اینترنت اشیا چیست؟

اینترنت اشیا چیست؟

اینترنت اشیا (Internet of Things یا به اختصار IoT) به میلیاردها دستگاه فیزیکی در سراسر جهان گفته می‌شود که به اینترنت متصل هستند و اطلاعات را جمع‌آوری می‌کنند و با کاربر و سایر دستگاه‌های متصل به اشتراک می‌گذارند.

تقریبا هر چیزی که بتواند به شبکه اینترنت متصل شود، بخشی از اینترنت اشیا است. در خانه هوشمند، این گجت‌های مجهز به اینترنت ما را از شر انجام کارهای خانه رها می‌کنند، کمی از وقت باارزشمان را به ما بازمی‌گردانند و به زندگی روزمره و خاکستری ما، رنگ و لعاب هیجان‌انگیزتری می‌بخشند.

اما اینترنت اشیا چیزی فراتر از گرم کردن فر با صدا یا خاموش کردن چراغ‌ها با گوشی هوشمند است. هدف اصلی اینترنت اشیا این است که با نصب حسگر روی هر چیزی در دنیا و ترجمه آن به زبان دیجیتال، کامپیوترها را در تماس مستقیم با محیط فیزیکی اطراف ما قرار بدهد.

به عبارت دیگر، اگر در واقعیت مجازی این ما انسان‌ها هستیم که به دنیای دیجیتال کامپیوترها قدم می‌گذاریم، در اینترنت اشیا این دنیای دیجیتال است که وارد جهان فیزیکی ما می‌شود.

دستگاه‌های متصل به اینترنت می‌توانند راهی برای پیش‌بینی در مورد همه چیز، از رفتار مصرف‌کننده گرفته تا وقایع آب‌و‌هوایی، باشند؛ اما این دستگاه‌ها در عین حال دسترسی هکرها به فضای خصوصی افراد برای سرقت و فاش کردن اطلاعات شخصی آن‌ها را آسان‌تر می‌کنند. بسته به اینکه از چه کسی بپرسید، اینترنت اشیا قرار است آینده تکنولوژی را دگرگون کند یا همچون ربات غول‌پیکر افسارگسیخته‌ای، پایان عصر تکنولوژی بشر را رقم بزند.

تاریخچه اینترنت اشیا

اینترنت اشیا داستان پیدایش جالبی دارد. شاید اولین نمونه‌ای که بتوان واقعا نام اینترنت اشیا را روی آن گذاشت، دستگاه وندینگ حاوی قوطی‌های کوکاکولا بود که در دهه ۸۰، یعنی بیش از ده سال قبل از اینکه نام اینترنت اشیا روی این تکنولوژی گذاشته شود، در دانشگاه کارنگی ملون در پیتسبورگ پنسیلوانیا قرار داشت. یکی از دانشجویان این دانشگاه به نام دیوید نیکولز از اینکه مجبور بود برای خرید نوشیدنی، هر بار مسیری طولانی را از دفتر خود تا این یخچال طی کند، خسته و کلافه شده بود و در اغلب اوقات هم وقتی به یخچال می‌رسید، از نوشابه خبری نبود یا کاملا گرم بود.

ذهن نیکولز مدت‌ها درگیر این ماجرا بود که ناگهان اولین دستگاه وندینگی را که با کامپیوتر کنترل می‌شد و در دانشگاه استنفورد قرار داشت، به یاد آورد و متوجه شد تکنولوژی که برای حل مشکل یخچال کوکاکولا دانشگاه خود به دنبال آن بود، از پیش وجود داشته است.

چند روز بعد، نیکولز به همراه چند نفر از دوستانش، سیستمی برای اتصال به دستگاه وندینگ از طریق آرپانت (پیش‌درآمد اینترنت امروزی) طراحی کرد که به کمک آن می‌توانستند از راه دور وضعیت موجودی یخچال را بررسی کنند (مثلاً ببینند آیا در یخچال نوشیدنی موجود است یا اینکه نوشیدنی خنک است). از نظر بسیاری، این دستگاه وندینگ اولین دستگاه واقعی اینترنت اشیا بود.

اما در سال ۱۹۹۹ بود که نام «اینترنت اشیا» توسط کوین اشتون، یکی از بنیان‌گذاران گروه پژوهشی Auto-ID Labs در دانشگاه MIT، ابداع شد.

اشتون آن زمان در شرکت Procter & Gamble مسئول راه‌اندازی خط تولید لوازم آرایشی بود. او هر بار که به مغازه لوازم آرایشی محل می‌رفت، متوجه می‌شد رژ لب قهوه‌ای در قفسه‌ها یافت نمی‌شود. مسئولان زنجیره تأمین به او می‌گفتند این رنگ رژ در انبار موجود است؛ اما اشتون نیاز داشت بداند این رژها دقیقا کجا بودند، چه اتفاقی برایشان می‌افتاد و چرا مغازه نمی‌توانست از آن‌ها به تعداد کافی داشته باشد؛ اما کسی جواب این سؤال‌ها را نمی‌دانست.

تقریبا هم‌زمان با این ماجرا، برچسب‌های RFID توسعه یافتند. این تگ‌ها دارای تراشه‌های ریزی بودند که به کمک امواج رادیویی می‌توانست داده‌های بسیار کم‌حجمی را به‌طور بی‌سیم منتقل کند. هنگامی که اشتون داشت در مورد «اینترنت اشیا»‌ برای شرکت Procter & Gamble سخنرانی می‌کرد، پیشنهاد داد از این تگ‌ها برای محصولات شرکت استفاده شود تا از این طریق اجناس در طول زنجیره تأمین به‌آسانی شناسایی و ردیابی شوند.

آن روزها کلمه «اینترنت» تازه بر سر زبان‌ها افتاده بود و هر کس با شنیدن آن هیجان‌زده می‌شد. اشتون هم از این موقعیت استفاده کرد و برای جلب نظر مدیران شرکت، در عنوان سخنرانی خود از کلمه «اینترنت» استفاده کرد.

کاربرد اینترنت اشیا

تقریبا تمام اجسام فیزیکی می‌توانند به دستگاه اینترنت اشیا تبدیل شوند، به شرط اینکه قابلیت اتصال به اینترنت داشته تا از این طریق کنترل شوند یا با کاربر و دستگاه‌های دیگر، اطلاعات رد و بدل کنند.

در حوزه اینترنت اشیا احتمالا نام یخچال هوشمند زیاد به گوشتان خورده است؛ پس بیاید یکی از جالب‌ترین کاربردهای اینترنت اشیا را با یخچال هوشمند توضیح دهیم. فرض کنید در حال بازگشت از محل کار هستید. خودرو شما به گوشی هوشمندتان متصل است و این گوشی به یخچال هوشمند شما در خانه وصل است.

در این لحظه یخچال، پیغامی به گوشی شما می‌فرستد و شما را از تمام شدن شیر آگاه می‌کند. این پیام روی داشبورد خودروی متصل شما به نمایش درخواهد آمد و به شما نزدیک‌ترین سوپرمارکت را برای خرید شیر روی نقشه نشان می‌دهد. قفسه‌های سوپرمارکت هم متصل هستند و حالا روی داشبورد خودرو با این پیام روبه‌رو می‌شوید که سوپرمارکت، برند شیر مورد علاقه شما را موجود دارد. اینترنت اشیا یعنی این.

کاربرد اینترنت اشیا در محل کار شامل سیستم‌های ردیابی موجودی انبار است تا هر موقع با کمبود محصول مواجه شدید، شما را در جریان بگذارد و به‌صورت خودکار محصولات جدید را سفارش بدهد. نمونه دیگری از اینترنت اشیا در محیط کار، میزهای هوشمندی است که به کارمندانی که به مدت طولانی روی صندلی نشسته‌اند هشدار می‌دهد تا از جای خود بلند شوند. اسپیکرهای هوشمند مخصوص محیط کار، نظیر Alexa for Business، کارمندان را قادر می‌سازد تنها به کمک صدای خود تجهیزات ویدئوکنفرانس را روشن کنند، تقویم را بررسی کنند، زمانی را برای برگزاری جلسه تعیین کنند و اتاق کنفرانس خالی پیدا کنند.

در حوزه صنایع مانند بخش تولید، حسگرهای اینترنت اشیا در ماشین‌آلات، تجهیزات، خطوط تولید، انبارها و وسایل نقلیه می‌توانند داده‌های جمع‌آوری‌شده را در قالب گزارش‌های تعمیر و نگه‌داری در لحظه منتقل کنند تا اگر دستگاهی دچار مشکل شد یا قطعه‌ای نیاز به تعویض داشت، سازمان بلافاصله در جریان قرار بگیرد. با داشتن چنین سیستم پیشرفته‌ای، قطعه معیوب بی‌درنگ شناسایی‌ می‌شود تا مهندسان پیش از بروز هرگونه اختلال در کار، تعمیرات لازم را روی آن انجام بدهند.

تگ‌ها و حسگرهای مجهز به اینترنت اشیا در زنجیره تأمین نیز بسیار مفید هستند. از کارخانه تا کامیون تا انبار تا مغازه، اینترنت اشیا می‌تواند به سازمان‌ها، تصویری متمرکز و واحد از محل دقیق تمام محصولات، نحوه تولید آن‌ها، سرعت حمل‌و‌نقل آن‌ها و سرعت فروش آن‌ها ارائه بدهد.

در بخش مراقبت‌های بهداشتی، همه چیز از حسگرهای بلعیدنی گرفته تا دستگاه‌های استنشاقی متصل و لنزهای تماسی اکنون بخشی از اینترنت اشیا شده‌اند و بیماران و متخصصان حوزه بهداشت را نسبت به اتفاقات داخل بدن، وضعیت سلامت و نحوه مصرف داروها آگاه می‌کنند.

از بُعد ساده‌تر، می‌توان به اینترنت اشیا به شکل لامپی نگاه کرد که با گوشی هوشمند روشن و خاموش می‌شود؛‌ سیستم دمای هوشمند که به کمک حسگرهای کار گذاشته‌شده در سراسر خانه، حضور ساکنان را در اتاق‌ها تشخیص می‌دهد و دما را با حضور آن‌ها و متناسب با علاقه آن‌ها تنظیم می‌کند؛‌ اسباب‌بازی هوشمندی که به‌طور بی‌سیم به دیتابیس آنلاین متصل می‌شود و با قابلیت تشخیص صدا و تصویر، به سؤالات و درخواست‌های کودکان پاسخ می‌دهد.

در ابعاد بزرگ‌تر، اینترنت اشیا را می‌توان در موتور جتی یافت که با هزاران حسگر برای جمع‌آوری و انتقال داده پر شده است. حتی در مقیاسی بزرگ‌تر از این، پروژه‌های مربوط به شهرهای هوشمند، تمام نقاط شهر را با حسگر می‌پوشانند تا درک و کنترل انسان را بر محیط اطراف خود افزایش بدهند.

نحوه کار اینترنت اشیا

می‌توان گفت کاربرد اینترنت اشیا در تمام صنایع بی‌انتها است و این تکنولوژی بدون شک پتانسیل بسیار بیشتری از یخچال هوشمند دارد. اما اینترنت اشیا چگونه کار می‌کند و مؤلفه‌های اصلی این سیستم چیست؟

برای اینترنت اشیا اولین چیزی که نیاز دارید، حسگرها و دستگاه‌هایی با قابلیت جمع‌آوری، ذخیره، انتقال و دریافت داده است. مولفه بعدی اتصال است؛ داده‌های جمع‌آوری‌‎شده باید بین دستگاه‌های مختلف مبادله شود و در واقع بین آن‌ها ارتباط برقرار شود؛ عاملی که این ارتباط را ممکن می‌کند، اینترنت است.

به‌طور معمول، حسگرها و دستگاه‌های اینترنت اشیا با اپلیکیشن‌ها و سرویس‌هایی که در فضای ابری هستند، ارتباط برقرار می‌کنند و اگر این امر از طریق اینترنت عمومی حاصل نشود، بسته به مدل فضای ابری، از طریق شبکه اینترنت خصوصی صورت می‌گیرد.

مرحله بعدی پردازش داده است. بعد از اینکه داده‌های جمع‌آوری‌شده از دستگاه به فضای ابری منتقل شد، نرم‌افزار نصب‌شده، شروع به تجزیه و تحلیل آن‌ها می‌کند. مثلاً داده‌های منتقل‌شده از سیستم تهویه مطبوع هوشمند در خانه برای مطمئن شدن از اینکه دما در محدوده قابل‌قبولی است، آنالیز می‌شود.

اما ارزش و مزایای واقعی اینترنت اشیا در بخش سیستم‌ها و اپلیکیشن‌های صنعتی نهفته است؛ زیرا در این بخش، تعداد بسیار قابل توجهی دستگاه‌ با قابلیت جمع‌آوری و انتقال داده، اطلاعات حیاتی و در لحظه را در مورد وضعیت کسب‌و‌کار ارائه می‌دهند.

هوش مصنوعی و اینترنت اشیا

این‌روزها که همه‌جا صحبت از هوش مصنوعی است و چت‌بات‌ ChatGPT و مولد تصویر Midjourney هوش از سر کاربران اینترنتی برده‌اند، سوالی که مطرح می‌شود ارتباط هوش مصنوعی با اینترنت اشیا است. در دو سال گذشته، سرمایه‌گذاری و تصاحب استارتاپ‌هایی که این دو حوزه را با هم ادغام کرده‌اند، به‌طرز چشمگیری افزایش داشته است. شرکت‌های ارائه‌دهنده‌ی پلتفرم‌های IoT اکنون قابلیت‌های هوش مصنوعی نظیر تحلیل‌های مبتنی‌بر یادگیری ماشین ارائه می‌دهند.

مهم‌ترین کاربرد هوش مصنوعی در حوزه‌ی اینترنت اشیا توانایی این تکنولوژی در آنالیز بسیار سریع داده است. یادگیری ماشین که نوعی تکنولوژی هوش مصنوعی است، توانایی شناسایی خودکار الگوها و ناهنجاری‌ داده‌های تولید‌شده توسط حسگرها و دستگاه‌های هوشمند ازجمله اطلاعات مربوط به دما، فشار، رطوبت، کیفیت هوا و غیره را ارائه می‌دهد. درمقایسه با ابزارهای سنتی که معمولا عبور از آستانه‌های عددی را نظارت می‌کنند، روش یادگیری ماشین می‌تواند پیش‌بینی‌های عملیاتی را تا ۲۰ برابر زودتر و دقیق‌تر انجام دهد.

سایر فناوری‌های هوش مصنوعی مانند تشخیص گفتار و بینایی ماشین نیز می‌توانند به تجزیه‌وتحلیل داده‌هایی که پیش‌تر به نظارت انسانی نیاز داشت، کمک کنند.

استفاده از هوش مصنوعی در IoT شرکت‌ها را قادر می‌سازد تا از خرابی‌های غافلگیر‌کننده جلوگیری کنند، کارایی عملیاتی را افزایش دهند، محصولات و سرویس‌های جدیدی تولید کنند و مدیریت ریسک را بهبود بخشند. درکل، اعتقاد بسیاری از کارشناسان این حوزه این است که آینده‌ی اینترنت اشیا، تکنولوژی هوش مصنوعی است.