وبلاگ تازه ها
» عجایب اینترنت چیزها(اینترنت اشیا)
اینترنت چیزها (Internet of Things The) در واقع شبکه ای متصل از اشیای فیزیکی است. "IOT" مخفف اینترنت چیزهاست و به طور خلاصه به معنای اتصال همه چیز و همه ی ابزارها به اینترنت است. این ابزارها طیف وسیعی از وسایل ما را در بر می گیرد که از گوشی های موبایل هوشمند و تبلت ها گرفته تا ابزارهای پیچیده همانند موتور جت، خودروها و یخچال ها گرفته تا ساده ترین لوازم زندگی آشپزخانه همانند ظرف های نگهداری از مواد آشپزی، اسباب بازی کودکان و لامپها را شامل می شود که امروزه به اینترنت متصل شده اند. "IOT" در واقع چگونگی اتصال این "چیزها" یعنی همان ابزارها، سرویس ها و برنامه های کاربردی به اینترنت است.
اینترنت چیزها یا IOT به میلیاردها دستگاه و ابزار فیزیکی اشاره دارد که در دنیای امروز پیرامون ما به اینترنت متصل هستند و انواع اطلاعات را جمع آوری و به مشارکت می گذارند. به یمن ریزپردازنده هایی که هر روز ریزتر می شوند و شبکه های بی سیم که هر لحظه گسترده تر می شوند، اکنون تبدیل هر چیزی از قرص و دارو گرفته تا یک هواپیما قابل تبدیل شدن به بخشی از IOT شده اند. بنابراین یک لامپ ساده در صورتی که قابلیت اتصال به گوشی هوشمند شما را داشته باشد، یک IOT است. این اصطلاح مشخصا برای دستگاه ها و ابزارهایی استفاده می شود کخ به اینترنت اتصال دارند و بدون دخالت انسان قادرند با شبکه ای ار داده ها متصل باشند. مثلا دستبند فیتنس یا ساعت های هوشمند یا حتی گوشی و تبلت ها عموما به عنوان یک IOT ساخته نشده اند اما با افزودن سنسورها قابلیت تبدیل شدن یا پیوستن به IOT را دارند.
همه چیز درباره شهرهای هوشمند
در مقیاسی بالاتر شهرهای هوشمند که در قالب پروژههای مختلف، شهرها و مناطق وسیعی را انباشته از انواع سنسورها و رابط های دیجیتالی می کنند، بخشی از IOT هستند. در حال حاضر شهرهای هوشمند به معنای دقیق کلمه شکل نگرفته است اما اخیرا الگوهایی از این ایده در بعضی شهرها برپا شده است. مطمئنا ما ساختمان ها و خانه های هوشمند بیشتر و کامل تری را در سال های اخیر شاهد بوده ایم اما در سال 2020 می توانیم شاهد شهرها یا شهرک های کاملا هوشمند باشیم که در همسایگی بعضی شهرها یا به صورت محله ای درون شهرها سر بر می آورند. امروزه ساخت و تجهیز شهرهای هوشمند و طراحی و ساخت حسگرهای پیچیده برای مدیریت شهرها با استفاده از IOT به تجارتی گسترده با چشم اندازی پر سود و فراگیر مبدل شده است. شرکت هایی چون "Sidewalk Labs" یا شرکت مادر گوگل، "Alphabet" در صدد ساخت و طراحی محله های هوشمند در تورنتو هستند. در طراحی شهرهای هوشمند IOT و اپراتورهای گوشی همراه، نقش بسیار مهمی دارند. شرکت ها همه چیز را از مسیرهای پیاده رو، استفاده از خودروهای مشترک، نحوه اشغال ساختمان ها، جریان فاضلاب و حتی تعیین درجه حرارت را با هدف ایجاد مکانی راحت، امن و تمیز برای سکنه آن، به دقت در نظر می گیرند.
هنگامی که مدل این شهرهای هوشمند کامل شود، این مدل می تواند برای دیگر محله های هوشمند هم مورد استفاده قرار گرفته و در نهایت شکل گیری شهرهای هوشمند را محقق کنند. سکونت در این شهرها به معنی ظهور پدیده ای جدید به نام "شهروند هوشمند" هم هست که نشان از وسعت ابعاد تغییر در زندگی روزمره ماست.
این شرایط همچنین به معنی افزایش تعداد و کارایی دستگاه های دیجیتالی هوشمند است که با برقراری ارتباط میان آن ها بدون دخالت انسان، به کمک IOT فاصله میان دنیای مجازی و واقعی را کمتر و کمتر کرده اند.
به ویژه اخبار حاکی از آن است که در سال 2020 بازار اینترنت چیزها به شدت بر رفع کاستی های موجود در تولیدات، به ویژه تامین امنیت کامل در ابزارهای هوشمند متمرکز شده است.
طبق جدیدترین بررسی ها تا پایان سال 2020، مجموع 34 میلیارد دستگاه به اینترنت متصل خواهد شد. تقریبا شش تریلیون دلار برای اینترنت اشیا در پنج سال آینده صرف خواهد شد. تجارت یکی از اصلی ترین اجزای اینترنت اشیایی است. کسب و کار می تواند روند کار را بهبود بخشد از سوی: کاهش هزینه عملیات، افزایش بهره وری و گسترش بازار و محصولات جدید را در بر دارد.
تاریخ IOT
ایده اولیه در زمینه افزودن حسگر و هوش مصنوعی به اشیای پیرامون ما ابتدا در دهه های 1980 و 1990 مطرح شده بود اما صرف نظر از بعضی پروژه های ابتدایی از قبیل اتصال ماشین های فروش به اینترنت، روند رشد این ایده بسیار کند بود، زیرا سطح فناوری در آن زمان به میزان کافی رشد نکرده بود.
پدر IOT
در واقع نخستین بار در سال 1999 "کوین اشتون" اصطلاح "اینترنت چیزها" را ابداع و ارائه کرد اما دست کم یک دهه دیگر نیاز بود تا فناوری به سطح لازمی از رشد برسد. در نتیجه این ایده زمانی محقق شد که ریز پردازنده هایی کوچک، ارزان و کم مصرف که به صورت بی سیم، قابلیت اتصال به میلیاردها دستگاه را داشته باشند و همچنین افزایش دسترسی به اینترنت با پهنای باند و شبکه های بی سیم سلولی در دسترس قرار گرفت. همچنین IPv6 که بتواند IP نشانی کافی برای هر دستگاه در ساسر جهان، ارائه کند، گامی ضروری برای تحقق این ایده بود..
اینترنت چیزها در ابتدا برای صاحبان کسب و کار و کارخانجات جذابیت داشت و به عنوان M2M یعنی "ماشین به ماشین" شناخته شده بود اما اکنون پدیده ای است که تمام خانه ها، دفترها و موسسات کاری را به کمک گوشی های هوشمند پر کرده و دیگر نه به دنیای آینده که زندگی امروز را دچار تغییر و تحول کرده است.
علاوه بر این افزودن برچسب "RFID" و حسگرهایی که نصب اپلیکیشن مکان یابی را فراهم می کرد، بسیار گران بود. اما این شرایط ظرف یک دهه گذشته به گونه چشمگیری تغییر کرده و بسیاری از این موانع از بین رفته است. اینترنت چیزها یا اینترنت اشیا هم اکنون، با وجود بعضی کاستی ها بخشی از زندگی روزمره ما شده است.
اینترنت چیزها در زبان آمار و ارقام
اینترنت چیزها بسیار بزرگ است روز به روز بر تعداد چیزهایی که به اینترنت متصل می شود، افزوده می شود. طبق بررسی های انجام شده موسسه داده کاوی "گارتنر" در سال 2017 بیش از 8/4 میلیارد دستگاه IOT در سراسر جهان مورد استفاده است که این میزان نسبت به سال قبل تر از آن، یعنی 2016 به میزان 31 درصد افزایش یافته است.
پیش بینی شده است که این رقم تا پایان 2020 به بیش از 20/4 دستکاه برسد که البته دو سوم کل این دستگاه ها در چین، آمریکای شمالی و اروپای غربی مورد استفاده است. طبق بررسی های دیگری از سوی IDC در سطح جهانی و در سال 2017، از مرز 674 میلیارد دلار گذشته که این رقم در سال 2018 با 15 درصد افزایش به 7725 میلیارد دلار رسیده است. طبق بررسی های انجام شده از سوی این موسسه این رقم تا پایان 2020 به یک تریلیون دلار خواهد رسید. طبق همین بررسی ها با توجه به 239 میلیارد دلار که در سال 2018 برای خرید و فروش سخت افزارها در بخش تبدیل ها، حسگرها و تامین زیر ساخت های امنیتی مربوط به امنیت چیزها هزینه شده، این بخش پس از فناوری های نرم افزاری و اتصالات، دومین رتبه را در اقتصاد فناوری ها دارد. طبق این بررسی ها اینترنت چیزها در بخش صنایع بیشترین گسترش را در سال 2018 در بخش حمل و نقل با صرف 189 میلیارد دلار در بخش صنایع سنگین و 85 میلیارد دلار در بخش حمل و نقل و 73 میلیارد دلار در بخش تسهیلات آب و برق داشته است. برای وسایل نقلیه و ساختمان های هوشمند در سال جاری نزدیک به 92 میلیارد دلار در بخش اینترنت چیزها، هزینه شده است.
رشد اینترنت چیزها
به طور خلاصه IOT امروزه با انواع وسایل هوشمند متصل به اینترنت در بسیاری از زمینه ها از محیط زیست گرفته تا خانه ها، دفتر کار، وسایل نقلیه و ابزارهای ارتباطی، زندگی ما را احاطه کرده است. در نتیجه صنعتی بسیار گسترده و به سرعت در حال رشد است که در جزئی ترین و نیز مهم ترین امور زندگی ما نقش عمده ای دارد. مثل پخش موزیک و قفل کردن درها، گرم کردن و تنظیم دمای خانه، پالایش آلودگی و نظارت بر انتشار انواع آلاینده های هوا در محل کار و زندگی، مراقبت از سالمندان و کودکان، مراقبت های پزشکی و درمانی، سیستم های امنیتی خانگی و نظارت بر آنچه که در داخل و خارج خانه انجام می شود، تا ساده ترین فعالیت های روزمره مانند آشپزی با انواع ظروف هوشمند، انواع اسباب بازی برای کودکان، به ما کمک می کند که مثلا خانه هایمان را قبل از رسیدن گرم کنیم و چراغ های هوشمند زمانی که در خانه نیستیم، روشن و خاموش شوند. همچنین در اموری مثل تشخیص میزان آلودگی آب و هوا، شهرها و خودروهای تماما خودکار که نه تنها خانه که ساخت و مدیریت فضاهای عمومی ما را نیز تغییر داده اند. در نتیجه همان طور که "کوین اشتون" می گوید: " امروزه اینترنت چیزها تنها سبب اتصال چیزها نشده بلکه سبب اتصال فرهنگ بشری یا همه چیز یا سیستم اطلاعات دیجیتالی یعنی اینترنت شده است."
IOT منجی است یا مخرب طبیعت
آنچه که بیشتر از همه چیز مورد توجه قرار می گیرد، هزینه ای است که چنین شبکه وسیعی از دستگاه ها بر محیط زیست تحمیل می کند. با در نظر گرفتن ابعاد گسترده اینترنت چیزها که شاید از محدوده درک ما دور باشد، حتی متخصصان هم در این زمینه دچار اختلاف شده اند که چنین روند رو به رشدی، راهی برای نجات محیط زیست است یا تخریب بیشتر آن را در پی دارد!
جواب هرچه باشد آنچه که متخصصان درباره آن اتفاق نظر دارند، این است که ما نباید دست روی دست بگذاریم تا جواب روشن شود.
"کری هینتون" مدیر سابق مرکز بهینه سازی انرژی در ارتباطات راه دور در دانشگاه ملبورن می گوید:" اینترنت چیزها بزرگ ترین و پیچیده ترین تجهیزاتی است که ما در سراسر این سیاره مستقر کرده ایم. به این معنا که ما باید در مورد محدودیت های احتمالی این صنعت به دلیل مصرف بسیار بالای انرژی و عناصر بسیار کمیاب زمین نیز از قبل بیندیشیم."
به گفته "هینتون" عطش انرژی در فناوری اینترنت چیزها بیشتر به انواع دستگاه ها، کارکرد و نحوه مصرف شان ارتباط دارد.
از یک سو دستگاه های انتقال داده ها با کمترین قدرت همانند حسگرهایی که مثلا وضعیت بنزین یک خودرو یا وسیله را مانیتور می کنند و نیاز به پر کردن آن را یادآوری می کنند، ظاهرا مصرف انرژی بالایی ندارند.در واقع بسیاری از این دستگاه های بسیار ساده به هیچ وجه مصرف انرژی بالایی ندارند. همچنین ساخت باتری هایی با طول عمر بالا و دستگاه هایی که قادر به شارژ باتری خود با استفاده از انرژی خورشیدی، یا دیگر منابع انرژی پاک هستند، به سرغت رو به پیشرف است.
با این حال صنایع ارتباطی تا سال 2025 بیش از 20درصد از کل منابع برق تولیدی را می بلعند و این می تواند خود مانعی برای تحقق اهداف تعیین شده در زمینه تغییرات آب و هوایی مبدل شود. چراکه عطش برای دریافت انرژی بیشتر با توجه به رشد شبکه های قدرتمند سرورها که داده های دیجیتال را از میلیون ها گوشی هوشمند، تبلت و دستگاه های دیگر متصل به اینترنت ذخیره می کنند قابل درک است.
اشیا اسرار زندگی را فاش می کنند!
می دانم که دیشب شام چه خورده اید! این چیزی است که حسگرهایی که در خانه تان کار گذاشته اید، می توانند برای دیگران فاش کنند. در واقع این کاری است که شما فقط با یک میتر برقی هوشمند و چند حسگر ساده می توانید انجام دهید. امروزه، اینترنت چیزها دیگر پدیده ای متعلق به آینده نیست و اکنون که همه اشیا و حسگرهای ریز و نامحسوس، به ویژه از طریق انواع وسایل هوشمند خانگی، راه خود را به درون خانه ها باز کرده اند، باید به تمام ابعاد مثبت و منفی این پدیده توجه داشت. این کاری است که شرکت IBM کوشیده است از طریق اجرای یک برنامه آزمایشی نشان دهد.
"هاردیل بدی" که از کارکنان بخش مشاوره خدمات در شرکت IBM است، هرگز چیزی درباره وعده های غذایی خود یا حتی پخت آن ها با دوستانش به اشتراک نمی گذاشت اما یک نمودار توانسته بود اطلاعات خانه او را از نظر میزان مصرف انرژی خانواده در یک روز ترسیم کند. البته این اطلاعات در ظاهر اطلاعات به درد نخور و خسته کننده ای است اما همین داده ها در کنار دیگر اطلاعات گردآوری شده از حسگرهای دیگر در خانه، در صورتی که مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند، می توانند اطلاعات زیادی را درباره عادت های شخصیتی شما، علایق، رفتار و در صورت لزوم مسائل دقیق تری از حریم خصوصی شما فاش کنند.
در واقع محققان IBM در جریان یک طرح تحقیقاتی، با گردآوری و استفاده از همین داده های به ظاهر پیش پا افتاده توانستند نمودار مصرف انرژی خانه و سطح متوسط CO و نیز CO2 و همچنین میزان دما و رطوبتی را که در طول روز در خانه "هاردیل بدی" یکی از کارکنان این شرکت، تولید شده بود، به دست آورند. این اطلاعات به نوبه خود اخبار دیگری را فاش می کرد.
"هاردیل" می گوید: "مثلا ما دریافتیم که این سیستم قابلیت تشخیص این را دارد که ماشین ظرفشویی چه مدتی روشن یا خاموش است. نمودار مربوط به مصرف انرژی خانوار یک الگویی است که بر اساس میزان و ساعات مصرف برق خانواده، درباره کارکرد بسیاری از لوازم برقی، از جمله ماشین ظرفشویی به ما می گوید که مثلا یک یا دوبار در روز کار کرده است."
اما موضوع در این تحقیقات، به همین جا ختم نشد. زیرا محققان دریافتند که با مقایسه الگوی داده ها که از دیگر وسایل هوشمند، همانند فر و اجاق برقی بر اساس میزان مصرف برق، افزایش رطوبت و دما که به طور همزمان تولید شده و با میزان گرما و رطوبتی که معمولا از کتری متصاعد می شود، تناسب ندارد، قادرند حدس بزنند که بدی در شب مورد بررسی، برای شام چه پخته یا خورده است.
یکی از محققان IBM که در این بررسی ها شرکت داشته می گوید: "بر اساس داده های به دست آمده، ما توانستیم حدس بزنیم که احتمالا دما و بخار تولید شده در آن شب که از حد معمول بیشتر بود، می تواند ناشی از یک دیگ آب جوش برای تهیه غذایی همانند پاستا یا ماکارونی باشد. بنابراین حدس زدیم که خانواده بدی در آن شب اسپاگتی با گوشت خورده اند. البته اندکی بعد این موضوع را از بدی سوال کردیم که جواب او حدس ما را تایید کرد!."
البته این مثال پیش پا افتاده ای است اما در واقعیت مسائلی که فاش می شوند، محدود به آشپزخانه، شام شب و منوی غذای خانوار نیست. در واقع با انبوه داده های به دست آمده از شبکه حسگرها در خانه، محققان IBM توانستند تغییرات سطح دی اکسید کربن را بررسی کنند و حدس بزنند که چند نفر در اتاق های خانه مستقر هستند.
همچنین بر اساس تغییرات ایجاد شده در مقدار مونوکسید کربن، دریافتند که در بین افراد خانواده شخصی سیگاری هم وارد شده است.
گوگل پیش بینی کرده است که با توجه به بازار تقاضای 3/2 میلیارد دلاری تولیدات شرکت Nest Labs شرکت سازنده شبکه ترموستات های قابل برنامه ریزی ورودی آب، دود و مونواکسید کربن، فناوری های مرتبط با خانه های هوشمند به زودی مبدل به بزرگ ترین و پر سودترین بازار کسب و کار جهان خواهد شد.
نیمه پر لیوان
هرچند آزمایش های شرکت IBM در مورد فناوری حسگرهای لوازم خانگی نشان داده است که داده هایی که به نظر بسیار بی اهمیت و خنده دار می رسند، می توانند در مجموع سطح بالایی از اطلاعات درباره زندگی و علایق یک فرد به دست آورند اما این تحقیقات از سوی دیگر جنبه های مثبتی را هم در این زمینه نشان داده است.
مثلا این که چگونه همان شبکه از حسگرها که می توانند اطلاعاتی از روش زندگی روتین شما را فاش کنند، می توانند در موارد دیگری مفید باشند. مثلا در زمینه کمک ها و خدمات اجتماعی به افرادی با ناتوانی های حسی حرکتی یا حتی در زمینه مراقبت از کودکان، مورد استفاده قرار گیرند.
IOT در خدمت سالمندان
چهار سال پیش مقامات شهری در ایتالیا به نام "بالزانو" به دنبال راه هایی برای بهبود روش های مراقبت از سالمندان در خانه هایشان بودند. به نحوی که کاملا مستقل بوده و همچنین هیچ هزینه ای از نظر مراقبت های اجتماعی برایشان نداشته باشد.
بخشی از هدف مورد نظر شورای شهر بالزانو این بود که سالمندان ایتالیایی به راحتی دوران بازنشستگی را پشت سر بگذارند. برای کمک به این هدف، شورای شهر با همکاری تیم تحقیقاتی بخش "راهکارهای انسانی" در شرکت IBM، اقدام به ایجاد شبکه ای از حسگرها کرد که حساس به دود، دی اکسید و مونواکسید کربن، دما و رطوبت و هم حسگرهای ویژه نشت آب کرد که 30 آپارتمان مجزا را تحت پوشش قرار می داد. این حسگرهای الکترونیکی، از طریق یک صفحه یا بورد مادر و آداپتورهای بی سیم به هم متصل شدند که داده ها را از حسگرها دریافت کرده و به کمک یک مودم 3G آن ها را به تلفن های هوشمند اندروید کارمندان شورا می فرستاد.
"هاردیل" که در این طرح آزمایشی نیز شرکت داشته می گوید: "این سیستم از همان آغاز کار، توجه عموم افراد را به خود جلب کرد. شرکت نیز کار مانیتورینگ و دنبال کردن روند داده های ارسال شده از حسگرها را ادامه داد تا بتواند در صورت بروز هر گونه حادثه مضر یا تهدید آمیز احتمالی در داخل خانه ها، به موقع مداخله کند."
به گفته "هاردیل بدی" حسگرهای ویژه برای ارزیابی مقادیر دی اکسید کربن در خانه، یک نمونه کلاسیک است. اگر شما وضعیت را از این جنبه داخل خانه مورد توجه قرار دهید، می توانید حتی تعداد افرادی که در زمان خاصی در خانه یا در اتاق ها بوده اند، تعیین کنید.
با ایجاد الگوهای رفتاری روزمره برای هر یک از افراد ساکن در این خانه ها، محققان شرکت IBM قادر به تشخیص موارد غیر عادی و ایجاد زنگ هشدار برای شورا شد.
هاردیل می گوید: "یکی از چیزهایی که در بالزانو رخ داد این است که مثلا خانم "اسمیت" در آپارتمان شماره 25، هر روز ساعت 8:30 روز خود را شروع می کند و اولین کارش گذاشتن کتری و روشن کردن توستر نان برای صبحانه و مطالعه روزانه است. حال اگر تا ساعت 9:30 کاهشی در میزان دی اکسید کربن در اتاق خواب و انتقال آن به نشیمن رخ نداد، می توانید احتمال دهید که شاید مشکلی پیش آمده و خانم اسمیت همچنان در تختخواب مانده است. در این صورت ابتدا سطح نرم تری از هشدار برای سرپرست مربوطه در اداره خدمات اجتماعی آغاز می شود تا بررسی کند که آیا چیزها در وضعیا عادی هست یا نه."
در جریان این طرح دو سوم ساکنان مسن که در این پروژه آزمایشی شرکت کردند، با ابراز رضایت، خبر از بهبود کیفیت زندگی خود دادند و شورای شهر بالزانو هم موفق شد 31درصد صرفه جویی در هزینه های جاری ویژه مراقبت از سالمندان داشته باشد.
IBM در حال حاضر در برنامه ای گسترده و جامع تر به سرپرستی دانشگاه "بریستول" در صدد طراحی سیستمی است که بتواند به عنوان دستیار سلامت دیجیتالی، طرح مشابهی را برای حمایت از سالمندان اجرا کند که این طرح نیز 24 خانه را با کمک فناوری های IOT با پوشش نظارت و هدایت قرار می دهد. در طرح مشابهی از IOT در حمایت از سالمندان مبتلا به دمانس و زوال عقل استفاده شده که به گزارش گاردین، طراحی بسیار موفقیت آمیز بوده است.
با این حال هرچند IOT ابزاری مفید در افزایش کیفیت زندگی ماست که ابعاد غیر قابل تصوری از دگرگونی را در زندگی در پی داشته، با این حال به دلایل متعددی، فرصتی هم برای نفوذ هکرها و مجرمان سایبری است که در صورت بی توجهی کاربران و مصرف کنندگان، می توانند ابزارهای ساده زندگی و رفاه شما را به کابوس شما مبدل کنند.
این موضوعی است که اخیرا در تولید این کالاهای هوشمند در مرکز توجه شرکت های سازنده بوده و در مطلب دیگر به آن می پردازیم.
