تعريف إنترنت الأشياء بالتفصيل

وفي أعم المصطلحات، يتضمن إنترنت الأشياء أي كائن - أو "شيء" - يمكن ربطه لاسلكياً بشبكة إنترنت. ولكن اليوم، أصبح إنترنت الأشياء يعني بشكل أكثر تحديدًا أشياء متصلة مزودة بأجهزة استشعار وبرامج وغيرها من التقنيات التي تسمح لها بنقل واستقبال البيانات - بغرض إعلام المستخدمين أو أتمتة إجراء ما. تقليديا، تم تحقيق الاتصال أساسا عن طريق الواي فاي، في حين اليوم 5G وأنواع أخرى من منصات الشبكة تقدم الوعد للتعامل مع مجموعات البيانات الضخمة، في أي مكان تقريبا، مع السرعة والموثوقية.

وبمجرد أن تقوم أجهزة إنترنت الأشياء بجمع ونقل البيانات، فإن النقطة النهائية هي التعلم منها بأكبر قدر ممكن، وجعلها تقدم مخرجات ورؤى أكثر دقة وتطوراً على نحو متزايد. هذا هو المكان الذي يتم فيه تشغيل تقنيات الذكاء الاصطناعي: زيادة شبكات إنترنت الأشياء بقوة الذكاء الاصطناعي التوليدي وتدريب الآلة وتحليلات البيانات.

المحركات الرئيسية لنمو إنترنت الأشياء

خلال بضعة عقود فقط، نمت بيانات إنترنت الأشياء بشكل كبير، ومن المرجح أن يستمر ذلك. إذن ما الذي انطلق من ازدهار إنترنت الأشياء هذا؟ ولكي يتطور إنترنت الأشياء، كان على مجموعة محددة من التقنيات أن تجتمع وتتقدم في آن واحد.

• الاتصال: التطور من البدايات المتواضعة القائمة على المودم، أصبح الاتصال بشبكة الإنترنت والسحابة اليوم سريع وقوي بشكل كافٍ بما يكفي لإرسال واستقبال أحجام هائلة من البيانات ودعم النمو الأسي لإنترنت الأشياء.
• تكنولوجيا الاستشعار: مع الارتفاع المطرد في الطلب على الابتكار في أجهزة استشعار إنترنت الأشياء، ذهب السوق من عدد قليل من مقدمي الخدمات المتخصصة المكلفة إلى صناعة مستشعرات ذات عولمة وتنافسية سعرية عالية. ومنذ عام 2004، انخفض متوسط سعر أجهزة استشعار إنترنت الأشياء بنسبة تزيد على 70%، مصحوباً بارتفاع مفعم بالطلب في وظائف وتنوع أفضل في هذه المنتجات.
• قوة الحوسبة: لاستخدام الكمية الهائلة من البيانات المتوفرة والاستفادة منها، تتطلب الشركات الحديثة كميات متزايدة باستمرار من الذاكرة وقوة المعالجة. وقد كان السباق لتحقيق ذلك سريعاً وتنافسياً وقد دفع بتنامي أهمية وإنطباق إنترنت الأشياء.
• تقنية البيانات الضخمة: منذ ثمانينيات القرن العشرين، نمت بيانات العالم، بالإضافة إلى تكنولوجيا الكمبيوتر اللازمة لتخزينها، بشكل كبير. وقد سمح التقدم في قواعد البيانات وأدوات التحليل بمعالجة وتحليل كميات هائلة من البيانات المتولدة من أجهزة إنترنت الأشياء والمركبات الذكية والمعدات 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، ولكن للتحليل 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 التي تعمل بواسطة الذكاء الاصطناعي. وقد نما الارتفاع في أجهزة إنترنت الأشياء كثيراً إلى جانب تقدم الذكاء الاصطناعي وشهيته على البيانات التي تقدمها.
• الحوسبة السحابية: مثلما كان الاتصال جزءًا لا يتجزأ من تطوير إنترنت الأشياء، كان صعود الحوسبة السحابية مرتبطًا ارتباطًا وثيقًا بتطورها. ومع القدرة على تقديم قوة المعالجة والتخزين عالي الحجم عند الطلب، مهدت خدمات إنترنت الأشياء السحابية الطريق أمام أجهزة إنترنت الأشياء لجمع ونقل مجموعات بيانات كبيرة ومعقدة بشكل متزايد.

كيف تعمل إنترنت الأشياء؟

أجهزة إنترنت الأشياء هي أعيننا وآذاننا عندما لا يمكننا أن نكون هناك مادياً - التقاط أي بيانات تتم برمجتها لتجميعها. ويمكن بعد ذلك جمع تلك البيانات وتحليلها لمساعدتنا في إبلاغ وأتمتة الإجراءات أو القرارات اللاحقة. توجد أربع مراحل أساسية في هذه العملية:

1. التقاط البيانات. ومن خلال أجهزة الاستشعار، تلتقط أجهزة إنترنت الأشياء البيانات من بيئاتها. ويمكن أن يكون ذلك بسيطًا مثل درجة الحرارة أو قدر تعقيد تغذية الفيديو في الوقت الفعلي.
2. مشاركة البيانات. وباستخدام اتصالات الشبكة المتاحة، تقوم أجهزة إنترنت الأشياء بإرسال هذه البيانات إلى نظام سحابي عام أو خاص (جهاز نظام-جهاز) أو إلى جهاز آخر (جهاز الجهاز)، أو تخزينها محليًا على النحو الموجه للمعالجة على الحافة.
3. معالجة البيانات. في هذه المرحلة، يتم برمجة البرمجيات للقيام بشيء بناء على تلك البيانات - مثل تشغيل مروحة أو إرسال تحذير.
4. التصرف في البيانات. يتم تحليل البيانات المتراكمة من جميع الأجهزة داخل شبكة إنترنت الأشياء. يقدم هذا رؤى شاملة قوية لإثراء الإجراءات واتخاذ قرارات الأعمال الواثقة.

أمثلة على شبكات إنترنت الأشياء قيد التنفيذ

شبكات إنترنت الأشياء والبيانات التي تنتجها هي في العمل في جميع جوانب الحياة الحديثة تقريبا - 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 الأشياء مثل الإضاءة والمناخ والأنظمة الأمنية والأجهزة وأكثر من ذلك - حتى من بعيد. إذا نسيت إطفاء الأضواء أو فرنك قبل مغادرة المنزل، يمكنك القيام بذلك من هاتفك من خلال أجهزة مزودة بتقنية إنترنت الأشياء.
• الشبكات الذكية: جنبا إلى جنب مع تقنية الذكاء الاصطناعي والتحليلات المتقدمة، تستخدم الشبكات الذكية حلول إنترنت الأشياء للمساعدة في دمج التكنولوجيا لمساعدة المستهلكين على توفير حصص أفضل وفهم الطاقة التي يستخدمونها - وحتى إنتاجها - من خلال الألواح الشمسية وغيرها من الوسائل. ويمكن لمستشعرات إنترنت الأشياء عبر الشبكة الكشف عن المخاطر المحتملة في وقت سابق بحيث يمكن إعادة توزيع الطاقة حسب الحاجة لمنع أو تقليل الانقطاع عن العمل ومسائل أخرى. كما يمكن للمستشعرات الكشف عن المشاكل الميكانيكية وتقنيي التنبيه حسب الحاجة لإجراء الإصلاحات، وكل ذلك يساعد مستهلكي الطاقة على التحكم والبصيرة بشكل أفضل.
• المدن الذكية: وفقاً لمؤشر المدينة الذكية (SCI)، فإن المدينة الذكية هي “محيط حضري يطبق التكنولوجيا لتعزيز الفوائد والتقليل من أوجه القصور في التحضر”. إن زيادة عدد السكان، والازدحام المروري، والبنى التحتية للشيخوخة كلها من بين بعض التحديات التي يساعد إنترنت الأشياء على التصدي لها. باستخدام أجهزة الاستشعار والعدادات وغيرها من أجهزة إنترنت الأشياء، 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 تكون المستويات مرتفعة للغاية.
• السيارات المتصلة: تنطلق اليوم جميع السيارات الجديدة تقريباً من الخط مع إنترنت الأشياء والوظائف الذكية، حيث من المتوقع أن تنمو سيارات الجيل الخامس في كل مكان خلال السنوات الخمس المقبلة وما بعدها. تساعد أنظمة مساعدة السائقين المتقدمة (ADAS) التي تستخدم تقنية إنترنت الأشياء السائقين على تجنب الاصطدامات وتخطيط المسارات والضغط على البقع الضيقة وأكثر من ذلك بكثير. ومع تطور إنترنت الأشياء في السيارات، نشهد بشكل متزايد اتصالاً مع الأجهزة الخارجية مثل إشارات المرور والمشاة ومصادر الأخبار والطقس ومزودي الترفيه المتدفقين.
• إنترنت الأشياء في البيع بالتجزئة: يتزايد استخدام حلول إنترنت الأشياء التي تواجه العملاء لتعزيز التجارب داخل المتجر. ويمكن للكاميرات الذكية التي تنشط الحركة والرفوف الذكية والمنارة وتقنيات تحديد التردد اللاسلكي أن تساعد المتسوقين على تحديد موقع الأصناف من خلال تطبيق الهاتف المحمول. فهي تجعل من السهل مشاركة معلومات المخزون، وحتى إرسال ترويجات في السياق للعملاء 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 مركبات التسليم والشحن، مما يسمح للعملاء بتخصيص خطط التسوق الخاصة بهم بشكل أفضل.
• الصحة عن بعد: من الشائع على نحو متزايد رؤية الأجهزة الطبية الاستهلاكية التي يقودها إنترنت الأشياء مثل الساعات الذكية وموزعات الأدوية التي تساعد الأطباء على مراقبة المرضى عن بعد. لكن بعض التقدم الأكثر روعة في مجال الصحة عن بعد يأتي عبر أدوات جراحية ذكية. وهذا ذو صلة خاصة بالمرضى في المناطق النائية أو غير المتقدمة. وتسمح هذه الأدوات للأطباء عن بعد بالتواصل مع بعض أفضل الجراحين في العالم، لإجراء العمليات الجراحية الموجهة، والتشخيصات عن بعد، وحتى مراقبة المرضى المخدرين خلال ذلك الوقت الحرج.
• إدارة حركة المرور: من خلال شبكة من أجهزة الاستشعار والكاميرات والأجهزة الأخرى، يمكن استخدام تقنية إنترنت الأشياء للحد من الازدحام المروري والمساعدة في توفير خيارات إعادة توجيه قابلة للعمل. على سبيل المثال، يمكن استخدام مواجز البيانات في الوقت الفعلي لتعديل توقيت الإشارات لضمان تدفق سلس لحركة المرور في الظروف الديناميكية. ويمكن لأجهزة الاستشعار الضوئية اكتشاف وضبط سطوع الإضاءة للحصول على الرؤية المثلى بينما يمكن لأجهزة استشعار الطرق الكشف عن الحوادث والإبلاغ عن المشكلات تلقائياً.

ما هي الاستخدامات الصناعية لبيانات إنترنت الأشياء؟

من تريليونات الجيجابت من البيانات التي نولدها كل عام، فإن بيانات إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT أو Industry 4.0) هي أكبر منتج (وأسرع نمو) للبيانات. ويأتي هذا النمو في البيانات من مصادر لا تعد ولا تحصى، من كاميرات المراقبة إلى السيارات المتصلة وتطبيقات التصنيع والنقل. اليوم، يتم إنشاء بيانات IIoT وجمعها والاستفادة منها عبر كل صناعة تقريبًا، بدءًا من إدارة سلسلة التوريدات وحتى الرعاية الصحية.

أحد المجالات التي تنمو فيها تكنولوجيا IIoT الأسرع هو داخل التصنيع وسلاسل التوريد. وفي المصنع الذكي، يمكن لأجهزة الاستشعار الكشف عن المشكلات الميكانيكية وحتى التنبؤ بها للحفاظ على سلاسة سير الأمور. كما يمكنهم جمع وتحليل البيانات التشغيلية للعثور على تدفقات العمل والعمليات الأسرع والأكثر كفاءة - والتي يمكن بعد ذلك أن تكون مؤتمتة عبر نظام مركزي. في سلاسل التوريدات، تساعد حلول إنترنت الأشياء على تبسيط العملية من النهاية إلى النهاية. يمكن تتبع البضائع الخام والتوريدات من أجل السلامة والمصدر. يمكن مراقبة البضائع والشحن والخدمات اللوجستية لآخر ميل في الوقت الفعلي. ويمكن للعملاء الحصول على تحديثات مباشرة حول حالة طلباتهم أو أصل منتجاتهم.

مستقبل إنترنت الأشياء

ما يمكن أن نبحث عنه في المستقبل، هو تكامل أكثر سلاسة بين التكنولوجيا والتجربة الإنسانية. في حين أن الميتافيرس قد لا يزال على بعد بضع سنوات، الصوت ثلاثي الأبعاد، الواقع الافتراضي المتقدم، الأحاسيس الشوكية، والتخصيص الآني الذي يعمل بنظام الذكاء الاصطناعي سيعني أن تفاعلنا مع الأجهزة من حولنا، سيسمح بتجارب حسية “حقيقية” على نحو متزايد. وعلاوة على ذلك، مع صعود الاتصال السريع 5G وعالميا في كل مكان، سيكون لدى البشر قدرة تشبه الكم على مشاركة هذه التجارب عبر أي مسافة. الآثار المترتبة على ذلك واسعة ولها القدرة على تغيير كيفية اقترابنا من بعض أهم أنشطتنا ومؤسساتنا الأساسية مثل أماكن العمل والرعاية الجراحية والطبية والعقارات والتسوق والسفر والعلاقات الإنسانية بشكل عام.