Intelligence enablement and orchestration

Thumbnail Image

Files

isbn9789526423722.pdf (14.74 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Electrical Engineering | Doctoral thesis (article-based) | Defence date: 2025-02-21
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025

Department

Informaatio- ja tietoliikennetekniikan laitos
Department of Information and Communications Engineering

Major/Subject

Mcode

Degree programme

Language

en

Pages

82 + app. 64

Series

Aalto University publication series Doctoral Theses, 18/2025

Abstract

This work focuses on the enablement and distribution of intelligence all the way to devices and automation. It proposes multiple architectural frameworks, tools, and system solutions to address the needs analysed to facilitate intelligence adoption in devices. By the analysis of such requirements, the decoupling of intelligent services from the application layer and promoting interoperability between them utilizing semantic tools and models facilitates the management and operation of such intelligence, as well as promotes its development. The work conceives an intermediate stratum between the applications and the intelligence services named "intelligence layer" and the analysis of the required functionality and possible implementation mostly focuses on the intelligence enablement at the far edge (devices). Also, the interaction between multiple "intelligent agents" that focus on realizing their own task with their capabilities is developed towards a concept named "intelligence orchestration". A proposal for the architecture and main functions to realize such an endeavour is produced and the supported tools and limited testing and validation are documented. The systematization of the solution by analysis of requirements, state-of-the-art, and objectives to achieve taking into consideration the current ecosystems and applications was the main methodology to design the propositions presented. Also, some prototyping and analysis of the implementations guided how to improve and clarify the concepts and refine the ideas further.

Tämä työ keskittyy älykkyyden mahdollistamiseen ja jakeluun aina laitteisiin ja automaatioon asti. Se ehdottaa useita arkkitehtonisia kehyksiä, työkaluja ja järjestelmäratkaisuja analysoituihin tarpeisiin, mitkä helpottavat älykkyyden käyttöönottoa laitteissa. Tällaisia vaatimuksia analysoimalla älypalvelujen irrottaminen sovelluskerroksesta ja niiden välisen yhteentoimivuuden edistäminen semanttisten työkalujen ja mallien avulla helpottaa älykkyyden hallintaa ja toimintaa sekä edistää sen kehitystä. Työ hahmottelee sovellusten ja älykkäiden palvelujen välikerrosta nimeltä "älykerros" ja tarvittavan toiminnallisuuden ja mahdollisen toteutuksen analyysi keskittyy enimmäkseen älykkyyden mahdollistamiseen (laitteissa) verkkoalueen reunalla. Tämän lisäksi vuorovaikutusta useiden "älykkäiden agenttien" välillä, jotka keskittyvät toteuttamaan omat tehtävänsä kykyjensä avulla, kehitetään kohti käsitettä nimeltä "älykkyyden orkestraatio". Työssä ehdotetaan arkkitehtuuria ja päätoimintoja tällaisen pyrkimyksen toteuttamiseksi ja dokumentoidaan tuetut työkalut sekä tehty testaus ja tulosten validointi. Keskeinen metodologia esitettyjen ehdotusten suunnittelussa oli ratkaisun systematisointi analysoimalla vaatimuksia, tekniikan tasoa ja saavutettavia tavoitteita ottaen huomioon nykyiset ekosysteemit ja sovellukset. Lisäksi prototyyppien tekeminen ja toteutusten analysointi ohjasivat käsitteiden parantamista ja selkiyttämistä sekä ideoiden tarkentamista.

Denna studie fokuserar på aktivering och distribution av intelligens hela vägen till enheter och automatisering. Studien föreslår flera arkitektoniska ramverk, verktyg och systemlösningar för att tillgodose de behov som analyseras för att underlätta införandet av intelligens i enheter. Genom analysen av sådana krav underlättar frikopplingen av intelligenta tjänster från applikationslagret och främjande av interoperabilitet mellan dem med användning av semantiska verktyg och modeller hanteringen och driften av sådan intelligens, samt främjar dess utveckling. Arbetet tänker på ett mellanskikt mellan applikationerna och underrättelsetjänsterna kallat "underrättelseskikt" och analysen av den nödvändiga funktionaliteten och möjliga implementeringen fokuserar mest på underrättelsemöjligheten längst ut (enheter). Samspelet mellan flera "intelligenta agenter" som fokuserar på att förverkliga sin egen uppgift med sina förmågor utvecklas mot ett koncept som heter "intelligensorkestrering". Ett förslag på arkitektur och huvudfunktioner för att förverkliga en sådan strävan tas fram och de verktyg som stöds samt begränsad testning och validering dokumenteras. Systematiseringen av lösningen genom analys av krav, toppmoderna och mål att uppnå med hänsyn till de nuvarande ekosystemen och tillämpningarna var den huvudsakliga metoden för att utforma de presenterade förslagen. Även en del prototyper och analys av implementeringarna vägledde hur man kunde förbättra och förtydliga koncepten och förfina idéerna ytterligare.

Description

Supervising professor

Hämäläinen, Jyri, Vice President, Aalto University, Finland

Keywords

intelligence enablement, intelligence orchestration, AI lifecycle management, ympäristö älykkäille palveluille, älykkyyden orkestrointi, tekoälyn elinkaaren hallinta, intelligens-baserad aktivering, orkestrering av intelligens, AI livscykel-hantering

Other note

Parts

  • [Publication 1]: Edgar Ramos, Roberto Morabito and Jani-Pekka Kainulainen. Distributing Intelligence to the Edge and Beyond. IEEE Computational IntelligenceMagazine, 14, 4, 65-92, November 2019.
    DOI: 10.1109/MCI.2019.2937613 View at publisher
  • [Publication 2]: Edgar Ramos and Roberto Morabito. Intelligence Stratum for IoT. Architecture Requirements and Functions. In IEEE International Symposium on Dependable, Autonomic and Secure Computing (DASC), International Conference on Pervasive Intelligence and Computing, Japan, 860-867, August 2019.
    DOI: 10.1109/DASC/PiCom/CBDCom/CyberSciTech.2019.00156 View at publisher
  • [Publication 3]: Edgar Ramos, Timon Schneider, Marie-Jose Montpetit and Ben De Meester. Semantic Descriptor for Intelligence Services. In 2020 International Conferences on Internet of Things (iThings), Rhodes (Greece), 45-53, November 2020.
    DOI: 10.1109/iThings-GreenCom-CPSCom-SmartData-Cybermatics50389.2020.00027 View at publisher
  • [Publication 4]: Edgar J. Ramos,Marie-JoseMontpetit, Antonio F Skarmeta, Mathieu Boussard, Vangelis Angelakis and Dirk Kutscher. Architecture Framework for Intelligence Orchestration in AIoT and IoT. In 2022 International Conference on Smart Applications, Communications and Networking (SmartNets), Palapye (Botswana), 01-04, November 2022.
    DOI: 10.1109/SmartNets55823.2022.9994029 View at publisher
  • [Publication 5]: Edgar Ramos and Senthamiz Selvi Arumugam. Process automation instantiation for intelligence orchestration. Frontiers in the Internet of Things, 2 - 2023, ISSN:2813-3110, September 2023.
    DOI: 10.3389/friot.2023.1242101 View at publisher

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-64-2372-2

Collections

[diss] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC