Modular robotics meet Internet of things : safety, security and performance challenges and countermeasures
La robotique modulaire rencontre l'Internet des objets : défis et contre-mesures en matière de sécurité, de sûreté et de performances
Résumé
In the dynamic realm of digitization, modular robotic systems emerge as indispensable enablers within the expansive Internet of Things (IoT) ecosystem, ushering in a new era of interconnectedness and intelligent automation. This thesis embarks on a comprehensive exploration of the pivotal role played by modular robotic systems amidst the ever-evolving landscape of digital innovation and IoT proliferation. It underscores the transformative potential of these systems in shaping the nascent concept of the Internet of Modular Robotic Things (IoMRT), which represents a paradigm shift towards programmable matter and adaptive environments. Through meticulous examination and analysis, the thesis delves into the multifaceted dimensions of IoMRT, elucidating key criteria, inherent characteristics, architectural intricacies, and design imperatives that underpin the seamless integration of modular robotic systems into the IoT fabric. Furthermore, the thesis introduces a groundbreaking methodology aimed at optimizing communication efficiency within lattice-based modular robots, leveraging state-of-the-art lossless compression algorithms such as Brotli to achieve remarkable enhancements in data transmission speed and reliability. Additionally, it delves into the seamless integration of Blinky Blocks (BBs) into IoT ecosystems, proposing Lightweight Cryptography and Authentication Protocol for Blinky Block (LCAPBB), an innovative lightweight security protocol tailored specifically to safeguard BBs from potential cyber threats. By laying a robust foundation for future advancements in modular robotics and programmable matter integration, this thesis not only offers a comprehensive analysis of the evolving landscape of modular robotics within the IoT domain but also serves as a catalyst for driving forward more resilient, efficient, and secure integration of modular robotic systems across a myriad of real-world applications. In conclusion, this thesis serves as a beacon guiding researchers, practitioners, and policymakers toward harnessing the transformative potential of modular robotics and programmable matter, fostering innovation, and driving positive change in diverse sectors and domains.
Dans le domaine dynamique de la numérisation, les systèmes robotiques modulaires émergent en tant qu'éléments indispensables au sein de l'écosystème expansif de l'Internet des objets (IoT), inaugurant une nouvelle ère d'interconnexion et d'automatisation intelligente. Cette thèse entreprend une exploration exhaustive du rôle crucial joué par les systèmes robotiques modulaires au milieu du paysage en constante évolution de l'innovation numérique et de la prolifération de l'IoT. Elle souligne le potentiel transformateur de ces systèmes dans le façonnement du concept naissant de l'Internet des Objets Robotiques Modulaires (IoMRT), qui représente un changement de paradigme vers la matière programmable et les environnements adaptatifs. À travers un examen méticuleux et une analyse approfondie, la thèse explore les dimensions multifacettes de l'IoMRT, élucidant les critères clés, les caractéristiques inhérentes, les intrications architecturales et les impératifs de conception qui sous-tendent l'intégration harmonieuse des systèmes robotiques modulaires dans le tissu de l'IoT.En outre, cette thèse introduit une méthodologie originale visant à optimiser l'efficacité de la communication au sein des robots modulaires basés sur les réseaux en treillis, en exploitant des algorithmes de compression sans perte de pointe tels que Brotli pour obtenir des améliorations remarquables en termes de vitesse et de fiabilité de transmission des données. De plus, elle se penche sur l'intégration transparente des Blinky Blocks (BBs) dans les écosystèmes IoT, proposant le Protocole Léger de Cryptographie et d'Authentification pour Blinky Blocks (LCAPBB), un protocole de sécurité innovant et léger conçu spécifiquement pour protéger les BBs contre les menaces potentielles en ligne. En posant des bases solides pour les futurs progrès dans l'intégration des robots modulaires et de la matière programmable, cette thèse offre non seulement une analyse approfondie du paysage en évolution des robots modulaires dans le domaine de l'IoT, mais elle sert également de catalyseur pour promouvoir une intégration plus résiliente, efficace et sécurisée des systèmes robotiques modulaires dans une multitude d'applications du monde réel. En conclusion, cette thèse se présente comme un guide pour les chercheurs et les décideurs vers l'exploitation du potentiel transformateur des robots modulaires et de la matière programmable, favorisant l'innovation et suscitant un changement positif dans divers secteurs et domaines.
Mots clés
Modular robots
Internet of Things
Robotics security
Performance and safety
Swarm
Modular communication
Autonomous modular robots
Modular self-reconfigurable robotics
Soft robotics
Self-reconfiguration
Swarmanoids
Internet of Modular Robotic Things (IoMRT)
Internet of Swarm Robotic Things (IoSMRT)
Swarm robotics
Modular autonomous warfare
Counter-terrorism
Robots modulaires
Internet des Objets
Sécurité en robotique
Performance et sûreté
Essaim
Communication modulaire
Robots modulaires autonomes
Robotique modulaire auto-reconfigurable
Robotique souple
Auto-reconfiguration
Swarmanoïdes
Internet des Choses Robotiques Modulaires (IdMRR)
Internet des Robots en Essaim (IdRER)
Robotique en essaim
Guerre autonome modulaire
Lutte contre le terrorisme
Domaines
Robotique [cs.RO]Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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