ما هو إنترنت الأشياء (IoT)؟
إنترنت الأشياء (IoT) هي شبكة من الأجسام والأجهزة المتصلة (المعروفة باسم “الأشياء”) التي يتم تجهيزها بأجهزة استشعار (وتقنيات أخرى) تسمح لها بنقل واستقبال البيانات – من وإلى أشياء وأنظمة أخرى. اليوم يستخدم إنترنت الأشياء على نطاق واسع في الإعدادات الصناعية (IIoT) وهو مرادف للصناعة 4.0.
تعريف إنترنت الأشياء بالتفصيل
وفي أكثر المصطلحات عمومية، يتضمن إنترنت الأشياء أي كائن – أو “شيء” – يمكن توصيله لاسلكياً بشبكة إنترنت. ولكن اليوم، أصبح إنترنت الأشياء يعني بشكل أكثر تحديداً الأشياء المتصلة التي تكون مزودة بحساسات وبرامج وتقنيات أخرى تسمح لهم بنقل واستقبال البيانات – بغرض إعلام المستخدمين أو أتمتة إجراء ما. تقليديا، تم تحقيق الاتصال أساسا عن طريق الواي فاي، في حين أن اليوم 5G وأنواع أخرى من منصات الشبكة تقدم الوعد للتعامل مع مجموعات البيانات الضخمة، تقريبا في أي مكان، مع السرعة والموثوقية.
وبمجرد أن تقوم أجهزة إنترنت الأشياء بجمع ونقل البيانات، فإن النقطة القصوى هي التعلم قدر الإمكان منها، وجعلها تقدم مخرجات ورؤى أكثر دقة وتطوراً. هذا هو المكان الذي تلعبه تقنيات الذكاء الاصطناعي: زيادة شبكات إنترنت الأشياء مع قوة التحليلات المتقدمة والتعلم الآلي.
سجل إنترنت الأشياء
في عام 2021، كان هناك أكثر من 10 مليارات جهاز لإنترنت الأشياء في العالم، وبحلول عام 2025، تتوقع IDC أن يتجاوز توليد البيانات العالمية 73 زيتابايت – وهو ما يساوي 73 تريليون غيغابايت. على الرغم من أنه لا يمكننا بالفعل تحديد كمية البيانات الرقمية من الناحية الفيزيائية، يمكننا القول إنه إذا تم تحويل كل هذه البيانات إلى أقراص مرنة في التسعينات - وتم وضعها في نهاية المطاف - فإنها يمكن أن تذهب إلى القمر والعودة إلى أكثر من 5000 مرة.
في غضون بضعة عقود فقط، نمت بيانات إنترنت الأشياء بشكل كبير، وهذا من المرجح أن يستمر. فماذا انطلق من طفرة إنترنت الأشياء هذه؟ ولكي يتطور إنترنت الأشياء، كان لا بد من تضافر مجموعة محددة من التقنيات والتقدم في آن واحد.
الاتصال: تطور من البدايات المتواضعة القائمة على المودم، أصبح الاتصال بالإنترنت والسحابة اليوم سريع ومتين بما فيه الكفاية بما يكفي لإرسال واستقبال أحجام هائلة من البيانات ودعم النمو الأسي لإنترنت الأشياء.
تكنولوجيا الاستشعار: مع الارتفاع المطرد في الطلب على ابتكار أجهزة استشعار إنترنت الأشياء، انتقل السوق من عدد قليل من مزودي الخدمات المتخصصة المكلفة إلى صناعة تصنيع أجهزة الاستشعار ذات العولمة العالية والتنافس على الأسعار. منذ عام 2004، انخفض متوسط سعر أجهزة استشعار إنترنت الأشياء بأكثر من 70٪، مصحوباً بارتفاع يغذيه الطلب في وظائف أفضل وتنوع في هذه المنتجات.
قوة الحوسبة: سيكون هناك ضعفي أكثر من البيانات التي تم إنشاؤها في السنوات الخمس المقبلة، مقارنة مع منذ بدء التخزين الرقمي. ولاستخدام كل تلك البيانات والاستفادة منها، تطلب الشركات الحديثة كميات متزايدة باستمرار من الذاكرة وقوة المعالجة. وقد كان السباق لتحقيق ذلك سريعاً وتنافسياً وحفز تزايد أهمية إنترنت الأشياء وقابليتها للتطبيق.
تقنية البيانات الضخمة: منذ ثمانينيات القرن العشرين، نمت بيانات العالم، بالإضافة إلى تكنولوجيا الكمبيوتر اللازمة لتخزينها، بشكل مضطرد. سمح التقدم في قواعد البيانات وأدوات التحليل بمعالجة وتحليل كميات هائلة من البيانات المتولدة من أجهزة إنترنت الأشياء والمركبات الذكية والمعدات وتحليلها في الوقت الفعلي. هذه السرعة والقدرة ضرورية لإنترنت الأشياء.
الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي: توفر هذه التقنيات القدرة ليس فقط على إدارة ومعالجة كميات هائلة من بيانات إنترنت الأشياء، بل على التحليل والتعلم منها. البيانات الضخمة هي الطعام المفضل للذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي. كلما كانت مجموعات البيانات أكبر وأكثر تنوعًا، زادت قوة ودقة الرؤى والمعلومات التي يمكن أن تقدمها التحليلات المتقدمة المشغَّلة بواسطة الذكاء الاصطناعي. وقد نما الارتفاع في أجهزة إنترنت الأشياء بشكل كبير جداً إلى جانب تقدم الذكاء الاصطناعي وشهيته للبيانات التي تصلها.
الحوسبة السحابية: مثلما كانت الربط جزءًا لا يتجزأ من تطوير إنترنت الأشياء، فإن صعود الحوسبة السحابية ارتبط أيضًا ارتباطًا وثيقًا بتطوّره. مع القدرة على تقديم قوة المعالجة والتخزين الكبير الحجم عند الطلب، مهدت خدمات إنترنت الأشياء السحابية الطريق لأجهزة إنترنت الأشياء لجمع ونقل مجموعات البيانات الكبيرة والمعقدة بشكل متزايد.
كيف يعمل إنترنت الأشياء؟
أجهزة إنترنت الأشياء هي عيوننا وآذاننا عندما لا نستطيع أن نكون هناك مادياً – التقاط أي بيانات تتم برمجتها لتجميعها. ويمكن بعد ذلك تجميع هذه البيانات وتحليلها لمساعدتنا في الإبلاغ عن الإجراءات أو القرارات اللاحقة وأتمتتها. وهناك أربع مراحل أساسية في هذه العملية:
أربع مراحل رئيسية في إنترنت الأشياء
- التقاط البيانات. ومن خلال أجهزة الاستشعار، تلتقط أجهزة إنترنت الأشياء البيانات من بيئاتها. قد يكون هذا بسيطًا مثل درجة الحرارة أو تعقيد تغذية الفيديو في الوقت الفعلي.
- مشاركة البيانات. وباستخدام اتصالات الشبكة المتوفرة، تقوم أجهزة إنترنت الأشياء بإرسال هذه البيانات إلى نظام سحابي عام أو خاص (جهاز نظام الجهاز) أو إلى جهاز آخر (جهاز الجهاز)، أو تخزينها محليًا كما هو موجه للمعالجة عند الحافة.
- قم بمعالجة البيانات. في هذه المرحلة، يتم برمجة البرامج للقيام بشيء ما على أساس تلك البيانات - مثل تشغيل مروحة أو إرسال تحذير.
- التصرف على البيانات. يتم تحليل البيانات المتراكمة من جميع الأجهزة ضمن شبكة إنترنت الأشياء. وهذا يقدم رؤى شاملة قوية لإبلاغ الإجراءات الواثقة وقرارات الأعمال.
أمثلة على شبكات إنترنت الأشياء قيد التنفيذ
شبكات إنترنت الأشياء والبيانات التي تنتجها هي في العمل تقريبا في جميع جوانب الحياة العصرية – في منازلنا، وسياراتنا، ومخازننا، وحتى على أجسامنا.
المنازل الذكية: العديد من الناس بالفعل على دراية وثيقة بشبكات إنترنت الأشياء في منازلهم الخاصة. من خلال المفاتيح الذكية وأجهزة الاستشعار والأجهزة التي تتواصل من خلال بروتوكولات مثل Z-Wave أو Zigbee، يمكن استخدام أنظمة الأتمتة المنزلية لمراقبة والتحكم في أشياء مثل الإضاءة والمناخ وأنظمة الأمن والأجهزة وأكثر - حتى من بعيد. إذا نسيت إطفاء الأضواء أو فرنك قبل مغادرة المنزل، يمكنك القيام بذلك من هاتفك من خلال أجهزة مزودة بإنترنت الأشياء.
الشبكات الذكية: جنبا إلى جنب مع الذكاء الاصطناعي وتكنولوجيا التحليلات المتقدمة، تستخدم الشبكات الذكية حلول إنترنت الأشياء للمساعدة في دمج التكنولوجيا لمساعدة المستهلكين على الحصول على حصة أفضل وفهم الطاقة التي يستخدمونها – وحتى إنتاجها – من خلال الألواح الشمسية وغيرها من الوسائل. ويمكن لأجهزة استشعار إنترنت الأشياء عبر الشبكة الكشف عن المخاطر المحتملة في وقت سابق بحيث يمكن إعادة توزيع الطاقة حسب الحاجة لمنع أو تقليل الانقطاعات وغيرها من القضايا. كما يمكن لأجهزة الاستشعار الكشف عن المشاكل الميكانيكية وفنيي التنبيه حسب الحاجة لإجراء الإصلاحات، وكلها تساعد مستهلكي الطاقة على التحكم والبصيرة بشكل أفضل.
المدن الذكية: وفقًا لمؤشر المدينة الذكية (SCI)، فإن المدينة الذكية هي "بيئة حضرية تطبق التكنولوجيا لتعزيز الفوائد وتقليل أوجه القصور في التحضر".زيادة عدد السكان، وازدحام حركة المرور، والبنى التحتية للشيخوخة كلها من بين بعض التحديات التي تساعد إنترنت الأشياء على التصدي لها. وباستخدام أجهزة الاستشعار والعدادات وأجهزة إنترنت الأشياء الأخرى، يمكن لمخططي المدن مراقبة وجمع البيانات لمعالجة القضايا بشكل استباقي. على سبيل المثال، يمكن لأجهزة الاستشعار التي توضع في مصارف العواصف الكشف عن مستويات المياه وأتمتة الإجراءات للمساعدة في منع الفيضانات عندما تصل المستويات إلى مستويات عالية للغاية.
السيارات المتصلة: اليوم، تقريباً جميع السيارات الجديدة تتدحرج عن الخط مع إنترنت الأشياء والوظائف الذكية، مع توقع نمو سيارات 5G في كل مكان على مدى السنوات الخمس المقبلة وما بعدها. تساعد أنظمة مساعدة السائقين المتقدمة (ADAS) التي تستخدم تقنية إنترنت الأشياء السائقين على تجنب الاصطدامات وتخطيط المسارات والضغط في النقاط الضيقة وأكثر من ذلك بكثير. ومع تطور إنترنت الأشياء للسيارات، فإننا نشهد بشكل متزايد الاتصال مع الأجهزة الخارجية مثل إشارات المرور، والمشاة، ومصادر الأخبار والطقس، ومزودي خدمات الترفيه بالدفق.
إنترنت الأشياء في مجال البيع بالتجزئة: يتم استخدام حلول إنترنت الأشياء التي تواجه العملاء بشكل متزايد لتعزيز التجارب داخل المتجر. يمكن للكاميرات الذكية المنشطة للحركة والرفوف الذكية والمنارة وتقنيات تحديد التردد اللاسلكي أن تساعد المتسوقين في تحديد موقع العناصر من خلال تطبيق الأجهزة المتنقلة. فهي تجعل من السهل مشاركة معلومات المخزون، بل ترسل عروض ترويجية في السياق إلى العملاء أثناء تصفحهم في المتجر. ومع ضبابية الخطوط بين تجارب التسوق داخل المتجر وعبر الإنترنت، يمكن لحلول إنترنت الأشياء المساعدة في تحسين تجارب العملاء من خلال تتبع التسليم وشحن المركبات، مما يتيح للعملاء تخصيص خطط التسوق الخاصة بهم بشكل أفضل.
الصحة عن بُعد: من الشائع بشكل متزايد رؤية الأجهزة الطبية الاستهلاكية التي تعتمد على إنترنت الأشياء مثل الساعات الذكية وموزعات الأدوية التي تساعد الأطباء على مراقبة المرضى عن بعد. لكن بعض التطورات الأكثر روعة في مجال الصحة عن بعد تأتي عبر أدوات جراحية ذكية. وهذا ذو صلة خاصة بالمرضى في المناطق النائية أو المتخلفة. وتسمح هذه الأدوات للأطباء البعيدين بالتواصل مع بعض أفضل الجراحين في العالم، وإجراء الجراحات الموجهة، والتشخيصات عن بعد، وحتى مراقبة المرضى المخدرين خلال ذلك الوقت الحرج.
إدارة المرور: من خلال شبكة من أجهزة الاستشعار والكاميرات والأجهزة الأخرى، يمكن استخدام تقنية إنترنت الأشياء للحد من الازدحام المروري والمساعدة على توفير خيارات إعادة توجيه قابلة للتطبيق. على سبيل المثال، يمكن استخدام تغذية البيانات في الوقت الحقيقي لضبط توقيت الإشارات لضمان التدفق السلس لحركة المرور في الظروف الديناميكية. ويمكن لأجهزة استشعار الضوء الكشف عن سطوع الإضاءة وتعديله للحصول على الرؤية المثلى بينما يمكن لأجهزة استشعار الطريق الكشف عن الحوادث والإبلاغ التلقائي عن المشكلات.
ما هي الاستخدامات الصناعية لبيانات إنترنت الأشياء؟
من بين تريليونات الجيجا بت من البيانات التي نولدها كل عام، تعد بيانات إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT) أكبر منتج (وأسرع نمو) للبيانات. ويأتي جزء كبير منها من كاميرات المراقبة التي تقارب المليار كاميرا حول العالم. كما يتم توليد كميات هائلة من السيارات المتصلة وتطبيقات التصنيع والنقل. واليوم، يتم توليد بيانات IIoT وتجميعها والاستفادة منها في جميع الصناعات تقريبًا، بدءًا من إدارة سلسلة التوريدات وحتى الرعاية الصحية.
أحد المجالات التي تنمو فيها تكنولوجيا IIoT الأسرع هو ضمن سلاسل التصنيع والتوريد. في المصنع الذكي، يمكن لأجهزة الاستشعار الكشف عن القضايا الميكانيكية وحتى التنبؤ بها للحفاظ على سير الأمور بسلاسة. كما يمكنهم جمع وتحليل البيانات التشغيلية للعثور على تدفقات العمل والعمليات التي تعد الأسرع والأكثر كفاءة – والتي يمكن بعد ذلك أتمتتها عبر نظام مركزي. في سلاسل التوريد، تساعد حلول إنترنت الأشياء على تبسيط التشغيل من طرف إلى آخر. يمكن تتبع البضائع الخام والتوريدات من أجل السلامة والمصدر. يمكن مراقبة الخدمات اللوجستية للشحن والشحن والأميال الأخيرة في الوقت الفعلي. ويمكن أن يكون لدى العملاء تحديثات مباشرة حول حالة طلباتهم أو أصل منتجاتهم.
مستقبل إنترنت الأشياء
إن ما يمكن أن نبحث عنه في المستقبل، هو تكامل أكثر سلاسة بين التكنولوجيا والتجربة البشرية. في حين أن ميتافيرس قد لا يزال على بعد بضع سنوات، فإن الصوت ثلاثي الأبعاد والواقع الافتراضي المتقدم والأحاسيس اللمسية والتخصيص الآني الذي يعمل بنظام الذكاء الاصطناعي سيعني أن تفاعلنا مع الأجهزة من حولنا، سيسمح بتجارب حسية “حقيقية” بشكل متزايد. وعلاوة على ذلك، ومع ارتفاع 5G والاتصال السريع في كل مكان على الصعيد العالمي، سيتمتع الإنسان بقدرة تشبه الكوانتوم على مشاركة هذه التجارب عبر أي مسافة. انعكاسات ذلك واسعة ولها القدرة على التغيير كيف نقترب من بعض أهم أنشطتنا ومؤسساتنا الأساسية كأماكن العمل والرعاية الجراحية والطبية والعقارات والتسوق والسفر والعلاقات الإنسانية بشكل عام.