به گزارش گروه اجتماعی یکتاپرس، امروز، عبارت «اینترنت اشیاء» همهی دنیای فناوری اطلاعات و ارتباطات را فراگرفته است. انرژی هوشمند، کشاورزی هوشمند، دامپروری هوشمند، خانه و ساختمان هوشمند، حملونقل هوشمند، سلامت هوشمند و به طور کلی شهر و محیط زیست هوشمند، اصطلاحاتی هستند که شمار بسیاری از سیاستمداران، مدیران، متخصصان و کسب وکارها را در سراسر جهان، شیفتهی ویژگیهای بیمانند این جلوهی نوپیدای فناوری کردهاند. امروز اینترنت اشیاء با راهکارهای هوشمند خود در همهی ابعاد زندگی بشر رخنه کرده و نوید بخشِ آیندهای بهرهور، دلپذیر و آسوده است.
اینترنت اشیاء یا IoT، سیستمی بههمپیوسته از تجهیزات رایانهای، ماشینهای مکانیکی و دیجیتال، اشیاء، حیوانات یا افرادی است که با شناسههای منحصربهفرد (UID) هویت یافتهاند و از قابلیت انتقال دادهها روی یک شبکه بدون نیاز به تعامل انسان-با-انسان یا انسان-با-رایانه برخوردار هستند.
یک شیء در اینترنت اشیاء میتواند انسانی باشد که یک دستگاه پایش قلب در بدنش نصب شده است؛ یا دامی با یک ترانسپوندر بیولوژیک، یا خودرویی که با حسگرهای تعبیهشده در آن، راننده را از فشار کم لاستیکها آگاه میکند یا هر شیء طبیعی یا انسانساخت دیگر که میتواند با اختصاص یک آدرس IP دادهها را روی یک شبکه انتقال دهد.
امروزه، سازمانها در صنایع و کسبوکارهای گوناگون، بهشکلی فزاینده از قابلیتهای اینترنت اشیاء بهره میگیرند تا کارآمدتر و اثربخشتر عمل کنند؛ آنها با بهرهمندی از دستاوردهای اینترنت اشیاء، به درکی بهتر و شایستهتر از مشتریانشان دست مییابند و میتوانند خدماتی بهینهتر به آنها ارائه کنند. اینترنت اشیاء فرایند تصمیمسازی و تصمیمگیری را در سازمان بهبود میبخشد و ارزش کسبوکار را بهشکلی چشمگیر افزایش میدهد..
کِوین اَشتون (Kevin Ashton)، یکی از بنیانگذاران مرکز شناسایی خودکار (Auto-ID) در دانشگاه MIT ایالات متحده، نخستین کسی بود که عبارت «اینترنت اشیاء» را در ارائهای برای شرکتپروکتر و گمبل (G & P) شرکت چندملیتی کالاهای مصرفی واقع در ایالت اوهایو- در سال 1999 بهکار برد.
اشتون، بهمنظور آگاهکردن مدیران ارشد P&G از سامانه بازشناسی با امواج رادیویی (RFID)، ارائهی خود را «اینترنت اشیاء» نام نهاد. اشتون میخواست روند تازهی فناوری را در آستانهی قرن جدید در پیام خود بهکار گیرد. این روندِ انقلابی چیزی نبود جز اینترنت.
ازسوی دیگر، نیل گِرشِنفِلد، استاد دانشگاه MIT، در همین سال، کتابی با عنوان «وقتی اشیاء شروع به اندیشیدن میکنند» منتشر کرد. گرشنفلد هرچند در کتاب خود، عبارت دقیق «اینترنت اشیاء» را بهکار نبرد؛ تصویری روشن از مسیر آیندهی IoT ارائه کرد.
اینترنت اشیاء از همگرایی فناوریهای بیسیم، سیستمهای میکروالکترومکانیکی (MEMS)، میکروسرویسها و اینترنت تکامل یافته است. این همگرایی به ازمیانرفتن شکاف میان فناوری عملیاتی (OT) و فناوری اطلاعات (IT) کمک کرده و امکان تحلیل دادههای بدون ساختار را که توسط ماشین تولید شدهاند، برای دستیابی به بینش (Insight)مطلوب جهت بهبود و پیشرفتِ وضع موجود فراهم آورده است.
اشتون نخستین کسی بود که عبارت اینترنت اشیاء را بیان کرد؛ اما ایدهی دستگاههای متصل از دههی 1970، تحت عناوین«اینترنتِ جاسازیشده» (Embedded Internet) و رایانش فراگیر (Pervasive Computing) مطرح بوده است.
نخستین شیء یا وسیلهی اینترنتی، یک دستگاه نوشابهساز در دانشگاه کارنگی ملون ایالات متحده در اوایل دههی 1980 بود. در آن زمان، برنامهنویسان با استفاده از وب، میتوانستند وضعیت دستگاه را از دور بررسی کنند و عملکرد آن را زیر نظر بگیرند.
اینترنت اشیاء یا IoT از ارتباطات ماشین-به-ماشین (M2M)، یعنی ماشینهایی که از طریق یک شبکه و بدون تعامل انسانی به یکدیگر متصل هستند، تکامل یافته است. M2M به اتصال یک دستگاه به فضای ابر، مدیریت آن و گردآوری داده اشاره دارد.
اینترنت اشیاء با ارتقای ارتباطاتِ ماشین-به-ماشین به سطحی بالاتر، یک شبکهی حسگر متشکل از میلیاردها دستگاه هوشمند فراهم آورد. این شبکه افراد، سیستمها و برنامههای کاربردی را برای جمعآوری و اشتراکگذاری دادهها به هم متصل میکند. به بیان دیگر، M2M بهعنوان بنیان و بستر این فرایند، ارتباطی را فراهم میکند که ضامن پیادهسازی اینترنت اشیاء است.
اینترنت اشیاء، همچنین گسترش طبیعی اسکادا (سامانهی سرپرستی و گردآوری داده یا SCADA) است؛ اسکادا، دستهای از برنامههای کاربردی نرمافزاری برای کنترل فرایند است که برای گردآوری دادهها در زمان واقعی از مکانهای راه دور بهمنظور کنترل تجهیزات و شرایط بهکار میرود. سیستمهای اسکادا شامل قطعات سختافزاری و نرمافزاری هستند. سختافزار، دادهها را گردآوری کرده و آن را به رایانهای که نرمافزار اسکادا روی آن نصب شده است، منتقل میکند. این دادهها سپس پردازش شده و در زمان مقتضی ارائه میشوند. میتوان گفت در پی تکامل اسکادا، آخرین نسلِ سیستمهای اسکادا بهتدریج به نخستین نسل سیستمهای IoT تبدیل شدهاند و بستری برای رشد و توسعهی این سیستمها فراهم کردهاند.
با این حال باید گفت، مفهوم اکوسیستم IoT تا اواسط سال 2010، تحقق نیافت. در این سال بود که دولت چین اعلام کرد اینترنت اشیاء را در اولویت استراتژیک برنامهی پنجسالهی خود قرار میدهد و به مفهوم اکوسیستم اینترنت اشیاء صورت عینی و واقعی میبخشد.
هنگامی که چیزها (اشیا) به اینترنت متصل می شوند، میتوانند اطلاعات را ارسال یا دریافت کنند و یا به طور همزمان هر دو کار را انجام دهند. توانایی ارسال و یا دریافت اطلاعات، موجب میشود تا چیزها (اشیا | Things) هوشمند شوند و هوشمندی همان ویژگی خوبی است که بشر در حال حاضر در صدد آن است.
مجددا از گوشیهای هوشمند به عنوان مثال استفاده میشود. در حال حاضر، انسانها میتوانند به لطف گوشیهای هوشمند، به هر آهنگی که دوست دارند گوش بسپارند؛ دلیل این امر هم آن نیست که همه آهنگهای دنیا در همه گوشیها ذخیره شده است
بلکه بدین خاطر است که گوشی هوشمند میتواند درخواست کاربر (برای دریافت یک موسیقی خاص) را از طریق اینترنت ارسال (جستجوی) و اطلاعات یافته شده (نتایج جستجو) را دریافت کند (آن آهنگ را روی گوشی فرد استریم کند). برای هوشمند بودن، یک دستگاه نیاز به داشتن حجم زیاد حافظه یا یک ابررایانه در درون خودش ندارد.
تنها کاری که باید انجام دهد این است که به یک اَبَرحافظه یا یک اَبَررایانه متصل شود. «متصل» بودن حقیقتا قابلیت خارقالعادهای است. در اینترنت اشیا، همه چیزهایی که به اینترنت متصل میشوند را میتوان در سه دسته کلی قرار داد:
اکوسیستم IoT مجموعهای از دستگاههای هوشمندِ مبتنیبر وب است که با بهرهگیری از پردازندههای جاسازیشده، سنسورها و سختافزار ارتباطی، به گردآوری، ارسال و اقدام روی دادههای دریافتشده از محیط میپردازد. دادههای گردآوریشده توسط حسگرها از طریق اتصال به یک درگاه IoT یا دستگاه لبه (Edge Device) برای تحلیل به فضای ابری ارسال شده یا اینکه بهصورت محلی تحلیل میشوند.
گاهی اوقات، این دستگاهها با سایر دستگاههای مرتبط، ارتباط برقرار کرده و برپایهی اطلاعاتی که از یکدیگر میگیرند، عمل میکنند. این دستگاهها بیشترِ کارها را بدون دخالت انسان انجام میدهند. البته افراد میتوانند با دستگاهها تعامل داشته باشند؛ برای نمونه، میتوانند آنها را تنظیم کنند؛ به آنها دستورالعمل بدهند یا به دادهها دسترسی پیدا کنند.
باید توجه داشت که پروتکلهای اتصال، شبکه و ارتباطات که با این دستگاههای مبتنیبر وب بهکار میروند، عمدتاً به اپلیکیشنهای خاص IoT، بستگی دارند.
«پلتفرم اینترنت اشیا» (IoT Platform)، با فراهم کردن ابزارها و قابلیتهای توکار و تسهیل و ارزانتر کردن اینترنت اشیا برای کسب و کارها، توسعهدهندگان و کاربران، نقطه شروعی برای ساخت «سیستمهای اینترنت اشیا» (IoT Systems) فراهم میکند. پلتفرم اینترنت اشیا، یک مولفه حیاتی برای اکوسیستم و بازار دارای رشد سریع اینترنت اشیا محسوب میشود.
پلتفرمهای اینترنت اشیا، ارزش زیادی را برای کسب و کارها فراهم میکنند و به آنها امکان کمینه کردن هزینهها، شتابدهی راهاندازی و سادهسازی فرایندها را میدهند. اگرچه، برای بسیاری از فعالان این حوزه، هنوز هم مفهوم پلتفرم IoT شفاف نیست. در ادامه، تعریفی ساده شده و غیر فنی از پلتفرم اینترنت اشیا ارائه میشود.
برای درک آنکه پلتفرم اینترنت اشیا چیست، فرد باید درک صحیحی از آنچه در یک سیستم اینترنت اشیا به وقوع میپیوندد داشته باشد. در بخش پیشین آنچه در یک سیستم اینترنت اشیا به وقوع میپیوندد، تشریح شد. در این بخش به صورت خلاصه این موضوع و ارتباط آن با پلتفرم اینترنت اشیا نیز مورد بررسی قرار میگرد.
یک سیستم کامل اینترنت اشیا، به سختافزار نیاز دارد. از جمله این سختافزارها میتوان به حسگرها یا دستگاهها اشاره کرد. این حسگرها و دستگاهها دادهها را از محیط گردآوری میکنند (برای مثال، حسگر رطوبت) و یا اقداماتی را در محیط انجام میدهند (برای مثال، آبیاری زمینهای زراعی). یک راهکار کامل اینترنت اشیا، نیاز به متصل بودن دارد.
سختافزار نیاز به راهی برای انتقال همه دادهها به ابر (مانند ارسال دادههای رطوبت) و یا نیاز به راهکاری برای دریافت دستورات از ابر دارد (مانند، آب دادن مزرعه در لحظه). این کار با استفاده از اشکال بلوغ یافته اتصالات مانند سلولی، ماهواره یا وایفای و یا روشهای اتصالات نوینتر و با تمرکز بیشتر روی اینترنت اشیا، مانند «رنج گسترده» (Long Range) باشد.
باید به این موضوع توجه داشت که اینترنت اشیا، یک سیستم از سیستمها و در واقع، شبکهای از سختافزارها و نرمافزارهای کاربردی است و کمتر سازمانی وجود دارد که در همه زمینهها متخصص داشته باشد. در واقع، اینترنت اشیا به ترکیب صحیح فیلدهای گوناگون و متمایز مهندسی مانند مهندسی مکانیک، برق و الکترونیک، نرم افزار و دیگر موارد میپردازد.
پلفترمهای اینترنت اشیا برای کمک به کسب و کارها به منظور غلبه بر چالشهای فنی بدون نیاز به پرداخت هزینه و مدیریت تیمهای مهندسی متخصص در زمینههای گوناگون و ویژه مواقعی ساخته شدهاند که تنها یک یا دو پروژه نیازمند IoT در سازمان وجود دارد.
برای مثال، کسب و کاری ممکن است در ساخت سختافزار بسیار قدرتمند باشد و تصمیم بگیرد تا سختافزارهای خود را هوشمند کند. به جای فرایند پرهزینه و زمانگیر استخدام مهندسان نرمافزار برای ساخت همه چیز در داخل سازمان، میتواند از سکوهای اینترنت اشیا استفاده کند و کار را سریع تر و به صورت مقرون به صرفهتری به پیش برد. اگرچه، موازنهای بین سکوهای IoT وجود دارد که بر اساس آن، اگر استفاده از پلتفرم موجب کاهش زمان مصرفی شود، هزینه افزایش پیدا میکند. البته این هزینهها در گذر زمان نیز تغییر میکنند و اغلب شرکتها هزینه را بر اساس میزان مصرف محاسبه میکنند.
مزایای اینترنت اشیا برای کسب و کارها بستگی به پیادهسازی خاص آن در یک کسب و کار مشخص دارد. چابکی و کارایی معمولا دو مورد از اصلیترین مزایای اینترنت اشیا برای کس و کارها هستند. ایده آن است که کسب و کارها باید به دادههای بیشتری پیرامون محصولات و سیستمهای داخلی خودشان دسترسی و توانایی بیشتری برای ایجاد تغییرات به عنوان نتیجه داشته باشند.
کارخانجات حسگرهایی را به مولفههای محصولات خود اضافه میکنند، بنابراین میتوانند دادهها را پیرامون چگونگی عملکرد آنها گردآوری کنند. این کار میتواند به صنایع کمک کند تا تشخیص دهند که دستگاههای مورد استفاده آنها چه زمانی از کار افتاده میشود تا آن را پیش از دچار نقص شدن و ایجاد مشکل، با دستگاه مناسب دیگری جایگزین کنند. همچنین، شرکتها میتوانند از دادههای تولید شده توسط این حسگرها برای ایجاد سیستمهای خودشان (سیستمهای پیشبین نگهداری از تجهیزات، زنجیره تامین و دیگر موارد) استفاده کنند؛ زیرا اینترنت اشیا به صنایعا کمک میکند تا دادههای صحیحتری را پیرامون اینکه چه اتفاقی در حال وقوع است به دست بیاورند.
مشاور اینترنت اشیا «مکینزی» (McKinsey) درباره مزایای اینترنت اشیا برای کسب و کارها چنین میگوید: «با استفاده از گردآوری و تحلیل دادهها به صورت جامع و بیدرنگ، سیستمهای تولید میتوانند به طور چشمگیری واکنشگرا شوند».
استفاده کسب و کارها از اینترنت اشیا به دو دسته قابل تقسیم است: پیشنهادات ویژه کسب و کار مانند حسگرها در تولید نباتات یا دستگاههای بیدرنگ موقعیتیاب برای حوزه سلامت؛ و دستگاههای اینترنت اشیا که در همه صنایع قابل استفاده هستند، مانند «تهویه هوای هوشمند» (Smart Air Conditioning) یا «سیستمهای امنیتی» (Security Systems).
در حالیکه محصولات ویژه کسب و کارها در گامهای اولیه خود قرار دارند، گارتنر پیشبینی کرده است که تا پایان سال ۲۰۲۰، تعداد دستگاههای مبتنی بر اینترنت اشیا به ۴٫۴ میلیارد واحد برسد. در حالی که دستگاههایی که ویژ کسب و کار خاصی هستند، به ۳٫۲ میلیون واحد میرسند. مصرفکنندگان (کاربران)، دستگاههای بیشتری را خریداری میکنند و شرکتها، هزینههای بیشتری را در حوزه اینترت اشیا صرف میکنند.
گروه تحلیلگران گارتنر میگویند در حالی که پرداختی مشتریان برای دستگاههای اینترنت اشیا در سال گذشته چیزی در حدود ۷۲۵ میلیارد دلار بوده است، پرداختی کسب و کارها برای اینترنت اشیا به ۹۶۴ میلیارد دلار میرسد و البته، پرداختی کسب و کارها و مصرفکنندگان روی سختافزارهای اینترنت اشیا به نزدیک به ۳ تریلیون دلار میرسد.
IoT نوید آن را میدهد که محیط زندگی انسانها، شامل خانهها، دفاتر کاری و وسایل نقلیه را هوشمندتر، قابل سنجشتر و تعاملیتر کند. اسپیکرهای هوشمند مانند «آمازون اکو» و «گوگل هوم» (Google Home) پخش موسیقی، تنظیم زمانبندها یا دریافت اطلاعات را آسانتر میکنند.
سیستمهای امنیتی خانهها، نظارت بر اینکه چه چیزی درون و بیرون یک خانه به وقوع میپیوند را هم از جهت امنیتی و هم برای دیدن و گفتگو با ملاقاتکنندگان آسانتر میکنند. در عین حال، ترموستاتهای هوشمند میتوانند به انسانها کمک کنند تا خانههای خود را پیش از رسیدن به خانه گرم کنند و چراغهای هوشمند میتوانند در هنگام بیرون بودن فرد از خانه نیز جوری برخورد کنند که گویی فرد در خانه است.
فراتر از خانههای هوشمند، حسگرهایی وجود دارند که میتوانند به افراد کمک کنند تا بدانند هوا چقدر دارای آلایندهها یا آلودگی صوتی است. خودروهای خودران و شهرهای هوشمند میتوانند چگونگی ساخت و مدیریت فضاهای عمومی را دستخوش تغییر کنند. هر چند این نوآوریها ممکن است حریم خصوص انسانها را زیر سئوال ببرد.
برای مصرفکنندگان، خانه هوشمند جایی است که با اشیای متصل به اینترنت تعامل برقرار خواهند کرد و این حوزه، یکی از زمینههایی است که غولهای فناوری مانند آمازون، گوگل و اپل در آن رقابت شدیدی دارند. به عنوان یکی از شناخته شدهترین مصادیق این مورد میتوان به اسپیکرهای هوشمند «آمازون اکو» (Amazon’s Echo) اشاره کرد. هرچند، چراغهای هوشمند، دوربینها، ترموستاتها و فریزرهای هوشمند نیز وجود دارند. تا هنگامی که بشر هیجان بیشتری از خود برای گجتهای درخشان جدید بروز دهد، جنبههای جدیتر و نویی از کاربردهای اینترنت اشیا به ویژه در خانههای هوشمند ظهور خواهد کرد.
خانههای هوشمند میتوانند به این موضوع کمک کنند که افراد مسن به طور مستقل و به تنهایی در خانههای خودشان زندگی کنند و در عین حال، برای خانواده و دیگر نهادها نیز تعامل با آنها و نظارت بر وضعیت آنها آسانتر باشد. در عین حال، توانایی تغییر تنظیمات لوازم خانگی مبتنی بر اینترنت اشیا، میتواند به حفظ انرژی و کاهش هزینههای مربوط به آن (برای مثال کاهش هزینههای وسایل گرمایشی و سرمایشی) کمک کند.
اینترنت اشیا، در کنار مزایای بسیاری که دارد، چالشهایی را نیز با خود به همراه آورده است. برخی از مهمترین این چالشها، در ادامه مورد بررسی قرار گرفتهاند.
امنیت یکی از مهمترین چالشهای اینترنت اشیا است. حسگرها در بسیاری موارد دادههای بسیار حساسی مانند اینکه کاربر در خانه خودش چه اقدامی انجام میدهد را گردآوری میکنند. امن نگه داشتن این اطلاعات برای کسب و حفظ اعتماد مصرفکنندگان مسئله بسیار حیاتی است. اما تاکنون امنیت اطلاعات ثبت شده توسط دستگاههای IoT در اغلب موارد بسیار ضعیف بوده است. بسیاری از دستگاههای IoT توجه کمی به مبانی امنیت مانند رمزنگاری دادهها در انتقال دارند.
نقصهای موجود در نرمافزارها – حتی در کدهای قدیمی و به خوبی استفاده شده – معمولا کشف میشوند، اما بسیاری از دستگاههای اینترنت اشیا قابلیت وصله زدن (Patch) ندارند و این یعنی همواره در معرض خطر هستند. هکرها در حال حاضر به طور فعالانهای دستگاههای IoT مانند «مسیریابها» (Routers) و وبکمها را هدف قرار میدهند؛ زیرا فقدان امنیت موروثی آنها، قابلیت در خطر افتادن ارثی آنها و به دام باتنتهای عظیم افتادن را آسان ساخته است.
نقصها، دستگاههای هوشمندی مانند یخچالها، گازها و ماشینهای ظرفشویی را برای هکرها دسترسیپذیر کرده است. پژوهشگران یک صد هزار وبکمی که به راحتی قابل هک بودند را کشف کردند. در عین حالت، کشف شده است که برخی از ساعتهای هوشمند ویژه کودکان، حاوی نوعی آسیبپذیری امنیتی هستند که به هکرها اجازه میدهند موقعیت دستگاه را ردیابی، مکالمات را شنود و یا حتی با کاربر گفتگو کنند.
در این وهله است که نگرانی دولتها پیرامون خطرات افزایش پیدا میکند. دولت انگلستان راهنماهای خودش را برای امنیت مصرفکنندگان دستگاههای اینترنت اشیا منتشر کرده است. بر اساس این راهنما، دستگاهها باید رمز عبور یکتا داشته باشند، در عین حال شرکتها باید باید یک نقطه عمومی تماس فراهم کنند تا هر کس بتواند هر گونه آسیبپذیری ممکن را گزارش دهند (و روی رفع آن کار کنند)، و کارخانجات باید صراحتا اعلام کنند که هر دستگاهی تا چه زمانی به روز رسانیهای امنیتی دریافت میکند. این مختصرترین فهرست ممکن محسوب میشود که البته برای شروع ارائه شده است.
هنگامی که هزینه ساخت اشیای هوشمند کوچک ناچیز باشد، این مشکلات فقط توزیع بیشتری پیدا میکنند و رفع کردن آنها سختتر میشوند. همه این موارد در کسب و کار نیز اعمال میشوند اما سطوح آنها بالاتر است. متصل کردن ماشینهای صنعتی به شبکه اینترنت اشیا میتواند ریسک احتمالی آنکه هکرها این دستگاهها را کشف کنند و مورد حمله قرار دهند افزایش میدهد.
جاسوسی صنعتی یا حملات مخرب در زیرساختهای حیاتی، هر دو خطرات بالقوهای هستند که اینترنت اشیا در صنعت را تهدید میکنند. این یعنی کسب و کارها نیاز به حصول اطمینان از این موضوع دارند که این شبکهها ایزوله و محافظت شده هستند، دادههای حسگرها به منظور حفظ امنیت آنها و دروازهها، رمزنگاری شده هستند.
وضعیت فعلی فناوری اینترنت اشیا از جهت امنیت، اعتماد کردن به آن را سختتر میکند. کمبود امنیت اینترنت اشیا به مانند فقدان یک برنامهریزی امنیتی IoT مداوم در سازمانها است. فکر کردن به سیستمهای صنعتی که به اینترنت متصل هستند و بدون محافظت رها شدهاند، نگران کننده است. اینترنت اشیا (IoT) مانند پلی بین دنیای دیجیتال و فیزیکی است و این یعنی هک شدن این دستگاهها میتواند عواقب وحشتناکی را در دنیای واقعی داشته باشد. در این میان، در دست گرفتن اختیار یک خودرو بدون راننده، میتواند پایانی برای یک فاجعه باشد.
با وجود حجم انبوه دادههایی که حسگرها از همه چیز گردآوری میکنند، اینترنت اشیا با مشکلات گسترده حریم خصوصی و امنیت دست و پنجه نرم میکند. برای مثال، یک خانه هوشمند مفروض است. این خانه هوشمند میتواند بگوید که ساکنان چه زمانی از خواب بیدار میشوند (وقتی قهوهجوش خودکار فعال میشود)، و اعضای خانه چگونه دندانهای خود را مسواک میزنند (به لطف مسواک هوشمند)، ساکنان خانه به کدام کانال رادیویی گوش میدهند (به وسیله اسپیکرهای هوشمند)، چه نوع غذایی را میخورند (به لطف گاز یا یخچال هوشمند)، کودکان ساکن خانه چه افکاری دارند (به وسیله اسباببازیهای هوشمند) و چه کسانی به آن خانه رفت و آمد دارند (به کمک زنگ درهای هوشمند). در حالی که شرکتها در جایگاه اول با فروش دستگاههای هوشمند کسب درآمد میکنند، در جایگاه بعدی با فروش دادههای کاربران دستگاههای خود به کسب درآمد میپردازند.
آنچه برای این دادهها به وقوع میپیوندد، یک مسئله مهم برای حفظ حریم خصوصی افراد است. البته همه شرکتهای خانههای هوشمند، فروش دادههای مشتریانشان را در مدل کسب و کار خود نمیگنجانند؛ اما برخی از آنها این کار را میکنند. شایان توجه است که دادههای اینترنت اشیا را میتوان با دیگر دادهها ترکیب کرد تا تصویری با جزئیات شگفتآور از فرد ارائه کرد. پیدا کردن اطلاعات زیاد و شگفتانگیز پیرامون یک نفر بر اساس دادههای یک حسگر کار بسیار سادهای است. در یک پروژه، پژوهشگران با تحلیل مصرف انرژی، سطح کربن مونوکسید و کربن دیاکسید، درجه حرارت و رطوبت در طول یک روز در یک خانه، تشخیص دادهاند که شام فرد چه غذایی بوده است.
مصرفکنندگان نیاز به درک مبادلهای که انجام میدهند دارند و اینکه مشخص کنند که آیا از این کار راضی هستند یا خیر. برخی از مشکلات مشابه نیز در کسب و کارها به وقوع میپیوندد. برای مثال، آیا تیم اجرایی شرکت از اینکه جلسات خود را در اتاقی که با اسپیکرهای هوشمند و دوربینها تجهیز شده برگزار کنند، خوشحال هستند و از این موضوع رضایت دارند؟ پژوهشی که اخیرا انجام شده حاکی از آن است که چهار مورد از هر پنج شرکت فعال در حوزه اینترنت اشیا، توانایی شناسایی همه دستگاههای اینترنت اشیا موجود در شبکه خود را ندارند.
محصولات اینترنت اشیایی که به صورت نامناسبی نصب شدهاند، میتوانند به راحتی شبکههای شرکتها را برای حملات هکرها باز کنند و یا دادهها به سادگی نشت کند. ممکن است اینطور به نظر بیاید که این یک تهدید بدیهی بوده است؛ اما با نگاهی اندکی عمیقتر، میتوان به عنوان مثال حالاتی را تصور کرد که در آن قفلهای هوشمند یک روز از باز کردن درب دفتر کار فرد برای خود او امتناع کنند و یا ایستگاه آب و هوایی هوشمند موجود در دفتر یک مدیر مهم در سازمان، از طرف هکرها برای ساخت یک «در پشتی» (Backdoor) در شبکه استفاده شود.
اینترنت اشیا، رایانش را به چیزی فیزیکی مبدل کرده است. بنابراین اگر امور مربوط به دستگاههای اینترنت اشیا به خوبی پیش نروند، عواقب جهان واقعی در این راستا وجود خواهند داشت. این دقیقا همان چیزی است که کشورها استراتژیهای جنگ سایبری خود را روی آن متمرکز کردهاند.
«جامعه اطلاعاتی ایالات متحده آمریکا» (US intelligence Community)، هشدار داده است که مخالفان این کشور در حال حاضر توانایی تهدید زیرساختهای آن کشور و در عین حال، اکوسیستم وسیعتر مصرف کنندگان و دستگاههای صنعتی متصل که با عنوان اینترنت اشیا ساخته شدهاند را دارند. این سازمان همچنین هشدار داده است که ترموستاتهای متصل، دوربینها و اجاق گازها میتوانند برای جاسوسی از شهروندان مورد استفاده قرار بگیرند و یا در صورت هک شدن، میتوان از آنها برای خرابکاری سو استفاده کرد.
محدودیتی برای کاربردهای اینترنت اشیا وجود ندارد و از این مبحث در صنعت (حمل و نقل)، کشاورزی (گلخانه هوشمند)، پزشکی (تجهیزات پزشکی متصل به نت)، نظارت و امنیت (دوربینهای نظارتی)، آموزش و کسب و کار استفاده میشود. در ادامه به طور کامل به این موضوع پرداخته شده است. همانطور که ظهور اینترنت طیف وسیعی از کاربران را تحت تاثیر قرار داده است، اینترنت اشیا نیز طیف وسیعی از کاربران را متاثر کرده و خواهد کرد. بسته به مقیاس اتصالات و تعداد دستگاههای درگیر، اینترنت اشیا نیز کاربردهای قابل توجه و ویژهای را برای یک کاربر خاص یا حتی کل یک شهر دارد. کاربردهای متداول اینترنت اشیا، شامل موارد زیر است.
کاربرد اینترنت اشیا برای افراد و خانهها: افراد از دستگاههای اینترنت اشیا از طریق فناوریهای پوششی مانند ساعتهای هوشمند، ردیابهای سلامتی و دستگاههایی که کمک میکنند تا اطلاعات را به صورت بیدرنگ دریافت و گردآوری کنند بهره میبرند. با اعمال اینترنت اشیا به تجهیزات خانهها، دستگاههای اینترنت اشیا برای خانههای متصلتر، با مصرف بهینهتر انرژی و اداره راحتتر خانه قابل استفاده هستند. به جنبههای مختلفی از خانههای متصل میتوان از راه دور دسترسی داشت و آنها را به وسیله مالک خانه و از طریق کامپیوتر یا یک دستگاه هوشمند دستی (گوشی هوشمند، تبلت و دیگر موارد) کنترل کرد.
کاربرد اینترنت اشیا در اتومبیلها: حسگرهای درون یک وسیله نقلیه در حال حرکت، امکان گردآوری دادههای بلادرنگ پیرامون خودرو و محیط اطراف آن را فراهم میکنند. وسایل نقلیه خودمختار از حسگرهای متفاوتی در ترکیب با سیستمهای کنترلی پیشرفته به منظور ارزیابی محیط و در نتیجه، راندن خودرو استفاده میکنند.
کاربردهای اینترنت اشیا در کارخانجات: با کاربردهایی که اینترنت اشیا برای کارخانجات دارد، تولیدکنندگان میتوانند وظایف تکراری موجود در هر بخش از کل فرایندهای تولید را خودکارسازی کنند. اطلاعات گردآوری شده توسط حسگرهای تعبیه شده در دستگاههای کارخانه میتوانند برای طراحی راهکارهایی برای بهینهتر کردن و عاریتر از خطر کردن کل خط تولید استفاده کنند
کاربردهای اینترنت اشیا در صنعت: اینترنت صنعتی (Industrial Internet) یکی از کاربردهای اینترنت اشیا است. در حالی که بسیاری از پژوهشگران بازار مانند «گارتنر» (Gartner) یا سیسکو، اینترنت اشیا در صنعت (IIoT) را به عنوان یک مفهوم اینترنت اشیا (IoT) با پتانسیل بالقوه بسیار بالا میدانند. شهرت اینترنت اشیا در صنعت هنوز به اندازهای نیست که در بحث دستگاههای پوشیدنی یا خانههای هوشمند وجود دارد. اما این میزان به شدت در حال افزایش است.
کاربردهای اینترنت اشیا در کسب و کار: در مقیاس بزرگتر، با پذیرش فناوریهای اینترنت اشیا، کسب و کارها میتوانند مقرون به صرفهتر، موثرتر و کاراتر عمل کنند. برای مثال، ساختمانتهای دفاتر میتواند پوشیده از حسگرهایی باشد که قابلیت مورد نظارت قرار دادن ترافیک آسانسور یا مصرف کلی انرژی را دارند. البته بدیهی است که کسب و کارهای مختلف، طبیعتا کاربردهای متفاوتی از اینترنت اشیا را دارند.
کاربردهای اینترنت اشیا در خردهفروشیها: دستگاههای اینترنت اشیا در خردهفروشیها برای کمک به خریداران به منظور موقعیتیابی محصولات و نظارت بر فهرست اقلام موجود مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین، «تبلیغات مبتنی بر مجاورت (Proximity-Based Advertising) به عنوان زیرمجموعهای از خردهفروشی هوشمند، در حال خیز برداشتن است. اما رتبهبندیهای انجام شده پیرامون محبوبیت این موضوع، حاکی از آن است که این مبحث همچنان نوظهور است و هنوز نتوانسته است همهگیر شود. برای مثال و به عنوان گواهی بر این ادعا، میتوان گفت که بر اساس گزارشهای ارائه شده، در هر ماه ۴۳۰ پست در لینکدین پیرامون خانههای هوشمند منتشر میشود، حال آنکه برای تبلیغات مبتنی بر مجاورت این عدد برابر با یک مورد در هر ماه است.
کاربردهای اینترنت اشیا در شهرها: استفادههای گوناگونی از اینترنت اشیا در نواحی و زندگی شهری انجام میشود. دستگاههای اینترنت اشیا دادهها را گردآوری و محیط را متاثر میکنند تا به مدیریت جنبههای مختلف حاکمیت شهری، مانند کنترل ترافیک، مدیریت منابع و امنیت عمومی کمک کنند.
کاربرد اینترنت اشیا در کشاورزی: اینترنت اشیا در کشاورزی کاربردهای بسیار قابل توجهی دارد. در کشاورزی هوشمند معمولا از نتایج تجاری اینترنت اشیا چشمپوشی میشود؛ زیرا این مورد مانند آنچه در بحث پزشکی، قابلیت حمل یا صنعت وجود دارد، شفاف نیست.
اگرچه، به دلیل از راه دور (Remoteness) بودن عملیات کشاورزی و تعداد بالای دامهایی که میتوانند از طریق اینترنت اشیا کنترل شوند، اینترنت اشیا میتواند انقلابی در روش کشاورزی باشد. اما این ایده هنوز به توجهات بزرگ مقیاس نرسیده است. با این اوصاف، یکی از کاربردهای اینترنت اشیا که نباید آن را دستکم گرفت، کاربرد اینترنت اشیا در کشاوری است. کشاورزی هوشمند عمدتا در کشورهای دارای صادرات کشاورزی، به یک زمینه کاربری مهم مبدل شده است.
کاربرد اینترنت اشیا در پزشکی: اینترنت اشیا در پزشکی کاربردهای قابل توجهی دارد و از این کاربردها با عناوین گوناگونی مانند «سلامت دیجیتال» (Digital Health)، «سلامت از راه دور» (TeleHealth) و «پزشکی از راه دور» (TeleMedicine) یاد می شود.. برای مثال، اینترنت اشیا در حوزه سلامت ممکن است در دستگاههای اینترنت اشیایی باشد که برای کسب به روز رسانیهای آنی و صحیح پیرامون وضعیت بیماران به کار میروند. تحلیلهای انجام شده توسط «Iot Analytics» حاکی از آن است که مفهوم سیستم بهداشت و درمان متصل و دستگاههای پزشکی هوشمند پتانسیل عظیمی دارد. پتانسیل بالا و مزایای کاربرد اینترنت اشیا در پزشکی محدود به کسب و کارها نیست و برای تک تک افراد جامعه مطرح است.
کاربردهای اینترنت اشیا در بحث تامین انرژی: شبکههای هوشمند یکی از کاربردهای خاص اینترنت اشیا محسوب میشوند. شبکههای هوشمند آینده، تضمین میکنند که از اطلاعات پیرامون تامین کنندگان برق و مصرفکنندگان در حالت خودکار استفاده کنند تا کارایی، قابلیت اطمینان و اقتصاد الکتریسیته را افزایش دهند. ۴۱,۰۰۰ جستجوی ماهانه در گوگل، حاکی از آن است که این مبحث موضوعی محبوب و مورد توجه است.اگرچه، عدم ارسال توییت پیرامون این موضوع، حاکی از آن است که افراد چیز زیادی برای گفتن پیرامون این موضوع ندارند.
کاربرد اینترنت اشیا در آموزش: اینترنت اشیا میتواند منجر به آن شود که آموزش از ابعاد گوناگونی دسترسیپذیرتر باشد. فرصتهای بدون حد واندازهای برای یکپارچهسازی راهکارهای اینترنت اشیا در محیط مدرسه وجود دارد. برخی از این موارد در ادامه بیان میشوند. شایان توجه است که این موارد به عنوان مبنایی مستحکم برای ایجاد درک عمیقتر پیرامون کاربرد اینترنت اشیا در آموزش محسوب میشوند. از اینترنت اشیا میتوان برای آموزش زبانهای خارجی، کلاسهای هوشمند و متصل، یادگیری وظیفه،محور، آموزش به دانشآموزان دارای معلولیت و آموزش استثنائی، تربیت بدنی، امنیت کلاسهای درس، نظارت بر کلاسهای درس با استفاده از فناوری «ویدئو به عنوان حسگر» (Video as a Sensor)، خودکارسازی نظارت بر حضور و غیاب، سلامت جسم و روان دانشآموزان، یادگیر از خانه و «یادگیری شخصیسازی شده» (Personalized Learning) استفاده کرد.
کاربرد اینترنت اشیا در رشته معماری و عمران: همچون سایر زمینههای علمی، کاربرد اینترنت اشیا در عمران نیز متعدد و قابل توجه است. یکپارچهسازی اینترنت اشیا در پروژههای مهندس عمران مزایای قابل توجهی را به همراه دارد. این فناوری، به طور قابل توجهی خودکارسازی و نظارت از راه دور بر وظایف را بهبود میبخشد.
دادههایی که دستگاههای اینترنت اشیا گردآوری میکنند میتواند به ادامه اطلاعاتمحور پروژهها کمک شایان توجهی کند. برای مثال، حسگرهای اینترنت اشیا میتوانند برای نظارت بر تحکیم خاک و تاثیرات زیست محیطی پروژه به کار روند. اینترنت اشیا همراه با دیگر فناوریهای حوزه عمران و معماری، میتواند این صنایع را به طور کلی دستخوش تغییر کند.
کاربرد اینترنت اشیا در زنجیره تامین: زنجیره تامین سالها است که هوشمندتر از پیش شده است. راهکارهایی برای پیگیری محصولات، یا تعامل با تامینکنندگان جهت تبادل اطلاعات پیرامون میزان موجودی، چندین سال است که اجرا میشود. بنابراین، واضح است که با اینترنت اشیا، این شهرت افزایش پیدا خواهد کرد.
دو چالش اساسی در اندازهگیری تاثیر مستقیم اینترنت اشیا روی اقتصاد وجود دارد. این دو چالش عبارتند از: از چه متدولوژی استفاده شود و چگونه این متدولوژی تعریف و در نتیجه اینترنت اشیا کمیسازی شود. برای پاسخ به پرسش اول، باید گفت که میتوان از روشی بهره برد که اقتصاددانها برای اندازهگیری فناوریهای ارتباطاتی و اطلاعاتی جدید در تولید ناخالص داخلی بهره میبرند
در واقع، در این راستا از یک رویکرد به خوبی توسعه یافته برای تخمین تاثیر اقتصادی فناوری با استفاده از یک مدل رشد استاندارد استفاده شده است. به زبان ساده، چارچوب پایهای تجمیع کارکرد تولید دریافت میشود که در آن، تولید ناخالص داخلی یا تولید کلی (Y) تابعی از سرمایه (K)، کار انجام شده (L) و اندازه تغییرات فنی بلند مدت (A) است.
برای پاسخ به پرسش مربوط به چالش دوم یعنی چگونگی اندازهگیری و کمیسازی اینترنت اشیا، روش هوشمندانهتری مورد نیاز است. گذشته از همه اینها، اینترنت اشیا شامل تعداد متفاوتی از کاربردها و خدمات گوناگون میشود. برای این منظور، رویکردی نوآورانه استفاده شده است که در آن فعالیت اینترنت اشیا در مدل رشد، در نظر گرفته شده است.
دستگاههای اینترنت اشیا از انواع روشها برای اتصال و به اشتراکگذاری دادهها استفاده میکنند. اگرچه، بیشتر آنها از برخی از اشکال اتصالات بیسیم استفاده میکنند. خانهها و دفاتر کار از وای فای استاندارد، زیگ بی، بیوتوث کم مصرف و اترنت استفاده میکنند.
دستگاههای دیگر از LTE (هدف اصلی فناوریهای موجود شامل اینترنت اشیای باند باریک و LTE-M دستگاههای کوچکی است که میزان محدودی از دادهها را ارسال میکنند) یا حتی ارتباطات ماهوارهای برای ارتباطات بهره میبرند. اگرچه، وجود تعداد زیادی و متنوعی از گزینهها، در حال حاضر منجر به بحثهایی پیرامون آن شده است که استانداردهای ارتباطی اینترنت اشیا نیاز به پذیرفتنی و قابل تعامل بودن دارند؛ چنان که که وایفای امروزه این چنین است.
بدون شک، یک زمینه رشد در سالهای آینده استفاده از اینترنت 5G برای پشتیبانی از پروژههای اینترنت اشیا است. 5G توانایی پوششدهی یک میلیون دستگاه را در هر کیلومتر دارد و این یعنی، این امکان فراهم میشود تا حجم عظیمی از حسگرها در یک ناحیه بسیار کوچک مورد استفاده قرار بگیرند و این موجب میشود تا استقرار اینترنت اشیای صنعتی (IIoT) در مقیاس انبوه، امکانپذیرتر باشد. انگلستان، پروژه استفاده از 5G و اینترنت اشیا آزمایشی را در دو «کارخانه هوشمند» (Smart Factory) آغاز کرده است.
اگرچه، پیش از آنکه استقرار 5G گسترش پیدا کند، «اریکسون» (Ericsson) پیشبینی کرده بود که تا سال ۲۰۲۵ در حدود پنج میلیارد دستگاه اینترنت اشیا به شبکه سلولی اضافه میشوند، هرچند تنها یک چهارم آنها مربوط به اینترنت پهنباند است و اینترنت 4G اکثریت آنها را متصل میکند.
مطابق گزارش «گارتنر» (Gartner)، دوربین های نظارتی شهری، بزرگترین بازار برای دستگاههای اینترنت اشیا 5G در آینده نزدیک هستند. این در حالی است که بر اساس همین گزارش، ۷۰٪ درصد از دستگاههای اینترنت اشیا در حال حاضر (۲۰۲۰ میلادی) از اینترنت 5G استفاده میکنند و تا پایان سال ۲۰۲۳ این میزان به ۳۰٪ کاهش پیدا میکند، زیرا خودروهای متصل جایگاه اصلی را از آن خود میکنند.
گارتنر به عنوان یک شرکت تحلیل فناوری، پیشبینی میکند که ۳٫۵ میلیون دستگاه اینترنت اشیا متصل به 5G امسال (۲۰۲۰ میلادی) وجود داشته باشند و در سال ۲۰۲۳ این میزان به ۵۰ میلیون دستگاه برسد. بر اساس همین پیشبینی، در گذر زمان، صنایع خودروسازی، بزرگترین بخشی خواهند بود که از اینترنت 5G برای IoT استفاده میکنند.
یکی از موضوعات داغ ضمن توسعه اینترنت اشیا آن است که دادهها برای پردازش به ابر ارسال نشوند تا هزینهها کاهش پیدا کند و پردازشها بیشتر به صورت روی دستگاه انجام و تنها دادههای مفید به ابر ارسال شوند؛ به این فناوری، «رایانش مرزی » (Edge Computing) گفته میشود. این امر نیازمند فناوریهای جدیدی مانند «سرورهای مرزی ضد دستکاری» (Tamper-Proof Edge Servers) است که میتوانند دادههای دور از ابر یا در «مراکز داده اَبَرشرکتها» (Corporate Data Center) را گردآوری و تحلیل کنند.
زبانهای برنامهنویسی گوناگونی برای کار در حوزه اینترنت اشیا وجود دارند که از محبوبترین آنها میتوان به پایتون، جاوا، C++، جاوا اسکریپت و Go اشاره کرد. در ادامه به این موضوع به طور کاملتری پرداخته شده است. از زبانهایی که بیشتر در حوزه سختافزار و «سیستمهای توکار» (Embedded Systems) استفاده میشوند مانند ++C و C گرفته تا زبانهای برنامهنویسی همه منظورهای مثل پایتون، جاوا، و گو برای برنامه نویسی اینترنت اشیا استفاده میشوند. به طور معمول، فهرست زبانهای برنامهنویسی که برا اینترنت اشیا مورد استفاده قرار میگیرند، شامل موارد زیر میشوند.
هر یک از این زبانهای بیان شده در بالا مزایای و معایب خود را دارند و در پروژههایی مورد استفاده قرار میگیرند. هرچند که برخی از آنها، کاربردهای گستردهتری را در حوزه اینترنت اشیا و دیگر حوزهها دارند. به طور کلی، زبانهای برنامهنویسی پایتون، جاوا، گو و ++C از محبوبترین زبانها در بحث اینترنت اشیا هستند.
خبرگزاری علم و فناوری
انتهای پیام/