مقدمة العملة

منذ إنشائها، كان الهدف من الإنترنت هو ربط الناس في مواقع مختلفة من خلال استخدام أجهزة بسيطة مثل الهواتف وأجهزة الكمبيوتر المكتبية وما إلى ذلك، مما يتيح الاتصال السريع والتفاعل، وبالتالي تحويل العالم إلى قرية عالمية.

لقد ساعد الإنترنت كثيرًا في البروتوكولات المختلفة التي تساعد الاتصال بين أجهزة الاستشعار والسحابة في إدارة المعلومات ونقلها.

من خلال البحث العلمي المكثف، انتقل الإنترنت من مجرد ربط الأشخاص إلى ربط «الأشياء» مثل الأنظمة الرقمية والآلات والأجهزة والأدوات الصناعية وما إلى ذلك، وتمكين العمليات التي يمكنها مراقبة وتعديل التفاعل بين الأشياء المتصلة والإنترنت. بعبارة أخرى، إنترنت الأشياء هي التكنولوجيا التي توفر الاتصال بين الأشياء والأنظمة والأشخاص مما يجعلها أنظمة قابلة للتكيف وسريعة الاستجابة وتزيد من كفاءتها مما يؤدي إلى انخفاض التكاليف.

في هذه المقالة، سنتعرف على إنترنت الأشياء، وكيف يعمل، وفوائده للبشرية، وآخر التطورات في هذه الصناعة المزدهرة.

ما هو إنترنت الأشياء (IoT)؟

يشير إنترنت الأشياء (IoT) إلى جمع كل تلك الأجهزة (الهواتف والتلفزيون والكاميرات ونظام الإنذار ونظام الطقس وأجراس الأبواب والأجهزة القابلة للارتداء وما إلى ذلك) التي يمكنها جمع البيانات من محيطها باستخدام أجهزة الاستشعار والمشغلات وإرسال هذه البيانات المجمعة إلى الإنترنت حيث يمكن أن تتم معالجة البيانات.

يدمج إنترنت الأشياء الأشياء اليومية أو الأشياء مع الإنترنت مما يسمح بالتواصل الفعال والتفاعل بين هذه العناصر. أي شيء يمكنه الاتصال بالإنترنت وجمع البيانات ومشاركتها هو جزء من إنترنت الأشياء.

تحتوي معظم أجهزة إنترنت الأشياء على كلمة ذكية في بداية أسمائها، على سبيل المثال، الهواتف الذكية والساعات الذكية والثلاجات الذكية والمزارع الذكية والمنازل الذكية وما إلى ذلك.

تسعى التكنولوجيا وراء الإنترنت إلى دمج الأشياء/الأشياء اليومية مع الإنترنت. تتمثل التقنية الأساسية وراء إنترنت الأشياء في نشر أجهزة الاستشعار والمشغلات، والتي تساعد الكائنات الذكية على نقل البيانات تلقائيًا من وإلى الإنترنت، مما يسمح بتفاعلات معينة داخل هذه العناصر في بيئتها المباشرة.

تم استخدام مفهوم إنترنت الأشياء لأول مرة من قبل بيتر تي لويس، في مؤسسة الكونجرس للتجمع الأسود في عام 1985. وفقًا للسيد لويس، «إنترنت الأشياء، أو IoT، هو دمج الأشخاص والعمليات والتكنولوجيا مع الأجهزة وأجهزة الاستشعار المتصلة لتمكين المراقبة عن بُعد والحالة والتلاعب وتقييم اتجاهات هذه الأجهزة.»

علاوة على ذلك، يعرّف كورنيليوس، «بيت» بيترسون، الرئيس التنفيذي لشركة NetSilicon، إنترنت الأشياء بأنه «ببساطة النقطة الزمنية التي تم فيها توصيل المزيد من الأشياء أو الأشياء بالإنترنت أكثر من الأشخاص».

ومع ذلك، تم وضع عبارة «إنترنت الأشياء» في عام 1999، من قبل كيفن أشتون، المؤسس المشارك لمركز Auto-ID في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، في عرض تقديمي قدمه لشركة Procter& Gamble (P& G). لقد اعتبر تحديد الهوية بالترددات الراديوية (RFID) ضروريًا جدًا لإنترنت الأشياء. يتمثل الموضوع الرئيسي لإنترنت الأشياء في تضمين أجهزة الإرسال والاستقبال المحمولة قصيرة المدى في مختلف الأدوات والضروريات اليومية لتمكين أشكال جديدة من التواصل بين الأشخاص والأشياء، وبين الأشياء نفسها.

تسعى إنترنت الأشياء إلى تسهيل التفاعل بين الأشياء من خلال الاتصال بالإنترنت، وبالتالي إزالة التركيز عن الأشخاص ووضع ذلك على العناصر.

علاوة على ذلك، أدى ظهور رقائق الكمبيوتر الرخيصة والاتصالات ذات النطاق الترددي العالي إلى انفجار في اتصال مليارات الأجهزة بالإنترنت، ويقدر أنه سيتم توصيل 50 مليار عنصر بحلول عام 2050.

إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT)

إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) هو تطبيق تقنية إنترنت الأشياء في مختلف الصناعات والشركات لزيادة الكفاءة وزيادة إنتاج المنتج وتقليل تكاليف العمالة ومراقبة المعدات من خلال دمج أجهزة الاستشعار والمعالجات والمشغلات.

تتبع IIoT مسارًا مختلفًا ولكنها تعمل مع التقنيات الحالية مثل السحابة والتحليلات والتعلم الآلي والروبوتات والذكاء الاصطناعي لتحقيق طبقة أتمتة جديدة. يساعد هذا في توصيل ونقل المعلومات أو الإشارات بين المعدات.

لقد أدت هذه التكنولوجيا الجديدة إلى رفع الإنتاجية في الصناعات إلى أعلى مستوى لها على الإطلاق مع تقليل مخاطر العمل وضمان الكفاءة بتكلفة منخفضة.

تطبيق إنترنت الأشياء

تُحدث إنترنت الأشياء ثورة في الطريقة التي نعيش بها، والطريقة التي نتفاعل بها مع الأشياء في بيئتنا، وأداء مهامنا اليومية في المنزل، وفي الصناعة أو الشركات، ومجتمعاتنا. يمكن الشعور بالأهمية في القطاعات التالية:

التصنيع: أدى تطبيق تقنية إنترنت الأشياء وبعض التقنيات المجاورة مثل الذكاء الاصطناعي والروبوتات والحوسبة السحابية إلى تحسين الإنتاج والكفاءة وسلامة العمال بشكل كبير. يحتوي على الأتمتة التي تحل محل العديد من الوظائف اليدوية.

تم تفضيل الصناعة التحويلية بشكل كبير من خلال تقنية إنترنت الأشياء وشهدت استخدامًا متزايدًا للابتكار الناشئ عن تقنية إنترنت الأشياء.

لن تؤدي إنترنت الأشياء إلى زيادة التفاعل فحسب، بل ستعزز أيضًا الكفاءة والإنتاجية والسلامة.

الرعاية الصحية: أدى تطبيق التكنولوجيا وخاصة إنترنت الأشياء إلى تقديم الرعاية الصحية للمرضى وفي راحة منازلهم. تتيح إنترنت الأشياء التفاعل الفعال عن بعد بين الطبيب والمريض خاصة إذا كان المريض يعاني من مرض مميت مثل COVID -19. ليس بالضرورة أن يكون الطبيب على اتصال وثيق لإدارة العلاج ولكن يمكنه القيام بذلك باستخدام أجهزة وتكنولوجيا إنترنت الأشياء.

علاوة على ذلك، أدت هذه التقنية إلى تحسين تحليل البيانات الطبية للمرضى بشكل كبير لأنها آلية، مما مكّن الأطباء من اتخاذ قرارات مستنيرة والتشخيص المناسب.

الزراعة: الاستخدام الأمثل لهذه التكنولوجيا في الأراضي الزراعية سيضمن الإنتاجية والإنتاجية العالية للمنتجات الزراعية.

ستساعد تقنية إنترنت الأشياء بشكل كبير في ضمان إنتاج الغذاء وتوافره من خلال استخدام معدات المزرعة الذكية مثل الجرارات الذكية والمزارع الذكية والحصادات وربط هذه الأجهزة بالإنترنت. سيساعد ذلك في الحصول على تحليل أفضل لبيانات التربة والمعدات الزراعية، ويساعد سلسلة التوريد للمحاصيل القابلة للتلف.

إدارة المنزل: تتمتع المنازل الذكية بالعديد من الميزات التي تتيح الراحة، وتشمل هذه الميزات الأضواء التلقائية، التي تعمل على اكتشاف وجودك في الغرفة أو يمكن تنشيطها صوتيًا. تفتح التكنولوجيا أيضًا وتغلق الأبواب مما يسمح للأشخاص المصرح لهم بالوصول إلى منزلك.

أيضًا، يتتبع إنترنت الأشياء إدارة درجة الحرارة ويتكيف تلقائيًا مع درجة الحرارة المثلى بناءً على الظروف المحيطة والطقس. تجلب إنترنت الأشياء الرفاهية حقًا إلى حياتنا وتجعلها أكثر راحة لنا للعيش.

التعليم: استخدام الواقع المعزز لمنح الطلاب تجربة أفضل للحيوانات الواقعية وحتى تلك التي اختفت من الوجود على سبيل المثال الديناصورات، تستخدم تقنية إنترنت الأشياء.

كيف يعمل إنترنت الأشياء؟

تعمل إنترنت الأشياء من خلال جمع البيانات وتبادلها عبر الأجهزة الذكية المختلفة والإنترنت وتدمج التقنيات الناشئة مثل الحوسبة منخفضة التكلفة والحوسبة السحابية وتحليلات البيانات وتقنيات الهاتف المحمول.

يشمل مبدأ العمل الأساسي ما يلي:

• طبقة الاستشعار/الجهاز:
  الأجهزة الذكية هي تلك الأجهزة الحاسوبية التي تجمع البيانات من محيطها بناءً على محفزات معينة وتوصيلها إلى السحابة (الإنترنت) من خلال تطبيقات برامج إنترنت الأشياء (IoT Apps).

كما تشتمل الأجهزة الذكية/إنترنت الأشياء على أجهزة استشعار ذات قدرة على استشعار الأجهزة الأخرى وحسابها والاتصال بها. المعرّفات الفريدة (UIDs) هي أجهزة الاستشعار التي تجعل فكرة إنترنت الأشياء ممكنة لأنه بدون توفر أجهزة الاستشعار، ستكون فكرة إنترنت الأشياء بأكملها مهزلة.

• طبقة الاتصال:
  ترسل هذه الطبقة البيانات إلى السحابة باستخدام الإنترنت عبر RFID و Bluetooth و WiFi و NFC وما إلى ذلك.

• طبقة معالجة البيانات (السحابة): تقوم
  هذه الطبقة بمعالجة البيانات الكاملة التي تم الحصول عليها من طبقة المستشعر ويتم تحليلها باستخدام خوارزميات مختلفة بناءً على نوع البيانات التي تم جمعها للحصول على رؤية وأنماط ذات مغزى ويتم اتخاذ القرار بناءً على المعلومات المتاحة. بمجرد الانتهاء من التحليل، يتم نقل النتائج إلى جهاز إنترنت الأشياء من خلال واجهة المستخدم الرسومية (GUI).

كما تتيح السحابة تحميل خطوط كبيرة أو مجموعات من الأوامر أو بيانات أجهزة الاستشعار، وسيتم نقلها من كائن إلى آخر، وتوفر الحوسبة السحابية أمانًا موثوقًا للبيانات من خلال التشفير من البداية إلى النهاية.

• طبقة التطبيق أو واجهة المستخدم الرسومية (GUI):
  هذه الطبقة مرئية لنا وتنقل البيانات التي تم تحليلها بواسطة طبقة المعالجة. تستلزم هذه الطبقة نتائج المعالجة الخلفية التي يتم عرضها على جهاز إنترنت الأشياء.

علاوة على ذلك، تعمل هذه الطبقة كواجهة بين تطبيقات وهياكل الطرف الثالث.

النظر في تصميم إنترنت الأشياء

هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها قبل اختيار حل إنترنت الأشياء، وهي:

• قابلية التشغيل البيني
• الأداء الوظيفي
• تخزين آمن
• القدرة على توصيل الأسلاك والبناء
• التحكم في التشفير
• إدارة الطاقة
• توصيف الجهاز، إلخ

يجب أن يكون اعتبار التصميم مزيجًا من المتوسط المقدر لجميع هذه المكونات والتوازن المفهرس لمتطلبات المستخدم لضمان الإنتاجية والكفاءة وخفض تكاليف العمالة والسلامة.

فوائد إنترنت الأشياء

هناك العديد من الفوائد التي يمكن الحصول عليها من نشر تقنية إنترنت الأشياء.

• يعد استخدام إنترنت الأشياء في المنازل أمرًا لا يقدر بثمن لأنه ينسق المنزل بشكل أفضل ويحوله إلى معجزة حية، من إيقاظك في الصباح إلى فتح ستائر النافذة، وتسخين المياه، والتحكم في درجة حرارة الغرفة، وإعداد قهوة الصباح، وما إلى ذلك.

• تساعد إنترنت الأشياء الأشخاص على العيش والعمل بذكاء، بالإضافة إلى التحكم الكامل في حياتهم من خلال الجدولة اليومية وأداء أنشطة معينة في منازلهم.

• لقد أدى نشر تقنية إنترنت الأشياء في الرعاية الصحية إلى إنقاذ الأرواح ومنح المرضى فرصة للتفاعل مع أطبائهم ومقدمي الرعاية الآخرين من منازلهم المريحة. لا يتعين على المرضى بالضرورة الحضور إلى المستشفى لإجراء الفحوصات والفحوصات.

• أيضًا، يمكن للمرضى استخدام أدوات مثل الأساور لاختبار درجة حرارة الجسم والاحتياجات الصحية الأخرى، ويمكنهم تنبيهك بحالة صحية طارئة، وإبلاغ المستشفى، واستدعاء سيارة إسعاف.

• تعد الصناعة التحويلية أكبر مستفيد من تقنية إنترنت الأشياء حيث أدى نشرها إلى زيادة الإيرادات وتقليل ضياع الوقت. هذا ممكن لأن استخدام تقنية إنترنت الأشياء يتيح مراقبة الإنتاج وصيانة المعدات وسلسلة التوريد والعمليات اللوجستية.

• تدعم إنترنت الأشياء عمليات الأتمتة، وتقلل من تكاليف العمالة والنفايات، فضلاً عن تحسين تقديم الخدمات، مما يجعل التصنيع وتسليم المنتجات أقل تكلفة.

• كما أنها توفر الشفافية في معاملات العملاء.

تحديات تقنية إنترنت الأشياء

يتمثل أحد التحديات الرئيسية التي تواجه هذه التكنولوجيا الجديدة في سلامة «البيانات» وما يصاحب ذلك من تسرب للمعلومات الحيوية بسبب الاختراقات الأمنية من الاختراقات وهجمات الأمن السيبراني الأخرى.

يمكن أن يؤدي أي خرق إلى الكشف عن معلومات حساسة وسرية حول الأنشطة اليومية للفرد أو النظام التشغيلي للمؤسسة، وبالتالي الحاجة إلى إجراء فحوصات منتظمة على هذه الأجهزة الذكية والتكنولوجيا الأساسية.

علاوة على ذلك، تعد التكلفة العالية للحصول على أجهزة الاستشعار هذه - أجهزة الاستشعار والمعالجات والمشغلات - واحدة من أكبر التحديات التي تواجهها الصناعة اليوم.

لا تزال هذه المكونات قيد التطوير وهي مكلفة للغاية، مما يعيق تطوير هذه الصناعة. سيؤدي خفض التكاليف إلى تعزيز الكفاءة والإنتاجية والتوافر بشكل كبير.

الخاتمة

تعد إنترنت الأشياء (IoT) واحدة من أهم تقنيات الحياة اليومية وستستمر في تسجيل اعتماد متزايد مع إدراك المزيد من الشركات والمؤسسات للإمكانات الكامنة في الأجهزة المتصلة.

لقد نمت هذه التكنولوجيا بشكل كبير خلال العامين الماضيين، وبلغ عدد أجهزة إنترنت الأشياء في العالم أكثر من 7 مليارات جهاز ويتزايد. في السنوات القليلة المقبلة، سنشهد طفرة كبيرة إلى حد تمتلك فيه كل أسرة جهاز إنترنت الأشياء، من سخانات المياه إلى أنظمة الإنذار، إلى الأراضي الزراعية، وحتى ألعاب الأطفال.

باستخدام تقنية إنترنت الأشياء، يمكن للكائنات المزودة بأجهزة استشعار مدمجة أن تكون قادرة على التواصل مع تدخل بشري ضئيل أو بدون تدخل بشري، أي بدون تفاعل من إنسان إلى إنسان أو من إنسان إلى كمبيوتر. يمكن للأشياء المادية الآن الاتصال وجمع المعلومات بمساعدة بشرية قليلة جدًا أو منخفضة.