.05. (2013)

137

KIBERFIZIKAI RENDSZEREK ÉS ALKALMAZÁSOK

07

Témakörök, témajelentések és további regisztrált témák: A) Beágyazott és intelligens mérnöki rendszerek fejlesztése

T7A1 Kiberfizikai rendszer fejlesztése T7A2 Szoftversebezhetőségek felderítése és megszüntetése T7A3 Távirányítás, távvezérlés interneten T7A4 Szenzor-számítógép interfészek fejlesztése T7A5 Tárgyakat vezérlő beágyazott szoftverek minőségbiztosítása T7A6 Elosztott kiberfizikai rendszerek és alkalmazások

B) Intelligens gyártási alkalmazások, fizikai folyamatok mérése, szabályozása

T7B1 Az internet jövőbeni szerepe az ipari kommunikációk terén T7B2 Kiberfizikai termelési rendszerek T7B3 Cubilog: felhő alapú mérés-adatgyűjtő és távvezérlő rendszer

C) Intelligens közlekedési, logisztikai és gépjármű alkalmazások

T7C1 Smart autó integrált, ad-hoc közlekedés optimalizálás T7C2 Logisztikai döntéstámogató rendszerek

D) Intelligens mezőgazdasági és élelmiszeripari alkalmazások

T7D1 Intelligens élelmiszer feldolgozás T7D2 Intelligens mezőgazdaság

E) Energiahatékonysági kutatások, zöld rendszerek

T7E1 Energia hatékony informatikai rendszerek

140





T7A1

Kiberfizikai rendszer fejlesztése

Résztvevő intézmény: ETIK BME Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék Dabóczi Tamás, [email protected]

Kiberfizikai rendszerek alatt egy olyan beágyazott számítógépes rendszerek hálózatba kapcsolását értjük, ahol a fizikai világgal kapcsolatban lévő beágyazott csomópontok kooperálva oldanak meg közös feladatokat. Célunk egy olyan univerzális kiberfizikai rendszer megalkotása, ahol sok felhasználó különböző feladatait egy tudásbázis alapján dinamikusa lehet fejleszteni, és futási időben letölteni a csomópontokra. Az egyes csomópontok kellően univerzálisak ahhoz, hogy a szolgáltatásaikat az interneten keresztül a rendszer sok résztvevője felé felajánlhassák. Az erőforrások dinamikus elosztása és újrakonfigurálása szintén futási időben történik.

C) A szemantikus adatintegráció támogatásához egy ún. Sensor Instance Semantic Registry Ontology (SISRO) ontológiát valósítunk meg. Az így implementált SISRO ontológia segítségével a Szenzor Weben megtalálható szenzorok képességeit, aktuális konfigurációját és állapotát, valamint a rajtuk futó szoftverkomponenseket tudjuk egységesen leképezni. D) Létrehozunk egy keretrendszert, mely az új felhaszná-

A kiberfizikai rendszerekben a beágyazott

kül, biztosítva a csomópontok közötti intenzív

ló igényeinek fényében felméri a rendelkezésre álló erő-

rendszerek és informatikai rendszerek előnyös

információáramlást és a kooperációt.

forrás igényt, szolgáltatás igényt (szenzorok, beavatkozók, algoritmusok), majd tervezési minták alapján támogatja a

tulajdonságait szeretnénk ötvözni. A kiberfizikai rendszerek a fizikai világgal állnak intenzív

Ezen célok elérése érdekében a következő

szükséges algoritmus kifejlesztését. Az erőforrások elosz-

kapcsolatba, de a hagyományos beágyazott

feladatokat kell megoldanunk:

tására és a környezetben bekövetkező változások miatti folyamatos újrakonfigurálási igény kielégítésére tervezési tér

rendszerekhez képest jóval intenzívebb információs kapcsolatot feltételeznek a kooperáló

A) egy jól rétegzett rendszert építünk fel,

csomópontok között. Ebben a projektben

ahol az egyes rétegek definiált és garantált

a kooperációra az internet által nyújtott

szolgáltatás minőséget produkálnak, az inter-

nagy sávszélesség biztosít alapot. A feladat

face-ek szintén előre rögzítettek. Az egységes


bonyolultsága az informatikai rendszerekben

felületet virtualizációs technikákkal valósítjuk

megszokott számítási kapacitást és technoló-

meg (beágyazott virtualizáció, szenzor virtua-

giákat feltételezi.

lizáció).

• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 5.2 témája • Reconfigurable ROS-based Resilient Reasoning Robotic Cooperating Systems (R5-COP), ARTEMIS, 2014-2016 • Methods and processes for safety-relevant embedded systems Computing platforms for embedded systems (CONCERTO), ARTEMIS, 2013-2016

Elképzelésünk egy olyan univerzális beágya-

B) Amennyiben a beágyazott rendszerek szá-

zott rendszerek hálózata, amelyekre a felada-

mítási kapacitása a dinamikusan érkező újabb

tok dinamikusan tölthetők le, adott esetben

és újabb feladatok kiszolgálására már nem

egy csomópontra több is. Mindez futási

elegendő, a feladatot Cloud szolgáltatásba

időben, a már futó alkalmazások zavarása nél-

delegáljuk.

felderítési módszereket alkalmazunk.

Legfontosabb publikációk: ❶ Tamás Kovácsházy, Gábor Wacha, Tamás Dabóczi, Csanád Erdős, Attila Szarvas, “System Architecture for Internet of Things with the Extensive Use of Embedded Virtualization.”, Proc. of 4th IEEE CogInfoCom 2013. Budapest, Magyarország, 2013, IEEE Press, pp. 549-554. ❷ T. Dabóczi, A Pataricza, Gy. Strausz, D. Varró, “Next Generation Embedded Systems.” In: György Terdik, István Gaál (szerk.) Conference on Advances in Wireless Sensor Networks (AWSN 2013). Debrecen, Magyarország, 2013.04.15. Debrecen: pp. 47-52. ❸ J. Sütő, S. Oniga: FPGA implemented reduced Ethernet MAC, Proceedings of IEEE 4th International Conference on Cognitive Infocommunications, Hungary, 2013, pp. 29-32.

141

142





T7A2

Szoftversebezhetőségek felderítése és megszüntetése A kutatás célja olyan előremutató programanalizáló eljárások kifejlesztése, melyek segítségével az eddigieknél sokkal pontosabban és mélyebben vizsgálhatók és javíthatók a szoftverek sebezhetőség szempontjából. Az internetet működtető és arra csatlakozó aktív eszközök komoly mennyiségű és komplexitású programkódot tartalmaznak. E szoftverek stabilitásának és sebezhetőségének ellenőrzése kulcskérdés az informatikai biztonság területén. A téma keretében fejlett programanalizáló eljárásokat fejlesztünk ki, mint pl. szimbolikus végrehajtás, absztrakt interpretáció, amely módszerek segítségével az eddigieknél sokkal pontosabban és mélyebben vizsgálhatók a szoftverek működése. A működésről pontos képet kapva optimalizálhatóak a kis fogyasztás miatt jellemzően szűkös erőforrással rendelkező hardverek szoftver futtatási jellemzői.

Résztvevő intézmény: SZTE Informatikai Tanszékcsoport, Szoftverfejlesztés Tanszék Gyimóthy Tibor, [email protected]

interpretáció és kapcsolódó megközelítéseken alapuló speciális algoritmusok elvi leírásai, valamint konkrét megvalósításai adott architektúrákhoz és programnyelveken készült szoftverekhez. A sérülékenységek felismerésével lehetővé válik az alkalmazások konkrét kártékony támadásokkal szembeni ellenőrzése, valamint a biztonság és megbízhatóság növelése a sérülékenységi problémák kiküszöbölésével. Ez kulcskérdés a mai informatikában, hogy el lehessen kerülni az olyan programhibákat, mint pl. a Heartbleed OpenSSL biztonsági hiba, mely az internet 2/3-át érintette és nemzetbiztonsági kockázatot jelent.

A kutatás célja a jelenleg elérhető módsze-

hajlamosság között [1,3]. Másrészt bemutattuk,

reken túlmutató, fejlett programanalizálási

hogy a NASA szimbolikus végrehajtó motor-

módszerek és algoritmusok kidolgozása,

jának továbbfejlesztésével beazonosíthatóak

melyek segítségével a komplex internet alapú

bizonyos futásidejű programhibák [2]. A

szoftverek sérülékenységeinek felismerése

jelenleg elérhető eszközök olyan módszereket

megbízhatóbbá és teljeskörűbbé válik. A web

valósítanak meg, amelyek leginkább web alapú

alapú szoftverek sérülékenységének típusaival

alkalmazásokra fókuszálnak (pl. web áruházak,

az OWASP nevű nemzetközi szakmai szervezet

internetbankok). A kutatási projektben kidol-

foglalkozik mélyrehatóan, ismert kutatócso-

gozandó új módszerek nagyban hozzájárulnak

port még ezen a területen a SEI CERT csapata.

majd az informatikai biztonság növeléséhez

Kapcsolódó korábbi munkáinkban bemu-

számos más alkalmazási területen.

tattuk, hogy szignifikáns kapcsolat áll fenn a szoftverek forráskódjának bizonyos jellemzői

A kutatás eredményeképpen kidolgozásra

(pl. csatoltság, komplexitás) és a hibára való

kerülnek a szimbolikus végrehajtás, absztrakt

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • OWASP, the free and open software security community – https://www.owasp.org/ • Carnegie Mellon University SEI CERT – https://www.cert.org/vulnerability-analysis/ • NASA Java PathFinder – http://ti.arc.nasa.gov/tech/rse/vandv/jpf/ • The Heartbleed Bug – http://heartbleed.com/ Legfontosabb publikációk: ❶ Tibor Gyimóthy, Rudolf Ferenc, István Siket: Empirical Validation of Object-Oriented Metrics on Open Source Software for Fault Prediction. In IEEE Transactions on Software Engineering, Vol. 31, No. 10, October 2005, pp. 897-910. ❷ István Kádár, Péter Hegedűs, Rudolf Ferenc: Runtime Exception Detection in Java Programs Using Symbolic Execution. In Proceedings of the 13th Symposium on Programming Languages and Software Tools (SPLST 2013), pp. 215-229, Szeged, Hungary, August 26-27, 2013. ❸ Rudolf Ferenc, Árpád Beszédes, Mikko Tarkiainen, Tibor Gyimóthy: Columbus - Reverse Engineering Tool and Schema for C++. In Proceedings of the 18th International Conference on Software Maintenance (ICSM 2002), Montréal, Canada, pp. 172-181, October 3-6, 2002.

143

144





T7A3

Távirányítás, távvezérlés interneten

Résztvevő intézmény: Óbudai Egyetem, Neumann János Informatikai kar Molnár András, [email protected]

A kutatás célja autonóm járművek interneten keresztül történő irányítása. A vezérelni kívánt járművet földrajzi távolságtól függetlenül lehet monitorozni, annak működésébe beavatkozni. Az adatok küldése és fogadása során figyelembe kell venni a kapcsolat késleltetését, a biztonságos üzemeltetés érdekében pedig titkosítás szükséges. A megbízható, hibamentes átvitel érdekében integritásellenőrzést kell végezni. A késleltetés miatt a valósidejű irányítás (joystick) nem alkalmazható. Ezen probléma kezelését magas szintű parancsok használatával (pl. fordulópontok) lehet megoldani, melyeket az intelligens robot az adott körülményektől függően (lokális számítások), a megfelelő időben hajt végre, amennyiben lehetséges.

A kutatás témája robotjárművek távolról, élőben

Az útvonal tervek ún. fordulópontokból

történő megfigyelése (haladási paraméte-

építhetők fel, melyek meghatározzák a jármű

rek, pozíció, szenzor adatok, egyéb számolt

haladási sorrendjét, paraméterek segítségével

adatok), és azok megbízható irányítása fedél-

pedig előírhatnak különböző szabályokat (pl.

zeti intelligencia használatával. Az élő adatok

célsebesség, célmagasság), teendőket (körözés

megjelenítése és a beavatkozó szervek kezelése

a pont körül, leszállás megkezdése, stb.). A

egy számítógépes kliens-alkalmazással történik.

valósidejű irányítás esetén fellépő késleltetés

A járművektől érkező telemetria adatok rádiós

kezelését a fordulópontok használatával végzi

kapcsolattal, modemen keresztül kerülnek

a rendszer. Az intelligens robot számára az

fogadásra egy központi szerveren, mely a hozzá

előre megtervezett útvonal elküldésre kerül,

csatlakozott kliensek számára továbbítja a

melynek értelmezése és végrehajtása lokálisan

titkosított adatfolyamot. A parancsok szintén

történik a körülmények vizsgálatától függően.

titkosított formában érkeznek a szerverhez a kli-

Az irányítást tehát gépi intelligencia végzi az

ensek felől, mely elküldi azt a céljármű számára.

útvonalterv alapján, folyamatos beavatkozásra

A telemetria és a parancs számára kidolgozott

nincs szükség, így az adatforgalom csökkent-

protokoll szöveg alapú, minden adatmező ún.

hető, ebből fakadóan a késleltetésből eredő

mondatokban kerül elküldésre, illetve fogadásra.

problémák is.

Legfontosabb publikációk: ❶ Stojcsics D.: Fuzzy controller for small size unmanned aerial vehicles, SAMI 2012 – Proceedings, Herlany, Szlovákia, 2012.01.26-2012.01.28., Budapest: IEEE Hungary Section, 2012. pp. 91-95. (ISBN:978-1-4577-0196-2, 978-1-4577-0197-9) ❷ Stojcsics D.: Flight safety improvements for small size unmanned aerial vehicles,INES 2012 – 16th International Conference on Intelligent Engineering Systems, Lisbon, Portugália, 2012.06.13-2012.06.15. Budapest: IEEE, 2012. pp. 483-487. (ISBN:978-1-4673-2695-7)

145

146





T7A5

Tárgyakat vezérlő beágyazott szoftverek minőségbiztosítása A kutatásban olyan új módszereket dolgozunk ki, melyek beágyazott rendszerekben lesznek képesek szoftverhibák és egyéb minőségi problémák felismerésére. A beágyazott rendszerek forráskódjainak statikus (gépi) elemzése, a bennük levő kódolási hibák felderítése kritikus fontosságú. Az „okos” gépek (pl. háztartási eszközök, szenzorok, stb.) internetre csatlakoztatásával azok sebezhetővé válnak, ezáltal komoly károkat lehet okozni bennük és környezetükben a szoftverhibák rosszindulatú kiaknázásával. A tevékenység keretében újszerű megoldásokat fejlesztünk ki kifejezetten e speciális környezetre.

Résztvevő intézmény: SZTE Informatikai Tanszékcsoport, Szoftverfejlesztés Tanszék Gyimóthy Tibor, [email protected]

megoldások, amelyek megkönnyítik például az olyan elvek

továbbra is kihívás. A mobil fejlesztés speciális minőségbiz-

betartását, mint a MISRA-C. A beágyazott szoftver tárterü-

tosítási megoldásokat igényel, mint például a korábban már

let foglalása kritikus, hiszen a hardver környezet általában

kidolgozott Android alkalmazások tesztlefedettség mérése

limitált, a funkcionalitás azonban nagyon jelentős méretű

[5], azonban e módszerek adaptálása nagyméretű, komplex

lehet. Korábbi eredményeink [1,2,3] limitált környezetben

és heterogén alkalmazásokra és különböző platformokra

igazolták a célzott elemzések hasznosságát, azonban a roha-

további kutatást igényel. A kutatás eredményei speciá-

mos ütemben megjelenő új platformok további kutatásokat

lis algoritmusok, valamint azok konkrét megvalósításai

igényelnek. Energiafelhasználás területén speciális architek-

beágyazott platformokra. További eredmény a megoldások

túrájú rendszerekhez kidolgoztunk szimulációs módszereket

kiértékelése a legjellemzőbb platformokon valós alkalmazá-

[4], azonban a várható szűk keresztmetszetek megtalálása

sok felhasználásával.

A kutatás célja olyan újszerű forráskód elemzési

A Patrick Cousot professzor által vezetett

megoldások kutatása és kidolgozása, melyek

Astrée kutatási projekt keretében bemutatták


kifejezetten beágyazott rendszerekben alkal-

az absztrakt interpretáció felhasználását a

mazhatók. Az ilyen típusú környezetek speciális

legnagyobb végrehajtási idő meghatározására,

megoldásokat igényelnek többek között a

azonban az ehhez hasonló módszerek korlá-

• • • •

jellemzően valósidejű működésnek, korlátozott

tozottan alkalmazhatók a mai nagyméretű,


erőforrásoknak, valamint különleges hardve-

komplex alkalmazások területén. Például, egy

rarchitektúráknak, illetve szoftverkörnyezetnek

modern gépjármű beágyazott szoftvere akár

❶ Árpád Beszédes, Rudolf Ferenc, Tibor Gyimóthy, André Dolenc, Konsta Karsisto: Survey of Code-Size Reduction Methods. In ACM Computer Surveys (CSUR), Vol. 35, Issue 3 (September 2003), pp. 223-267.

köszönhetően. Megvizsgáljuk a hagyományos

20 millió programsort is tartalmazhat. Az olyan

megoldások alkalmazhatóságát ilyen környeze-

nemzetközi szabványok, mint az AUTOSAR

tekre, valamint kidolgozzuk azok specializált vál-

vagy ISO/IEC 26262 általános platformot bizto-

tozatait. Ezen kívül, különleges célú elemzéseket

sítanak a beágyazott rendszerek fejlesztésére,

lehetővé tevő algoritmusokat is kifejlesztünk,

de azok minőségbiztosítására kevés konkrét

mint például legnagyobb végrehajtási idő, tárte-

megoldás létezik az általános irányelvek mel-

rület vagy akár energiafelhasználás elemzése.

lett. Nagy segítség lehet a fejlett kódelemzési

The Astrée Static Analyzer - http://www.astree.ens.fr/ Automotive Open System Architecture - http://autosar.org/ ISO 26262 – Functional safety standard Motor Industry Software Reliability Association - http://www.misra.org.uk/

❷ Cs. Nagy, G.Lóki, Á. Beszédes, T.Gyimóthy: Code factoring in GCC on different intermediate languages. In Proceedings of the 10th Symposium on Programming Languages and Software Tools (SPLST 2007), pp. 81-95. Budapest, Hungary, June 14-16, 2007. ❸ Á. Beszédes, R. Ferenc, T. Gergely, T. Gyimóthy, G. Lóki, L. Vidács: CSiBE Benchmark: One Year Perspective and Plans. In Proceedings of the 2004 GCC Developers’ Summit (GCC 2004), Ottawa, Canada, pp. 7-15, June 2-4, 2004. ❹ Zoltán Herczeg, Daniel Schmidt, Ákos Kiss, Norbert Wehn, Tibor Gyimóthy: Energy Simulation of Embedded XScale Systems with XEEMU. Journal of Embedded Computing, 3(3):209-219, August 2009. ❺ Bognár, Sz., Gergely, T., Rácz, R., Beszédes, Á., Marinković, V.: Code Coverage Measurement Framework for Android Devices. In Proceedings of the 13th Symposium on Programming Languages and Software Tools (SPLST 2013), pages 46-60. Szeged, Hungary, August 26-27, 2013.

147

148





T7B1

Az internet jövőbeni szerepe az ipari kommunikációk terén A tervezett kutatások két fő irányban történnek. Az egyik irány az internet ipari kommunikációk terén való alkalmazhatóságát kutatja, különös tekintettel a rendszerek működésére (Functional safety). A másik irány a Social SCADA (SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition) témakörében végzendő kutatások. A kutatások célja, olyan megoldások, protokollok kifejlesztése, ahol nagy megbízhatósággal biztosított a beavatkozási utasítás célba érése a beavatkozás megvalósulása, valamint a kritikus adatok, paraméterek közel valós időben történő begyűjtése.

Résztvevő intézmény: SZTE Informatikai Tszcs., Műszaki Informatikai Tanszék Pletl Szilveszter, [email protected] Kincses Zoltán, [email protected]

•

A másik irány a Social SCADA (SCADA Supervisory Control and Data Acquisition) témakörében végzendő kutatások lennének. Mindennapi életünket egyre jobban meghatározó internet alapú kommunikációra képes berendezések által szolgáltatott adatok begyűjtésére, felügyeletére és működtetésére kiterjeszthető az iparban már jól bevált SCADA koncepció. A kutatás

Ipari körülmények között egyre nagyobb teret

használatos zárt kommunikációs infrastruktúra

eredményeként javaslat készül a felhasználható

hódít az intelligens megoldások fejlesztése és

kiterjesztésére a nyílt, internet-alapú infrastruk-

új protokollokra és informatikai infrastruktúrára.

alkalmazása. Az érzékelők és beavatkozók konfi-

túra felé. A nagyszámú eszközök esetében, közel

gurálhatóvá, paraméterezhetővé válnak. Az ipari

valós időben történő beavatkozás és felügyelet

kommunikációs csatornák a terepi információk

a kommunikációs protokollok területén számos

továbbítása mellett egyéb a teljes rendszer mű-

új problémát vet fel. A kutatások célja, olyan

ködését jelentősen befolyásoló információk to-

megoldások, protokollok kifejlesztése, ahol nagy

vábbítására is alkalmazhatóak. Jelenleg az egyes

megbízhatósággal biztosított a beavatkozási

kommunikációs szinteken más-más protokollon,

utasítás célba érése a beavatkozás megvalósulá-

• GOP 1.1.1-09-/1-2010-0109 • TÁMOP-4.2.2-08/1/2008-0008

technológiai megoldáson keresztül történik az

sa, valamint a kritikus adatok, paraméterek közel


információ csere. A valós idejű ipari folyama-

valós időben történő begyűjtése.

❶ Gogolák László, Pletl Szilveszter, Dragan Kukolj: „Indoor Fingerprint Localization in WSN Environment Based on Neural Network”, Proceedings SISY 2011, pp.293-296, Szabadka, 2012

A tervezett kutatások két fő irányban történnek:

❷ Gogolák László, Pletl Szilveszter, Dragan Kukolj: „Neural Network-based Indoor Localization in WSN Environments”, Acta Polytechnica Hungarica, Vol. 10, pp. 221-235, 2013

tok speciális igényeket támasztanak a kommunikációs csatorna iránt, úgy időzítés, mint rendelkezésre állás szempontjából. Az internet technológiák által nyújtott lehetőségek jelenleg

•

Az egyik irány az internetnek az ipari kom-

nem minden szempontból elégítik ki az iparban

munikációk terén való alkalmazhatóságát

tapasztalható szigorú elvárásokat. Napjainkban

kutatja, különös tekintettel a rendszerek

egyre nagyobb igény mutatkozik az iparban

működésére (Functional safety).


❸ A. Pejic, S. Pletl, B. Pejic: „An expert system for tourists using Google Maps API”, Proceeding SISY 2009, pp. 317-322, Subotica, 2009 ❹ Dobján Tibor, Pletl Szilveszter, Deák Tamás, Doszpod László, Pór Gábor: „Identification of the Place and Materials of Knocking Objects in Flow Induced Vibration”, Acta Cybernetica-Szeged, Vol. 20:(1) pp. 53-67.,2011 ❺ Kincses Zoltán, Orzó László, Nagy Zoltán, Mező György, Szolgay Péter: „High-speed, SAD based wavefront sensor architecture implementation on FPGA” Journal of Signal Processing Systems, Springer, Vol. 63, pp. 279-290, 2011

149

JÖVŐ INTERNET KÖZÖSSÉGI ALKALMAZÁSOK

08

Témakörök, témajelentések és további regisztrált témák: A) Alkalmazási platformok és funkciók fejlesztése közösségi érzékeléshez

T8A1 Alkalmazás platform nyitott, mobil-alapú közösségi érzékeléshez T8A2 Független NFC alkalmazások dinamikus kibocsátása T8A3 A jövő digitális közösségi terei és mobilitás

B) Intelligens otthon és iroda alkalmazások

T8B1 Intelligens otthon, intelligens iroda alkalmazások

C) Intelligens egészségügyi és jóléti alkalmazások

T8C1 eEgészségügy, TeleCare, TeleHealth T8C2 Valós-idejű szabályozás egészségügyi eszközökben T8C3 Felhő alapú egészségügyi robotikai alkalmazások T8C4 HealthCare Mobile platform T8C5 Valós idejű egészségügyi távmonitorozás T8C6 Automatikus klinikai szűrőrendszerek T8C7 Beszéd-alapú egészség és érzelmi állapot monitorozás

D) Intelligens üzleti alkalmazások

T8D1 Üzleti folyamatok erőforrás menedzsmentje T8D2 Mobiltárca alkalmazás: NFC-s, mobiltelefonos komplex fizetési megoldás és ökoszisztéma

E) Intelligens közigazgatási alkalmazások F) Intelligens városi alkalmazások

T8F1 Adatmenedzsment és tudásfeltárás intelligens városi alkalmazásokhoz T8F2 Intelligens városi alkalmazások T8F3 Közösségi érzékelésen alapuló útvonalválasztás intelligens városi alkalmazásokhoz T8F4 Kognitív kampusz alkalmazások T8F5 Intelligens város: hálózati hatások vizsgálata

G) Egyéb intelligens közösségi és kognitív alkalmazások

T8G1 Digitális könyvtár: komplex, interaktív tartalomszolgáltatás T8G2 Geolokalizációs technológiák teljesítmény- és hatékonysági vizsgálata

152





T8A1

Alkalmazás platform nyitott, mobil-alapú közösségi érzékeléshez Az okostelefonok terjedésével és a szinte állandóan jelen lévő kommunikációs lehetőségeken keresztül új lehetőségek nyílnak a közösségi alapokon működő érzékelési rendszerek számára. A jövő internet intelligens városának (smart city) kialakításában kiemelt szerepet játszhat az embert körülvevő tárgyak és kontextus érzékelése, valamint az ehhez köthető információk gyűjtése és értéknövelt szolgáltatásként történő megjelenése a felhasználók felé. A fentiekkel összefüggésben a téma feladata, hogy az egyes alkalmazások által támasztott követelmények alapján megvizsgálja, illetve létrehozza azt a kommunikációs platformot, amely a közösségi érzékelésen alapuló alkalmazásokat hatékonyan támogatja.

Résztvevő intézmények: ETIK BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék Fehér Gábor, [email protected] Lukovszki Csaba, [email protected] Farkas Károly, [email protected]

Az alkalmazhatóságot nagyban befolyásoló teljesítményanalízis

A kliens oldali

is készült. Az eredmények egyértelműen megmutatják, hogy az

P2P (point-to-

XMPP szerver nagyobb felhasználó szám esetében is valós alkal-

point) és E2E

mazásra ad lehetőséget. Az XMPP-vel megvalósított platform

(end-to-end) réte-

mellett az egyedi követelmények alapján tervezett szolgáltatási

gek képzik a rendszer

és kommunikációs keretrendszer fejlesztését is elvégeztük. A

alapján, melyen a P2P réte-

szolgáltatási és kommunikációs middleware központi elemeit

gen belül megvalósult a titkosítás

a csomópontok képezik, azonban a szolgáltatások és a felhasz-

nélküli és titkosított csatornák felépítése, valamint a felhasználói

nálói funkciók hordozói a kliens alkalmazások, amelyek közös

azonosítás kialakítása és a beérkező üzenetek továbbítása az E2E

middleware kommunikációs rétegre épülve valósítják meg a

réteg felé. Az E2E réteg implementációja a beérkező üzenetek fo-

szóban forgó funkciókat. A rendszer által megvalósított funkciók

gadását, a távoli fél azonosítását, valamint a kliens által küldendő

lehetővé teszik a kommunikációs és szolgáltatási keretrendszer

adatok irányítását végzi. A nyilvános felhasználásra szánt közössé-

Az okostelefonok terjedésével és a szinte

célja intelligens városokhoz kapcsolódó mobil

egyes elemeinek kézben tartását, amely lehetőséget ad nagy

gi alkalmazási eseteket támogató kommunikációs és szolgáltatási

állandó internet hozzáféréssel új lehetőségek

crowd-sourcing alkalmazások kialakítása

skálázhatósági képességekkel bíró rendszerek megvalósítására is.

környezet funkcionális megvalósítása elkészült.

nyílnak a közösségi alapokon működő érzé-

XMPP protokollt támogató szerverek felett. A

kelési rendszerek számára (crowd-sourcing).

közösségi érzékelésen alapuló tömegközle-

A jövő internet intelligens városának (smart

kedési alkalmazási környezet kapcsán kialakí-


city) kialakításában kiemelt szerepet játszhat

tásra került egy XMPP protokoll segítségével

az embert körülvevő tárgyak és kontextus

megvalósított szolgáltatás platform. A rendszer

érzékelése, valamint az ehhez köthető informá-

kiépítése során megvizsgáltuk és összehason-

• FIRST projekt, 6.1. téma - Alkalmazás platform nyitott, mobil-alapú közösségi érzékeléshez (TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001, Hungary) • NFŰ EITKIC_12-1-2012-0001 project, • EIT KIC ICT Labs project, 13064 CityCrowdSource activity

ciók gyűjtése és értéknövelt szolgáltatásként

lítottuk az egyes XMPP protokollt megvalósító

történő terítése a felhasználók között. Az XMPP

megoldásokat. A csatornák kezelését lehetővé

protokoll és az ezt megvalósító szerverek

tévő aSmack API segítségével megvalósításra

skálázható megoldást biztosítanak aszinkron,

került a szerver oldali megoldás, valamint a

multimédia tartalom terítésére. A fejlesztés

felhasználói Android kliens.

Legfontosabb publikációk: ❶ Róbert Szabó, Károly Farkas: „Publish/Subscribe Communication for Crowd-sourcing Based Smart City Applications”, ICTIC 2013, Marc 25-29, 2013, Zilina, Slovakia ❷ R. Szabó, K. Farkas, „A Publish-Subscribe Scheme Based Open Architecture for Crowd-Sourcing,” In Proceedings of the 19th EUNICE/IFIP WG 6.6 Conference on Information and Communications Technologies (EUNICE 2013), Chemnitz, Germany, Lecture Notes in Computer Science, Vol. 8115, Springer Berlin Heidelberg, August, 2013, pp. 287-291., ISBN: 978-3-642-40551-8

153

154





T8A2

Független NFC alkalmazások dinamikus kibocsátása A DIAD NFC (Független NFC alkalmazások dinamikus kibocsátása) projekt létrehozta azt a komplex kiszolgálói architektúrát, amely megvalósítja NFC alkalmazások biztonságos tároló eszközre történő dinamikus, egyedi, távoli letöltését, illetve onnan történő eltávolítását oly módon, hogy a folyamat a jelenlegi gyakorlatban alkalmazott előzetes technikai egyeztetések és egyedi specifikációk helyett egy általános megoldást biztosít, függetlenül a biztonságos tároló eszköz típusától és a telepítendő alkalmazástól.

Résztvevő intézmények: SafePay Systems Kft. Alkalmazás Fejlesztési Fórum Kft. Gamax Kft., BME, Bull Vilmos Andras, [email protected]

A DIAD NFC project eredményei lehetővé teszik a felhasználóknak és a szolgáltatóknak, hogy tetszés szerint töltsenek új szolgáltatásokat a mobil tárcára, vagy azokat letöröljék, és így jelentősen növeljék az NFC szolgáltatá-

A nyílt szolgáltatói környezet létrehozásához

Létrehoztunk egy olyan multi-funkciós

sok népszerűségét a felhasználók köré-

először is pontosítani kellett az úgynevezett

szolgáltató terminált, amely képes a mo-

ben, illetve javítsák az említett szolgálta-

Ügyfél-központú/Consumer centric modellt,

biltelefonokra töltött egyedi NFC alkalma-

tások rugalmasságát, alkalmazhatóságát

amely meghatározza azokat a folyamatokat,

zások tervezett funkcióinak kiszolgálására,

és gazdasági potenciálját.

amelyek a szabad szolgáltatásválasztás megva-

valamint a mobil NFC tárca menedzselési

lósításához szükséges logisztikai rendszert írja

funkcióinak támogatására. Szabadalmi

le. Meghatároztuk a biztonságos tároló eszköz

igényt nyújtottunk be olyan kulcs megoldá-

és az NFC (Near Field Communication) szolgál-

sokra, amelyek véleményünk szerint a jövő-

tatások kompatibilitásának vizsgálatához szük-

ben központi szerepet játszhatnak az NFC

séges információkat hordozó adatelemeket,

technológia implementációjában. A projekt

majd a hiányzó azonosítókat standardizálási

munka befejezéseként az elkészült prototí-

célból beterjesztettük a kártya architektúra ki-

pus architektúrát teszteltük, majd a BME-n

dolgozásáért felelős iparági szervezet, a Global

egy pilot üzemelés keretében validáltuk. A

Platform felé. Specifikáltunk, majd létrehoztunk

pilot során egy NFCs beléptetési és vásárlási

egy nyílt back office környezetet, amely képes

rendszert valósítottunk meg, amelynek kere-

az NFC alkalmazásokat transzparens módon

tében a biztonságos tároló eszközre távolról

letölteni és menedzselni, valamint biztosítani

letöltött alkalmazással flexibilisen megha-

a biztonságos tároló eszköz és a szolgáltatók

tározott termekbe lehetett belépni, és egy

hagyományos környezete közötti kapcsolatot.

Cola automatából lehetett italt vásárolni.

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • Együttműködés a Global Platform nemzetközi iparági szervezettel. Legfontosabb publikációk: ❶ Benyó B., Sódor B., Doktor T, Fördös G.: University life in contactless way - NFC use cases in academic environment. In: INES 2012 – 16th International Conference on Intelligent Engineering Systems. Lisbon, Portugália, ISBN: 978-1-4673-2695-7, 2012.06.13-2012.06.15. (IEEE) pp. 511-514. Paper 6249887. ❷ Benyó B., Sódor B, Doktor T., Fördös G.: Student attendance monitoring at the university using NFC. In: Wireless Telecommunications Symposium. London, Egyesült Királyság, ISBN: 19345070, ISSN: 9781457705809. 2012.04.18-2012.04.20. London: 5 p. Paper 6266137. ❸ Sódor B., Fordos G., Doktor T., Benyo B.: Building a contactless university examination system using NFC. In: Intelligent Engineering Systems (INES), 2011 15th IEEE International Conference on. Poprad, Szlovákia, ISBN: 978-1-4244-8954-1. 2011.06.23-2011.06.25. pp. 57-61. ❹ Balázs Benyó: IoT Implementation in Mobile Environment Europe and the Internet of Things: Leading the Way Forward, 16th May, 2011, Budapest, Hungary In: Proceedings IoT 2011 Conference pp. 209-212.

155

156





T8C1

eEgészségügy, TeleCare, TeleHealth

Résztvevő intézmény: BME Egészségipari Mérnöki Tudásközpont Vajda Lóránt, [email protected]

Kutatási témák: otthonfelügyeleti technológiák vizsgálata, élettani paraméterek monitorozása; aktivitás- és viselkedéskövetés passzív szenzorokkal; információ megosztása és kommunikáció létesítése páciens, orvos, rokonok és egyéb résztvevők között; mentális képesség szinten tartása és monitorozása logikai játékok alkalmazásával; 3D emberi mozgás követése Xtion vagy Kinect kamerák segítségével.

A kutatás célja olyan technológiák alkalma-

teszi, hogy egymástól távol lévő személyek

zása, melyek segítségével az idős emberek

különböző tevékenységeket együttesen

életminősége javítható, biztonságérzete

hajtsanak végre. Jelenleg három különböző

növelhető saját otthonukban. Ezáltal elérhe-

adatgyűjtő és elemző, illetve megjelenítő


tő, hogy az emberek nem, vagy csak később

rendszerrel rendelkezünk. Az első leginkább

kényszerülnek különböző ápolási intézetek-

élettani paraméterek figyelemmel kiséré-

be. Távfelügyeleti rendszerek segítségével

sére használható (vérnyomásmérés, EKG,

az eddig csak kórházban végzett rehabili-

pulzoximéter, alvásmonitorozás stb.).

tációs folyamatok nagy része elvégezhe-

A második passzív szenzorokból (fogyasztás-

• Részvétel a hazai Jedlik Ányos Program által támogatott Silvergate-112 projektben. • Részvétel az EU AAL JP által támogatott CCE, CARE, Intra-med-C2C, CVN és M3W projektekben. • Részvétel az IVF-NSC, Taiwan Joint Research Projects által támogatott TeleCalm++ projektben.

tővé válik kontrollált környezetben, a saját

mérők, mozgásszenzorok, kontaktérzékelők,

otthonunkban is. E rendszerek másik hasz-

hőmérséklet-/páratartalom-szenzorok,

nos eredménye, hogy a megfelelő élettani

fényérzékelők stb.) származó információk

paraméterek, viselkedési minták és mentális

alapján otthoni tevékenységek detektálá-

képességek követésével a betegségek ha-

sára és követésére alkalmas. A harmadik,

marabb detektálhatók, és ezáltal könnyeb-

jelenleg is fejlesztés alatt lévő rendszerünk a

ben gyógyíthatók. Komoly tapasztalatot

saját, JS-alapú webes játékainkból származó

szereztünk Kinect, illetve Xtion kamerán

információk alapján követi a játékosok men-

alapuló, az emberi mozgást felismerő,

tális képességeinek változását. Érdekessége,

követő és analizáló programok kialakításá-

hogy bár még nem teljesen bizonyított, de

ban, valamint egy virtuális társas együtt-

ezek a játékok egy bizonyos szintig fejlesztik

létet megvalósító kommunikációs eszköz

is a mentális képességeinket, illetve idővel

(YoooM) felhasználásában, mely lehetővé

szinten tartják.

Legfontosabb publikációk: ❶ N. Kiss, G. Patai, P. Hanák, T. Lipic, P. Skoda, L. Gjenero, A. Dubravic and I. Michieli: Vital Fitness and Health Telemonitoring of Elderly People. MIPRO 2011, 34th International Convention on Information and Communication Technology, Electronics and Microelectronics, Opatija, Croatia, ISBN 978-953-233-060-1, page 310-315 ❷ Györke Péter, Pataki Béla: Detection of complex activities using AAL oriented sensor network. Proc. 19th PhD Mini-Symp., 2012.01.30. pp. 54-57. ❸ Achilleas P Achilleos, Christos Mettouris, George A Papadopoulos, Katja Neureiter, Claudia Rappold, Christiane Moser, Manfred Tscheligi, Lóránt Vajda, András Tóth, Péter Hanák, Omar Jimenez, Robbert Smit: “Developing an Effective Social Presence System for Older Adults: The Connected Vitality Network.” In: ITI2013 - 35th International Conference on Information Technology Interfaces. Dubrovnik, Croatia 17-19.10.2012 ❹ Csaba Mikó Budai, Ádám Lengyel, Lóránt Vajda, Attila Vidács, Rolland Vida, Milan Šimek: „Monitoring Health Status of Relatives - The Smoke in the Chimney Approach” Conference paper in the Proceedings of 37th International Conference on Telecommunications and Signal Processing (TSP2014), July 1-3, 2014, Berlin, Germany.

157

158





T8C2

Valós-idejű szabályozás egészségügyi eszközökben

Résztvevő intézmény: Óbudai Egyetem, Neumann János Informatikai kar Kovács Levente, [email protected]

Egészségügyi eszközök monitorozása, automatizált szabályozása és felügyelete fontos probléma. Az ÓE Élettani szabályozások kutatócsoportja elsősorban a mesterséges hasnyálmirigy kapcsán foglalkozott az adatok monitorozásával és a real-time visszacsatolt automatikus beavatkozás kérdéskörével ún. in-silico környezetben. Mind lokális szempontokat (pl. páciens alapú inzulinpumpa – vércukormérő eszközöknél), mind globális, telemedicinai alkalmazhatósági és orvosi értékelési szempontokat figyelembe vettünk.

Az egyénre szabott szabályozási algoritmusok

Az algoritmust további virtuális pácienseken

egyre jobb eredményeket érnek el világszerte a

validáltuk, valamint célhardvert (inzulinpumpa

mesterséges hasnyálmirigy tématerületében, de

panel) és szoftvert fejlesztettünk algoritmu-

számos, fiziológiailag fontos tényezőt hanyagolnak

sunk teszteléséhez. A fejlesztés során, egy

el (pl. fizikai aktivitás, stressz). Az Óbudai Egyetem

másik úton létrehozott távadatgyűjtő keret-

Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar

rendszerhez (DAQit) kezdtük el integrálni a

Diabétesz Társasággal karöltve egy általános sza-

célhardvert és az algoritmust, mely lehetővé


bályozási algoritmus alapjait teremtette meg, mely

teszi az általános mérési és egyénre szabott

a nemzetközi szinten publikált egyénre szabott

szabályozási funkciók kombinált megvaló-

algoritmusokat képes kiegészíteni és ezek korlátait

sítását, vizualizációját és követését egyetlen

• NFÜ GOP-2011-1.1.1 program, GOP-1.1.1-11-2012-0055 projekt, „DIALOGIC - Matematikai modellezésre épülő döntéstámogató rendszer cukorbetegek egészségügyi szolgáltatásának javítására”. Legfontosabb publikációk:

kiterjeszteni. A biztató eredményekből kiindulva al-

telemedicinális informatikai rendszeren belül.

goritmusunk validációját több alany valós adatain

Az in-silico tesztek során teszteltük a rend-

teszteltük, valamint megfelelő célhardvert tervez-

szer alkalmazhatóságát modell-független

tünk, a telemedicinális alkalmazhatóság irányában

környezetben. Igazoltuk, hogy az algoritmus

is elindulva. A nemzetközi irányelvek mentén

beépíthető egy megfelelő célhardverbe,

dinamikus ételfelszívódási profillal egészítettük ki

míg telemedicinális oldaláról elkezdtük egy

algoritmusunkat, majd kidolgoztunk egy tervezési

megfelelő rendszer prototípus-szintű kiépítését

sablont az algoritmus adta környezet figyelembe-

oly módon, hogy a különböző mérőeszközök

vételére és ezeket az egyéni algoritmusok nemzet-

egységesen kapcsolódhassanak a telemedici-

közi szinten mért metrikái alapján teszteltük.

nális alkalmazáshoz.

❶ L. Kovács, P. Szalay, Zs. Almássy, L. Barkai – Applicability Results of a Nonlinear Model-Based Robust Blood Glucose Control Algorithm, Journal of Diabetes Science and Technology, vol. 7 (3), pp. 708-716, 2013. ❷ L. Kovács, P. Szalay, P.I. Sas, Gy. Eigner, Zs. Almássy, E. Felszeghy, Gy. Kocsis, J. Fövényi, A. Körner, L. Kautzky, H. Soós, A. Orbán, T. Niederland, A. Juhászné Tuifel, T. Tóthné Sebestyén, A. Soós, A. Török, L. Barkai: Preliminary model-free results of a Hungarian robust artificial pancreas algorithm, Diabetes Technology & Therapeutics (Abstracts of 6th International Conference on Advanced Technologies & Treatment for Diabetes, Paris, France), vol. 15, Suppl. 1, pp. A-96, 2013. ❸ L. Kovács, T. Ferenci, J. Sápi, P. Szalay: Népegészségügyi problémák számítógépes modellezése, Informatika és Menedzsment az Egészségügyben, vol. XI (8), pp. 49-55, ISSN 1588 6387, 2012. ❹ Gy. Eigner, P.I. Sas, L. Kovács: Insulin pump testing platform for robust controller, 9th IEEE Int. Conf. on Comp. Cybern, Tihany, Hungary, pp. 201-205, 2013. ❺ L. Kovács, J. Sápi, T. Ferenci, P. Szalay, D. Drexler, Gy. Eigner, P.I. Sas, I. Harmati, M. Kozlovszky, Z. Sápi: Model-based optimal therapy for high-impact diseases, 17th IEEE Int. Conf. on Intelligent Engineering Systems, Costa Rica, pp. 209-214, 2013.

159

160





T8C4

HealthCare Mobile platform

Résztvevő intézmények: Magyar Telekom Nyrt. Gottségen György Országos Kardiológiai Intézet, Infinitium Stúdió Kft., PPT Group Kft.

Egészségügyi mobil keretalkalmazás

Volford Zsuzsanna, [email protected]

A HealthCare Mobile projekt célja egy hazai és nemzetközi viszonylatban is teljesen új és egyedülálló IKT alapú – okostelefonra és tabletekre optimalizált – egészségügyi megoldás kifejlesztése. A fejlesztés eredményeként – a létrejövő korszerű mobil alkalmazások révén – megvalósul az egészségügyi intézményeket látogató betegek vizsgálatra történő távoli bejelentkezése, felkészítése és emlékeztetése, intézményen belüli irányítása, kezelésüknek későbbi utókövetése. A szolgáltatás segítségével a betegek számára egyszerűen elérhetővé válnak saját egészségügyi információik (betegadataik és leleteik), a betegségükhöz és a vizsgálatukhoz kötődő egészségügyi felkészítő tartalmak, továbbá az egészséges életmódhoz kapcsolódó információk. A projekt eredményeire építve a Magyar Telekom egy komplex e-Health szolgáltatási platformot tud kialakítani és ezáltal egy sokoldalú, innovatív és számos továbbfejlesztési lehetőséggel rendelkező szolgáltatással tud megjelenni a hazai egészségügyi piacon.

nagy jelentősége van egy olyan szolgáltatás létrehozásának, amely a piaci érdekek mellett, egyaránt javítja a betegek és egészségügyi dolgozók komfortérzetét. A projekt keretében kifejlesztésre kerülő egészségügyi platform összekapcsolja a különböző lakossági célcsoportú, egészségügyi mobil alapú Magyar Telekom szolgáltatásokat. A létrejövő HCM szolgáltatás egy nemzetközi szinten is új, egyedülállóan komplex mobil-alkalmazás, amelynek segítségével első lépésben az alábbi funkciókat érhetik el a szolgáltatást igénybe vevő páciensek: •

Betegadatok, betegtörténet, aktuális vizsgálati adatok elérése szöveges formában (publikus kórházi dokumentáció: leletek, jelentések, ambuláns lapok);

•

Időpontfoglalás;

•

24 órás orvosi elérés;

•

Információ a várakozók számáról, a várakozási időről, az esetleges változásokról;

•

Helyinformációk a kórházban található hasznos helyekről (gyógyszertár, egyes épületek, mellékhelyiségek, parko-

Az egészségügyben dolgozóknak alapvető

ügyi dolgozók terheltsége pedig tovább

feladata a kórházak, szakrendelések, ambu-

növekszik a tájékoztatási feladatok miatt. A

lanciák működési folyamatainak ismerete,

HealthCare Mobile projekt célja, hogy egy

a kialakult rendszerek kezelése és az ah-

olyan piacképes, országos lefedettséggel

hoz való alkalmazkodás. Ezt intézménytől

rendelkező beteginformációs szolgáltatás

függően jobb-rosszabb informatikai támo-

jöjjön létre, mely megkönnyíti a betegek

gatással, de az idők során megszerzett kellő

tájékoztatását, felkészítését és irányítását az

tapasztalattal tudják működtetni. Ugyan-

egészségügyi intézményen belül és kívül. A

akkor sokszor nehezen kezelhető számukra

jelenlegi egészségügyi környezetben igen

a páciensek bizonytalansága, kérdéseinek

nagy az egészségügyi dolgozók leterheltsé-

özöne. A páciensek komfort érzete alacsony

ge és egyre kevesebb idő és energia jut az

az információk hiánya miatt, az egészség-

egyes betegek tájékoztatására, így kiemelten

•

lási lehetőségek stb.);

•

Belső teres, személyre szabott navigáció;

Egyéb információk a várható vizsgálatokról, betegségről,

•

Terápiamenedzsment (gyógyszerek szedése, mellékha-

kórházról, orvosokról;

tások, egészséges életmód).

Legfontosabb publikációk: ❶ Egészségügyi kutatás-fejlesztési projekt a Magyar Telekomnál http://www.telekom.hu/rolunk/innovacio/kutatas_fejlesztes/egeszsegugyi_kutatas_fejlesztesi_projekt ❶ itbusiness.hu, 2013. szeptember 13. ❶ http://www.itbusiness.hu/Fooldal/rsscsatorna/egeszsegugyi_projekt.html?portalstate=rss; ❶ Marketinginfo, 2013. szeptember 13. http://www.news4business.hu/kozlemenyek/press_release.php?id=19871&referer_id=rss; euroastra.hu, 2013. szeptember 14., http://euroastra.hu/node/74336

161

162





T8C6

Automatikus klinikai szűrőrendszerek Nemzetközi szinten komoly és régen megfogalmazott elvárás, hogy hatékony automatikus klinikai szűrőrendszerek készüljenek. A motivációt az adja, hogy egyrészt így csökkenteni lehet a költséges orvos-beteg találkozók számát, illetve olyan fejlődő országok is eszközökhöz juthatnának, ahol nem áll rendelkezésre a megfelelő szintű szakorvosi ellátás. A területen olyan szűrőrendszerek fejlesztésére kívánunk összpontosítani, ahol a felhasználók képalkotók segítségével akár saját maguk is elkészíthetik a felvételeket, amelyeket interneten továbbíthatnak kiértékelésre. Ilyen speciális terület a cukorbetegség szemszövődményeinek, vagy a bőrrák vizsgálata. A nagyobb detektálási pontosság elérését összetett rendszerekkel tudjuk biztosítani, amelyek azonban igen erőforrásigényesek. A tömeges szűrőprogramok, illetve a képalkotók felbontásának javulása az adatmennyiség komoly növekedését vetítik előre. Ezen okokból tervezzük a jelenleg használt képfeldolgozó algoritmusok elosztottá tételét, illetve az összetett rendszerek elosztott környezetre (pl. optimális paraméterbeállítás) való kiterjesztését. Jelentős előrelépést várhatunk továbbá a szűrőrendszerek pontosságának növekedésében azáltal, hogy a képi adatok mellett proteomikai adatokat is vizsgálunk. A cél elérése érdekében nagy mennyiségű adatot kezelő gépi tanuló rendszerek és adatbányászati eszközök szükségesek.

Résztvevő intézmények: DE Informatikai Kar DE Szemklinika DE Bőrgyógyászati Klinika Hajdu András, DE IK, [email protected] Csutak Adrienne, DE Szemklinika Juhász István, DE Bőrklinika

Több aktív kutatást folytatunk klinikai partnerekkel automatikus szűrőrendszerek kifejlesztésére. Diabéteszes retinopátia szűrésére alkalmas prototípust már készítettünk, bőrrák szűrésé-


rendszer hatékonyságát az adja, hogy összetett

• TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 4.1 témája • TÁMOP 4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0045 • TÁMOP 4.2.4. A/2-11-1-2012-0001 • Université de Bourgogne - Laboratoire Le2i UMR 5158 CNRS (bilaterális Balaton 2014 projekt) • Moorfields Eye Hospital, London (támogató partner a TECH08-2 NKTH projekthez: DRSCREEN- Developing a computer based image processing system for diabetic retinopathy screening)

rendszerrel dolgozunk, azaz egyes funkciona-


litásokat számos algoritmus szavazórendsze-

❶ B. Antal, A. Hajdu: An ensemble-based system for automatic screening of diabetic retinopathy, Knowledge-Based Systems (Elsevier) (2014), IF=4.104, in Press, http://dx.doi.org/10.1016/j.knosys.2013.12.023.

vel kapcsolatban most folyik aktív kutatás. A diabéteszes retinopátia komplex szűrőrendszere jelenleg retinaképek feldolgozásán alapul. A

rein keresztül valósítunk meg. A megközelítés nemzetközi gyakorlatban is nagyon hatékony, viszont nagyobb számítási igénnyel is bír. Egyrészt tervezzük a rendszer további finomítását/gyorsítását, illetve ami a nagy mennyiségű adat feldolgozása szempontjából fontosabb, a

❷ Zs. Torok, T. Peto, E. Csosz, E. Tukacs, A.M. Molnar, Zs. Maros-Szabo1, A. Berta, J. Tozser, A. Hajdu, V. Nagy, B. Domokos, A. Csutak: Tear fluid proteomics multimarkers for diabetic retinopathy screening, BMC Opthalmology 13(40) (August 2013), 8 pages, IF=1.44. ❸ I. Lazar, A. Hajdu: Retinal microaneurysm detection through local rotating cross-section profile analysis, IEEE Trans. on Medical Imaging 32(2) (February 2013), 400-407, IF=3.643. ❹ B. Antal, A. Hajdu: An Ensemble-based System for Microaneurysm Detection and Diabetic Retinopathy Grading, IEEE Trans. on Biomedical Engineering 59(6) (2012), 1720-1726. IF=2.278. PDF

képi modalitás proteomikai modalitással való kiegészítését is. Ilyen módon a szűrés eredménye nemcsak képfeldolgozáson, hanem a proteomikai adatokon is alapul, ami várhatóan jelentős pontosságnövekedést hoz. Ilyen jellegű rendszer nemzetközi szinten nem ismert. A bőrgyógyászati szűrőrendszerben szintén vizsgálható a genetikai adatok feldolgozásának hasonló megjelenítése, illetve a már használt képfeldolgozási algoritmusok hatékonyabb (pl. elosztott) megvalósítása. A szűrőrendszerek szerver oldali elhelyezése biztosítja a pontosság miatt szükséges nagyobb teljesítményt. A felhasználók képi és egyéb adataikat interneten juttathatják el feldolgozásra.

❺ R.J. Qureshi, L. Kovacs, B. Harangi, B. Nagy, T. Peto, A. Hajdu: Combining algorithms for automatic detection of optic disc and macula in fundus images, Computer Vision and Image Understanding (CVIU) 116 (2012), 138–145, IF=2.404.

163

164




T8F1


T8F2

Résztvevő intézmény: DE Informatikai Kar Ispány Márton, [email protected]

Adatmenedzsment és tudásfeltárás intelligens városi alkalmazásokhoz Sztochasztikus modellek intelligens városi alkalmazásokban A cél olyan sztochasztikus modellek kidolgozása, amelyek intelligens város alkalmazások analitikai hátteréül szolgálhatnak, figyelembe véve az adatgyűjtő szenzorok helyzetének változását és az adatgyűjtésben résztvevők közötti hálózati kapcsolatokat. Ennek kapcsán eredményeket értünk el nagy véletlen gráfok vizsgálatában, nagy mennyiségű mobilitási adat elemzésében és intelligens kereső algoritmusok fejlesztésében.

Résztvevő intézmények: ETIK BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék DE Informatikai Kar ELTE Informatikai Kar Farkas Károly, [email protected] Fehér Gábor, [email protected]

Intelligens városi alkalmazások A téma keretében különböző intelligens városi alkalmazások fejlesztését és vizsgálatát céloztuk meg. Így foglalkoztunk közösségi érzékelésen alapuló okostelefonos utastájékoztatási rendszer fejlesztésével, az ‚Intelligens polgári avatár’ vízióval, beltéri helymeghatározással vezeték nélküli technológiák segítségével, intelligens kampusz alkalmazások fejlesztésével, valamint közösségi hálózatokból kinyerhető adatok eseménydetektálásra való felhasználásával. A téma keretében különböző intelligens városi alkalmazások

esetében. Az ‚Intelligens polgári avatár’ vízióhoz kapcsolódóan

fejlesztését és vizsgálatát céloztuk meg több kutatócsoport

továbbfejlesztettük az ‚Intelligens szurkoló’ koncepciót. Megtör-

különböző területeken végzett munkájával. Megterveztük az

tént a QCSS (Quantum Consciousness Soccer Simulator) Mobile

alapjait egy közösségi érzékelésen alapuló okostelefonos utastá-

Client implementálása egyszerű XMPP protokoll használatával.

jékoztatási rendszernek XMPP protokoll felett, kibővítve ezt egy

Elkezdődött a pártpreferencia irányvonalat is kiszolgálni képes

A kutatás távolabbi célja web- és szenzornapló adatok elemzésére

kell, hogy alapuljon, például Pregel, Naiad, Stratosphere, GraphLab.

kliens oldali vizualizációs alkalmazással. Az intelligens közlekedés

YANonymous (anonim kapcsolati hálókból közösségi háló repro-

alkalmas, elosztott adattárházak tervezése, majd az itt összegyűjtött

Az analitikai réteg tervezésekor figyelembe kell venni a keletkező

esetleíráshoz kapcsolódóan elkészült egy tanulmány a jelen-

dukálhatóságát vizsgáló) alkalmazás fejlesztése. Az intelligens

adatok elemzése. A FIRST 6.1 téma keretében kifejlesztett technoló-

adatok mobil (térben változó) és bizonytalan jellegét. Ez alkalmas

leg széles körben használt közlekedéssel kapcsolatos adatok

kampusz esetleíráshoz kapcsolódóan megterveztünk és Android

giával összegyűjtött adatok helyi elemzését, tisztítását és esetleges

robusztus, hibatűrő algoritmusok tervezését igényli és elsősorban

tárolásáról, mérési technikákról, az adatokon végzett statisztikai

platformra megvalósítottunk egy közösségi órarend alkalmazást.

tömörítését végezzük el, majd az így kapott és továbbküldött ada-

a sztochasztikus statisztikus módszerekre, eljárásokra kell támasz-

következtetésékről és az adatok matematikai modellben történő

A közösségi órarend alkalmazás képes a NETPUN rendszer egyéni

tok számára alakítunk ki egy adattárház réteget, majd egy elemző

kodni. Eredményeket értünk el nagy véletlen gráfok fejlődésének

felhasználásáról. Részletezésre került, hogy európai szinten,

órarendjét a közösségi órarendbe másolni és az ottani adatbá-

analitikai réteget, amely a FIRST 6.3 témában kifejlesztett alkalmazá-

vizsgálatában különféle preferenciális szabályok esetén, sikerült az

milyen on-line elérhető adatforrásokkal lehet számolni. Áttekin-

zisban tárolni. Elkészítettük egy prototípus keretrendszer első

sokat fogja meghajtani. A rendszer modern, a mára standarddá vált

aszimptotikus viselkedést leírni. A kapcsolódó elágazó folyamatok

tettük a közlekedési hálózatok matematikai kezelésének néhány

változatát, mely a Twitter közösségi hálózat posztjainak feldolgo-

Hadoop és NoSQL rendszereken túlmutató Big Data technológiákon

aszimptotikus viselkedését is sikerült leírnunk.

felhasználását városi közlekedéssel kapcsolatos problémák

zásával képes események valós idejű detektálására.

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 6.2. alprojektje Legfontosabb publikációk:

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 6.3 témája, • NFŰ EITKIC_12-1-2012-0001 számú projekt, • A KIC ICTLabs projekt ‚13064 CityCrowdSource activity’-je

❶ István Fazekas, Bettina Porvázsnyik: Scale-Free Property for Degrees and Weights in a Preferential Attachment Random Graph Model. Journal of Probability and Statistics. - 2013 (2013), p. 1-12.


❷ András Garzó, István Petrás, Csaba István Sidló, András A. Benczúr: Real-time streaming mobility analytics. Mobile Phone Data for Development - Analysis of mobile phone datasets for the development of Ivory Coast. - p. 467-480. ❸ Kádek Tamás, Pánovics János: Extended Breadth-First Search Algorithm. International Journal of Computer Science Issues. - 10: 6 (2013), p. 78-82.

❷ Tomás, T., Nagy, Á. Zs., Szabó, R., Farkas, K.: Live Public Transport Information Service Using Crowdsourced Data, in Proceedings of the 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications (CogInfoCom 2013), demo paper, pp. 925-926; Budapest, Hungary, December, 2013

❹ Szabo, R. ; Farkas, K. ; Ispany, M. ; Benczur, A.A. et.al. Framework for smart city applications based on participatory sensing. Cognitive Infocommunications (CogInfoCom), IEEE 4th International Conference on (2013), 295 – 300.

❸ Matuszka, T., Vincellér, Z., Laki S.: On a Keyword-Lifecycle Model for Real-time Event Detection in Social Network Data, in Proceedings of the 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications (CogInfoCom 2013), pp. 453-458; Budapest, Hungary, December, 2013

❶ Farkas, K., Gódor, Gy., Huszák, Á.: Parking Assistance System for Indoor Environment, Journal IIT (Informatics & IT Today), vol. 1, issue 1, pp. 34-39, 2013

165

166




T8F4


T8F5

Résztvevő intézmény: DE Informatikai Kar Ispány Márton, [email protected]

Kognitív kampusz alkalmazások

Résztvevő intézmény: MTA-SZTAKI Benczúr András, [email protected] Sidló Csaba, [email protected]

Intelligens város: hálózati hatások vizsgálata

Intelligens városi alkalmazások Kidolgozásra került az Intelligens szurkoló alkalmazás, amelyben többféle típusú mobil eszközön tud a felhasználó egy mérkőzést annotálni. Az így kapott adatok felhasználhatóak egy sport-szakmai döntéstámogatási rendszerben. Elkészült egy intelligens órarend alkalmazás az intelligens kampusz keretében, amelyet a DE IK oktatói és hallgatói körében nagy népszerűségre tett szert. Az alkalmazás által gyűjtött adatokra épülő analitikai réteg kialakítása folyamatban van. Végül egy áttekintő cikk készült az XMPP alapú Intelligens városi alkalmazásokról.

Egy metropolisz vagy egy ország lakosságának hálózati kapcsolatai, társas interakciói befolyásolják az emberi viszonyokat, a kooperációt, a bizalmat vagy a bizalmatlanságot. Az adatok kezelhetővé tételével az effajta kérdéseket vizsgáló hagyományos szociológiai kutatások pontosabb információval láthatók el.

Nyitott, mobil-alapú, közösségi érzékelést felhasználó szolgál-

vizsgáló hagyományos szociológiai kutatásokat is sokkal pon-

tatási platform felett olyan különböző, társadalmi és közösségi

tosabb, személyre szabható információval láthatják el az adatok

szempontból fontos intelligens városi alkalmazásokat létrehozni,

kezelhetővé tételével. Hozzájárulhatnak olyan komplex feladatok

melyek egyrészt adatokat hoznak létre az analitika számára,

hatékonyabb tervezéséhez is, mint például a közlekedésszerve-

másrészt demonstrálják az egyszerű alkalmazás kiterjesztési

zés, az energia-optimalizálás, illetve a nagy tömegeket vonzó

A közösségi hálózatok vizsgálata során számos friss eredmény

lehetőségeket a közös platformra épülve. Egy metropolisz vagy

rendezvények előkészítése, ahol az emberek mobil hálózaton,

mutatta, hogy a kapcsolatokon keresztül bizonyos tulajdon-

egy ország lakosságának kapcsolatai, társas interakciói az emberi

interneten kommunikálnak és ezért viselkedésük tervezhető,

ságok terjednek. Felmerült azonban az a kritika, hogy a mért

viszonyokat, a kooperációt, a bizalmat vagy a bizalmatlanságot

koordinálható.

hatások lehetnek pusztán a homofília (hasonló ízlésűek kerülnek egymással kapcsolatba), vagy a pillanatnyi trendek eredménye is. A Last.fm és a Twitter hálózatain kísérleteinkben kimutattuk a hálózati hatásokat és megmutattuk, hogy ezek ajánló, előrejelző feladatokban


hasznosíthatók.

• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 6.3. alprojektje Legfontosabb publikációk: ❶ Norbert Bátfai, Roland Dóczi, János Komzsik, András Mamenyák, Csaba Székelyhídi, József Zákány, Márton Ispány, György Terdik: Applications of a simplified protocol of RoboCup 2D Soccer Simulation. Infocommunications Journal. – Vol.- 5 : 1 (2013), pp. 15-20. ❷ Kádek Tamás, Kósa Márk: Intelligens campus Debrecenben. ENELKO 2013 XIV. Nemzetközi Energetika-Elektrotechnika Konferencia, Szám Okt 2013 XXIII. Nemzetközi Számítástechnika és Oktatás Konferencia. Szerk.: Biró Károly Ágoston, Sebestyén-Pál György. - pp. 210-213. ❸ Szabo, R. ; Farkas, K. ; Ispany, M. ; Benczur, A. A. ; Batfai, N. ; Jeszenszky, P. ; Laki, S. ; Vagner, A. ; Kollar, L. ; Sidlo, C. ; Besenczi, R. ; Smajda, M. ; Kover, G. ; Szincsak, T. ; Kadek, T. ; Kosa, M. ; Adamko, A. ; Lendak, I. ; Wiandt, B. ; Tomas, T. ; Nagy, A.Z. ; Feher, G. : Framework for smart city applications based on participatory sensing. Cognitive Infocommunications (CogInfoCom), 2013 IEEE 4th International Conference on, 2013, pp. 295 – 300.

Nemzetközi és hazai kapcsolódás: • FP7 288956 NADINE: New tools and Algorithms for DIrected NEtwork analysis (Új algoritmusok és eszközök irányított hálózatok vizsgálatában). CNRS Toulouse, Franciaország Legfontosabb publikációk: ❶ Róbert Pálovics, András Benczúr: Temporal influence over the Last.fm social network. The 2013 IEEE/ACM International Conference on Advances in Social Networks Analysis and Mining. ASONAM 2013 Niagara Falls, Canada, August 25-28, 2013 ❷ R. Pálovics, B. Daróczy, A. Benczúr: Temporal prediction of retweet count. CongInfoCom 2013. Budapest, Dec. 2013.

167

168





T8G2

Geolokalizációs technológiák teljesítmény- és hatékonysági vizsgálata A kutatás célja egyfelől a beltéri lokalizációra kielégítő megoldást nyújtani, másfelől egy olyan – kvantitatív és kvalitatív módszerekkel felmért, felhasználói szokásokon alapuló – információmenedzsment modell, valamint ezzel párhuzamosan egy olyan szoftverarchitektúra kidolgozása, mely hatékonyabbá teszi a jelenleg szigetszerűen elérhető helyzetalapú szolgáltatások felhasználók irányába történő publikálását, valamint egyszerűsíti azok kifejlesztési idejét, csökkenti kifejlesztési költségüket, gazdagítja a felhasználói élményt, és az integráción keresztül minden szereplő számára további hozzáadott értéket biztosít.


kétféle szoftverrel is mérve akár a 20%-os eltérések is

(1) Manuális-, nyílt adatbevitel

jelentkezhetnek. A GLONASS+GPS rendszert használó

(2) IP-alapú és egyéb zárt, automatizált rendszerek

készülékeken az eltérés minimális volt. A mért jelből a

(3) Műholdas technológiák

visszavert jelekből adódó zajt kiszűrve (pl. Kálmán filter,

(4) Földi rádióhálózatokra építő technológiák

regresszió analízis használatával) és csak a tiszta jeleket

(5) Hibrid pozicionálási rendszerek

figyelembe véve a mérési eredmények már homogenitást

(6) Beltéri rádióhálózati technológiák

mutattak. Mivel a mérési pontosságot befolyásolhatja

(7) Zárt listás manuális adatbeviteli technika

maga a mérő szoftver is, ezért folyamatban van egy olyan

A helyzetalapú szolgáltatások – eltérő funkcionális-,

szoftver kifejlesztése, amely ezt kiküszöböli. Osztályoztuk

illetve szolgáltatott adattartalmukból fakadóan – eltérő

a jelenleg a világon alkalmazott geolokalizációs techniká-

geolokalizációs információigénnyel bírnak; ezt a tényt je-

kat, illetve technológiákat:

lenleg nem-, vagy alig veszik figyelembe e technológiák.

A vizsgálat célkitűzése kettős. Egyfelől a

kozóan, melyekkel kapcsolatban közvetlen

beltéri lokalizációra szeretnénk kielégítő

szokásokra, preferenciákra, és az abból

megoldást nyújtani, másfelől cél a mobilte-

következő architektúrális, illetve technoló-

lefon-felhasználók szokásainak nagymintás

giai kérdésekre kívánunk következtetéseket

kvantitatív vizsgálatán keresztül az olyan

megfogalmazni, másrészt olyan informá-

felhasználói szokások, illetve preferenciák

ciómenedzsment modell, illetve ezt támo-

vizsgálata, melyek befolyásolják a helyzetala-

gatni képes teljeskörű szoftverarchitektúra

pú szolgáltatások architektúrális, informá-

mely gyorsan és hatékonyan teszi lehetővé


cióelméleti illetve általános technológiai

a felhasználók számára több helyzetalapú

• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0005 projekt III/2-es alprojektjének egyik témája.

jellemzőit. Cél olyan új információmenedzs-

szolgáltatás egyidejű, egy egységes felületen


ment modell kidolgozása, amelyek lehetővé

történő használatát, valamint az ebből faka-

teszi a felhasználók számára a helyzetalapú

dó előnyök kihasználását. Mobil eszközökön,

❶ Horváth Zoltán, Brachmann Ferenc: Okostelefonokba és tabletekbe épített GPS-ek mérési pontossága, XXIII. Nemzetközi Számítástechnika és Oktatás Konferencia, Nagyszeben, 2013. október 10-13.

szolgáltatások tömeges, komplex (egyszer-

különböző mobil operációs rendszereken

re több szolgáltatás egy felületen történő)

lokalizációs méréseket végezve megálla-

és kényelmes igénybevételét. A várható

pítottuk, hogy a mérések jelentős eltérést

eredmény egyrészt részletes ismeretek az

mutatnak. Azonos operációs rendszeren, de

okostelefon felhasználási szokásokra vonat-

különböző eszközökön (pl. iPad2, iPhone4),

❷ Ferenc Brachmann: „About performance requirements set against consumer-grade geolocation technologies”. In: Proc. IEEE International Conference on System Science and Engineering (ICSSE 2013) ❸ Ferenc Brachmann: „A comparative analysis of standardized technologies for providing indoor geolocation functionality”. In: Proc. 13th IEEE International Symposium on Computational Intelligence and Informatics (CINTI 2012) ❹ Brachmann Ferenc: Helyzetalapú szolgáltatások geolokalizációs információ-igényének klasszifikációja. Proc. Térinformatikai Konferencia és Szakkiállítás. „Az elmélet és gyakorlat találkozása”, Debrecen, 2012.05.24-2012.05.25. (ISBN:978-963-318-218-5)

169

KÍSÉRLETI RENDSZEREK, SZABVÁNYOSÍTÁS, SZABÁLYOZÁS

09

Témakörök, témajelentések és további regisztrált témák: A) Kísérleti rendszerek, tesztbedek, kísérleti módszerek

T9A1 Virtuális szolgáltatási platformként hozzáférhető tesztbed a jövő internet kísérletekhez T9A2 Virtualizált kísérleti hálózati infrastruktúra fejlesztése a jövő internet kutatásokhoz T9A3 Szolgáltatás-virtualizáció T9A4 Elosztott adattároló rendszerek kialakítása és vizsgálata T9A5 Szövegelemzés a felhőben T9A6 Federált jövő internet tesztbedek monitorozási megoldásai

B) Kísérleti szolgáltatások, tapasztalatok

T9B1 T-City Szolnok, a jövő városa

C) Társadalmi - gazdasági tanulmányok, üzleti modellek

T9C1 Gazdasági modellek kutatása T9C2 Közösségi média rendszerek vizsgálata, helyi, „offline” közösségek támogatása T9C3 Metrikák az informatikai közművé váló jövő internet hatásainak értékelésére T9C4 Az RFID technológia társadalmi elfogadottsága

D) Szabványosítás

E) Szabályozás

T9E1 A jövő internet új lehetőségeihez illeszkedő szabályozási modellek vizsgálata, kutatása T9E2 Tárgyak internete: digitális tulajdonjog

172




T9A1


T9A2

Résztvevő intézmény: NIIFI Bálint Lajos, [email protected] Farkas István, [email protected]

Résztvevő intézmény: NIIFI Farkas István, [email protected] Bálint Lajos, [email protected]

Virtuális szolgáltatási platformként hozzáférhető tesztbed jövő internet kísérletekhez

Virtualizált kísérleti hálózati infrastruktúra fejlesztése a jövő internet kutatásokhoz

Virtuális szolgáltatási platformként hozzáférhető tesztbed építése a jövő internet kutatások kísérletei számára föderatív azonosítás megvalósításával. A virtuális szolgáltatási platformok és tesztbed rendszerek fejlesztése terén kétfaktoros azonosítás és növelt biztonsági szint bevezetése az eduID Föderációban. Kétfaktoros azonosítás alkalmazásának lehetőségeire vonatkozó vizsgálatok és pilot rendszer üzembeállítása SAML2 IdP-knél, lefedve az erős azonosítás föderatív reprezentációjának kezelését (Level of Assurance), beleértve a szükséges föderációs szabályzatok kidolgozását is.

Föderatív azonosítású virtuális szolgáltatási platformként hozzáférhető tesztbed illesztése a jövő internet kutatások kísérleteihez. Virtuális szervezeteket (VO) támogató platform kialakítása, alkalmazások VO-képessé tétele. Kísérleti infrastruktúra létrehozása nem-webes föderatív azonosítás számára. Network Assessment System Interface (NASI) – Layer 2 VPN kapcsolatok kezelése (webes felület csoportok adminisztrálásához szükséges követelmények kidolgozása, AttributeAuthority szolgáltatás beüzemelése, valamint a szolgáltatások VO-képessé tétele a csoportmunkát segítő pilot szolgáltatás kialakításán keresztül a VO-k számára, pl. levelezőlista, wiki).

A cél föderatív módon működő virtualizált kísérleti hálózati

tétele egy országosan egyedülálló háttér-infrastruktúrán, az

környezetben kiépített tesztbed biztosítása az NIIF Intézet

NIIF Intézet által fejlesztett és üzemeltetett HBONE hálózaton,

hálózati infrastruktúrájára és annak nemzetközi kapcsolódása-

valamint a HBONE által elérhetővé tett nemzetközi kutatói

Az európai élvonalnak megfelelő színvonalú itthoni és

telési környezetként működő infrastruktúra szolgáltatásain

ira építve a jövő internet kutatásokhoz. A próbapálya jellegű

hálózaton (GÉANT) keresztül. A korábbi FEDERICA és a futó

nemzetközi kommunikációs (kapcsolattartási és informá-

keresztül virtuális alhálózatok segítségével valós körül-

dedikált, virtuális magánhálózat kialakítása és egyeztetett idejű

GN3plus projektek keretében kidolgozott módszerek és a kiala-

cióhozzáférési) lehetőségek, valamint kollaborációs (távoli

mények között végezhetők mérések, tesztelhetők, illetve

rendelkezésre állása lehetővé teszi akár destruktív hálózati és/

kított nemzetközi kapcsolatrendszer birtokában non-destruktív

együttműködési és virtuális közösségi) környezetek állnak

vizsgálhatók az egyéb feladatok során kidolgozott mód-

vagy magasabb építkezési szintű tesztelési célú vizsgálatok

kísérleti magánhálózati struktúra (pilot tesztbed) építhető ki. Ez

rendelkezésre a kutatás-fejlesztés, valamint felsőoktatás

szerek, eljárások. A hálózat csatlakozik az európai GÉANT

elvégzését. Folytatódott az infrastruktúra és a szolgáltatás

jelentős mértékben hozzájárul a szolgáltatások kutatási-fejlesz-

NIIFI által működtetett e-Infrastruktúráján (a nagysebes-

nagysebességű gerinchálózathoz és azon belül a korábbi

jellemzőinek, kialakításának és működtetési módozatainak,

tési munkáinak gazdaságosságához és eredményességéhez,

ségű hálózatra épülő grid, cloud, HPC, kollaborációs és

FEDERICA FP7-es projekt keretében kiépített nemzetközi

valamint a hálózat-menedzselés hatékonyságának vizsgálata,

valamint KF és az üzleti hasznosítás közötti, ún. inkubációs/pilot

adatinfrastruktúrákon) keresztül a jövő internet kutatások

virtuális tesztelési alhálózathoz, lehetőséget biztosítva nagy

illetve javítása. Megtörtént a kiépített szolgáltatások elérhetővé

szakasz hatékonyságához is.

résztvevői számára. A fejlesztésnek köszönhetően a tesz-

léptékű párhuzamos kísérletek végrehajtására is.



• Részvétel az EU FP7 GN3plus projektjében és a TÁMOP 4.2.2.C projektben.

• Részvétel az EU FP7 GN3plus projektjében és a TÁMOP 4.2.2.C projektben.



❶ Bálint Lajos, NIIF Intézet: Egy szebb új világ 2014-től? - Úton a Horizon2020 és a GÉANT következő generációja felé, Networkshop 2013, Sopron

❶ Bálint Lajos: Egy szebb új világ 2014-től? - Úton a Horizon2020 és a GÉANT következő generációja felé, Networkshop 2013, Sopron

❷ Farkas István, NIIF Intézet: A HBONE 2012. évi fejlesztési eredményei. Networkshop 2013, Sopron

❷ Farkas István: A HBONE 2012. évi fejlesztési eredményei. Networkshop 2013, Sopron

173

174




T9A3


T9A4

Résztvevő intézmény: NIIFI Stefán Péter, [email protected] Márton Iván, [email protected]

Szolgáltatás-virtualizáció A kutatás egy megfelelő szolgáltatás-virtualizáció kialakítását célozza a jövő internet kutatási kísérletek követelményeinek szem előtt tartásával. Célunk az elérhető szoftver virtualizációs rendszerek vizsgálata, összehasonlító elemzése, valamint az igényeknek történő megfelelőségük alapján egy megfelelő megoldás meghatározása. Mivel a magas szintű követelményekből deriválhatóan szükséges mind a tárolást, mind a hálózati és a hardver szintet is virtualizálnunk, célunk egy olyan részletes hardver és szoftver követelményrendszer felállítása, amely távlatilag valós megoldást nyújt a jövő internet szolgáltatásainak virtualizálására.

Cél: Szolgáltatás-virtualizáció kialakítása a szolgáltatást

a felhasználók által használt protokollokat elválasztjuk

nyújtó fizikai infrastruktúra elválasztása annak logikai

egymástól.

Résztvevő intézmény: NIIFI Márton Iván, [email protected] Stefán Péter, [email protected]

Elosztott adattároló rendszerek kialakítása és vizsgálata Az óriási kapacitású tárolóeszközök megjelenésének köszönhetően a téma keretében megbízható, elosztott adattárolás lehetőségét teremtjük meg, különös tekintettel a jövő internet kutatásokra. Jelenleg is elérhető számos olyan megoldás, amelyek az adattártolás egyes dimenziói mentén kielégítő funkcionális és performancia paraméterekkel rendelkeznek, azonban ezek nem feltétlenül megfelelőek sem vertikális, sem horizontális értelemben. A kutatás a jövő internet új igényeinek megfelelő szoftveres konfigurációt határozott meg.

Cél: A fejlesztés célja olyan réteges felépítésű, földrajzilag

kiterjedésű adattároló rendszer, mely egyebek mellett a

elosztott adattárolási megoldás kiépítése, amely lehető-

jövő internet kutatások tesztjeihez is rendelkezésre áll.

(szoftver) használatán alapul, amely segítségével össze-

Eredmény: A fejlesztés eredményeként virtualizált szu-

vé teszi nagyméretű és/vagy nagyszámú adatállomány

A munka során kiemelt szerepet kapott az adattároló

gyűjthetjük az erőforrásokat, azokat absztraháljuk, és me-

perszámítástechnikai és adattárolási szolgáltatások állnak

strukturált módon történő tárolását, biztonságos hálózati

rendszerek elemzése, illetve teljesítményvizsgálata, külö-

nedzselhetővé tesszük, annak érdekében, hogy a szolgál-

a kísérleti (pilot) alkalmazások rendelkezésére, lehetővé

tartalékolását, valamint biztonságos felhasználói elérését.

nös tekintettel a nagy távolságú optikai adathálózatokon

tatás minél jobban megfeleljen a felhasználói igényeknek,

téve az európai élvonalnak megfelelő színvonalú itthoni

Eredmény: A kutatási-fejlesztési munka eredményeként,

történő adatátvitelre. A felhasználói viselkedés modelle-

és minél hibatűrőbb legyen. A virtualizáció terén kiemelt

és nemzetközi kutatási munkákat, melyek a grid, cloud

a kezdeti időszakában összehasonlításra került több, me-

zése és a kapott visszajelzések alapján elvégzett részletes

szerepet játszik a storage-virtualizáció, melynek lényege,

és HPC területen a KF munkák során felmerülnek a jövő

rőben különböző megoldás, majd ennek kiértékelését kö-

paraméterezést követően a kiépített rendszer alkalmassá

hogy az elemi adattárolók által használt protokollokat és

internet kutatásokkal kapcsolatban.

vetően kiépült egy nagykapacitású, földrajzilag elosztott

vált a projekt célkitűzéseinek támogatására.

megjelenésétől. A megoldás olyan köztesréteg-rendszer



• Részvétel az EU FP7 SIM4RDM projektjében és a TÁMOP 4.2.2.C projektben

• Részvétel az EU FP7 SIM4RDM projektjében és a TÁMOP 4.2.2.C projektben



❶ Márton Iván: Az NIIF új szuperszámítógép, storage és cloud infrastruktúrája, „Új lehetőségek a kutatói hálózatban” konferencia, 2012, Győr

❶ Márton Iván: Az NIIF új szuperszámítógép, storage és cloud infrastruktúrája, „Új lehetőségek a kutatói hálózatban” konferencia, 2012, Győr

❷ Stefán Péter: Az NIIFI adattároló infrastruktúra bővítése, Networkshop 2012, Veszprém

❷ Stefán Péter: Az NIIFI adattároló infrastruktúra bővítése, Networkshop 2012, Veszprém

175

176





T9A5

Szövegelemzés a felhőben Virtuális Web Obszervatórium

Résztvevő intézmény: MTA-SZTAKI Kacsuk Péter, [email protected] Monostori László, Kovács László

Miközben a tudás termelése minden korábbi mértéket meghalad, az egyén képességei nem haladnak ezzel összemérhető sebességgel. Olyan felhő alapú e-eszköztárat hoztunk létre, amely képes megfelelő szemantikus, tudás-alapú szolgáltatás biztosítására, amelynek segítségével a kutatók át tudják tekinteni a kapcsolódó területek eredményeit.

Célunk nemzeti adat- és szöveg-alapú e-science

A létrejött rendszer tartalmaz egy Big Data

szolgáltatás-platform létrehozása volt. A tudo-

trend-elemző eszközt, és alkalmazza a

mányt ma kettős paradoxon jellemzi. Egyrészt

Jeruzsálemi Egyetem és a Carnegie Mellon

miközben a tudás termelése minden korábbi

University (CMU) kutatói által fejlesztett

mértéket meghalad, az egyén képességei nem

GraphLab rendszert. A szolgáltatás kereshető-

haladnak ezzel összemérhető sebességgel. Más-

vé, elemezhetővé tesz több mint egymilliárd

részt miközben világunk problémái egyre inkább

Tweet üzenetet, 200 millió Weboldalt és a

interdiszciplináris hozzáállást igényelnek, a kutatás

teljes angol nyelvű Wikipedia szerkesztési

egyre inkább specializálódik és hiányzik az egyes

történetét, az MTA „Big Data – Lendület” kuta-

széles területek összefoglalásának lehetősége. A fel-

tócsoport infrastruktúráján.

adat célja olyan felhő alapú e-eszköztár létrehozása, amely képes a két paradoxon feloldására, megfele-

A kiszolgáló hardver/szoftver infrastruktúrát


lő szemantikus, tudás-alapú szolgáltatás biztosí-

folyamatosan tovább kívánjuk fejleszteni,

• FuturICT.hu (TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0013)

tására, amelynek segítségével a kutatók át tudják

figyelembe véve az aktuális és tervezett kuta-

• FP7 258105 LAWA: Longitudinal Analytics of Web Archive data (Internet Memory, FR; Hanzo Archives, UK)

tekinteni a kapcsolódó területek eredményeit.

tások erőforrásigényeit, nem feladva eredeti

• FP7 288956 NADINE: New tools and Algorithms for DIrected NEtwork analysis (Új algoritmusok és eszközök irányított hálózatok vizsgálatában). CNRS Toulouse, France

második célunkat a nyílt hozzáférésű hálózati Internet alapú kísérleti környezetet hoztunk létre

e-science szolgáltatásrendszer kifejlesztése és

nagyléptékű, heterogén dokumentumállomá-

üzembeállítása tekintetében, mely már nem

nyok vizsgálatának céljaira, amely hangsúlyozza

csupán az MTA SZTAKI e területen dolgozó

az infrastruktúra fenntarthatóságát, skálázható-

kutatói számára nyújtana hasonló fejlett

ságát, és a gyűjtő, lekérdező és elemző modulok

tudás-szolgáltatásokat, hanem a teljes magyar

könnyű használhatóságát.

kutatói szféra kutatóinak is.

Legfontosabb publikációk: ❶ Miklós Erdélyi, András A. Benczúr, Bálint Daróczy, Andras Garzó, Tamás Kiss, David Siklósi: The classification power of Web features. Internet Mathematics, megjelenés alatt. ❷ Young-Ho Eom, Klaus M. Frahm, András Benczúr and Dima L. Shepelyansky: Time evolution of Wikipedia network ranking. The European Physical Journal B 86.12 (2013): 1-9. ❸ Julianna Göbölös-Szabó, András Benczúr: Temporal Wikipedia search by edits and linkage. SIGIR 2013 Workshop on Time-aware Information Access, 28 July – 1 August 2013, Dublin, Ireland

177

178





T9A6

Résztvevő intézmény: Eötvös Loránd Tudományegyetem, Fizikai Intézet

Federált jövő internet tesztbedek monitorozási megoldásai

Vattay Gábor, [email protected] Laki Sándor, [email protected]

Hálózatmérési, monitorozási platformok és alkalmazásaik Az elmúlt években a jövő internet kísérleti infrastruktúrák hatalmas változáson mentek keresztül. Az erőforrás virtualizáció mellett felmerült az igény a speciális célokra kifejlesztett tesztbedek együttes felhasználására, mely számos infrastruktúra federációs megoldást eredményezett. A federáció legnagyobb nehézsége a menedzsment, vezérlési és monitorozási rétegek harmonizációja, hisz a különböző tesztbedek más-más megoldásokat használnak, és más-más lehetőségekkel bírnak. A téma federált virtualizált rendszerek monitorozásának metodológiájával, a mérésvezérlés és a mért metrikák harmonizációjával, kereszt-domén aktív mérésekkel, aktív mérések alkalmazásokban való felhasználásával (pl. IP geolokáció) és a virtualizáció hálózati mérések pontosságára gyakorolt hatásaival foglalkozik.

integrált hálózat mérési és monitorozási platformot egészítjük ki olyan új lehetőségekkel, amelyek alkalmassá teszik, hogy slice és infrastruktúra monitorozó platformot biztosítson e teszthálózatok és felhasználóik számára. Ezáltal lehetővé téve a hálózatban bekövetkező változások valós időben történő követését. A bevezetésre kerülő virtualizált erőforrások és újszerű mérések eredményeinek tárolására és megosztására új hozzáférési és adatfederációs lehetőségekkel bővítettük az NMVO (Network Measurement Virtual Observatory) adatbázis rendszert. A projekt segítségével az EIT ICT Labs FITTING teszt hálózatai új mérő/monitorozó képességekkel és szolgáltatásokkal egészültek ki.

A jelenleg használt hálózati méréseket

eszköz még nem készült, ami támogatja a

lehetővé tevő eszközök (sonoma-ma, iperf,

federált virtualizált környezeteket is. Célunk

ping stb.) mind más-más módon érhetőek

egy olyan rugalmas eszköz elkészítése, mely

el (SOAP alapú web service, parancssori

felhasználható az EIT ICT Labs FITTING és a

interfész, stb.). A projekt során kifejlesztendő

OneLab tesztbedjeinek monitorozására és

• EU FP7 OpenLab projekt

rendszerben e meglévő eszközök is könnyű

az azokban való hálózati mérések egyszerű


szerrel integrálhatók lesznek, melyeket egy

végrehajtására, továbbá a mérések újszerű

egységes szemantikus interfészen keresztül

alkalmazásokban való felhasználására (pl.

vezérelhet mind a felhasználó (pl. a saját sli-

aktív IP geolokáció). A projekt során újszerű

❶ J. van der Ham, J. Steger, S. Laki, Y. Kryftis, V. Maglaris, C. de Laat: The NOVI Information Models, Future Generation Computer Systems, Elsevier, 2013. DOI: 10.1016/j.future.2013.12.017

ce-ai monitorozásához), mind más rendszer

hálózat mérési módszereket dolgozunk ki

komponensek (pl. intelligens erőforrás fogla-

federált virtualizált jövő internet tesztháló-

láshoz). Mindezidáig ilyen átfogó monitorozó

zatok monitorozására. E célból a SONoMA

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • EIT KIC 12-1-2012-0001 projekt Komplex hálózatok megoldásai alprojektje • EIT ICT Labs FITTING projekt • EU FP7 NOVI projekt

❷ J. Stéger, S. Laki, P. Mátray: A Monitoring Framework for Federated Virtualized Infrastructures, In „Measurement Methodology and Tools” (Editors: Lluis-Fabrega, Pere Vila, Davide Careglio, Dimitri Papadimitriou), Springer Lecture Notes in Computer Science (LNCS), Vol. 7586, Aug. 2013 DOI: 10.1007/978-3-642-41296-7 11

179

180


RÉSZT VEVŐK

A JÖVŐ INTERNET NEMZETI KUTATÁSI PROGRAM RÉSZTVEVŐI Alapító tagok Debreceni Egyetem (DE) Jövő Internet Kutatáskoordinációs Központ (FIRCC) Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Egyetemközi Távközlési és Informatikai Központ (ETIK) Nemzeti Információs Infrastruktúra Fejlesztési Intézet (NIIFI) MTA Atommagkutató Intézet (ATOMKI)

Rendes tagok AITIA International Zrt. Budapesti Corvinus Egyetem (BCE) Campden BRI Magyarország Kft. Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) Eszterházy Károly Főiskola, Eger (EKF) Magyar IPv6 Forum Magyar Telekom Rt. Miskolci Egyetem (ME) MTA Számítástudományi és Automatizálási Kutató Intézet (SZTAKI) MTA-BME Lendület Jövő Internet Kutatócsoport Nemzeti Média és Hírközlési Hatóság (NMHH) Nyugat-magyarországi Egyetem, Sopron (NymE) Óbudai Egyetem (ÓE) Országos Széchényi Könyvtár (OSZK) Pannon Egyetem, Veszprém (PE) Pázmány Péter Katolikus Egyetem (PPKE) Pécsi Tudományegyetem (PTE) Szegedi Tudományegyetem (SZTE) Széchenyi István Egyetem, Győr (SZE) 3DICC Kutatólaboratórium

Pártoló tagok Antenna Hungária Rt. Fujitsu Technology Solutions Kft. Hírközlési és Informatikai Tudományos Egyesület (HTE) IBM Magyarország NMH - ITK Párbeszéd Bizottság Oracle Hungary Safepay Kft. SAP Magyarország

A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program eredményei 2014

Recommend Documents