اینترنت اشیا IOT یکی از فناوری‌های پرکاربرد و رایج در عصر حاضر و انقلاب صنعتی چهارم است. در حالی که تعداد فزاینده‌ای از شرکت‌ها در حال خلق ارزش با استفاده از برنامه‌های IoT هستند، این فناوری هنوز در روزهای اولیه خود به سر می‌برد. دو روند به‌طور چشمگیری امکانات اینترنت اشیا را در شرکت‌ها گسترش می‌دهند و کاربردهای عملی را چند برابر می‌کنند و در عین حال هزینه‌ها را کاهش می‌دهند:
ظهور شبکه‌های ارتباطی بی‌سیم جدید که به‌طور خاص برای برنامه‌های کاربردی اینترنت اشیا طراحی شده‌اند و می‌توانند هزینه‌ها را کاهش دهند و دسترسی دستگاه‌های متصل به شبکه و اینترنت را افزایش دهند.
ورود زیرساخت‌های فناوری اطلاعات «محاسبات لبه»، که تحلیل و واکنش به داده‌های حسگرهای اینترنت اشیای نزدیک به منبع را تسهیل می‌کنند، دستگاه‌ها را به اوضاع متغیر پاسخگوتر می‌کنند و جلوی تنگناهای ارتباطی را می‌گیرند.
در این مقاله ابتدا بررسی می‌کنیم اینترنت اشیا IOT چیست و چه کاربردهایی دارد. در ادامه به سراغ اینترنت اشیای صنعتی می‌رویم و کاربردهایش را معرفی می‌کنیم. در نهایت نیز جایگاه اینترنت اشیا را در ایران بررسی می‌کنیم.
اینترنت اشیا IOT چیست و چه کاربردهایی دارد؟
به‌طور خلاصه، اینترنت اشیا یا IoT به‌معنای اتصال دستگاه‌ها و تجهیزات به اینترنت و سایر دستگاه‌های قابل‌اتصال است. اینترنت اشیا شبکه‌ای گسترده از دستگاه‌ها و افراد متصل به هم است که همگی اطلاعاتی را در مورد نحوۀ استفاده و محیط اطراف خود جمع‌آوری می‌کنند و به اشتراک می‌گذارند. این شبکه متشکل از تعداد بسیار زیادی اشیا در هر شکل و اندازه‌ای است: از امواج مایکروویو هوشمند گرفته که به‌طور خودکار غذای شما را برای مدت زمانی مناسب طبخ می‌کنند، تا ماشین‌های خودران که حسگرهای پیچیدۀ آن‌ها اشیا را در مسیرشان تشخیص می‌دهند، و دستگاه‌های تناسب اندام که ضربان قلب و تعداد قدم‌هایی را که در طی روز برداشته‌اید اندازه‌گیری می‌کنند و سپس از این اطلاعات برای پیشنهاد برنامه‌های ورزشی مناسب شما استفاده می‌کنند. حتی توپ‌های فوتبالی وجود دارند که به شبکه متصل می‌شوند و می‌توانند فاصله و سرعت پرتاب را ردیابی کنند و آمار را از طریق یک برنامه برای اهداف آموزشی بعدی ثبت کنند.
اما پرسش ابتدایی ما در این بخش دربارۀ کاربردهای این فناوری نیز بود. در ادامه به این بخش می‌پردازیم.
دستگاه‌ها و اشیای مجهز به حسگرهای داخلی به یک پلتفرم اینترنت اشیا متصل می‌شوند. این پلتفرم داده‌های دستگاه‌های مختلف را یکپارچه می‌کند و به‌منظور هم‌رسانی ارزشمندترین اطلاعات مربوط با استفاده از برنامه‌هایی که برای رفع نیازهای خاصی ساخته شده‌اند، این اطلاعات را تحلیل می‌کند. این پلتفرم‌های قدرتمند اینترنت اشیا می‌توانند دقیقاً مشخص کنند چه اطلاعاتی مفید است و چه اطلاعاتی را می‌توان با خیال راحت کنار گذاشت. از این اطلاعات می‌توان برای شناسایی الگوها، ارائۀ توصیه‌ها و شناسایی مشکلات احتمالی قبل از وقوع آن‌ها استفاده کرد.
برای مثال، اگر من مالک شرکت خودروسازی هستم، ممکن است بخواهم بدانم کدام اجزای اختیاری ماشین (مثلاً صندلی‌های چرمی یا رینگ‌های آلومینیومی) محبوب‌ترین ویژگی‌ها هستند. با استفاده از فناوری اینترنت اشیا می‌توانم:
- از حسگرها استفاده کنم تا بفهمم کدام قسمت‌ها در نمایشگاه ماشین محبوب‌ترین قسمت‌ها هستند و مشتریان در کجا بیشتر درنگ می‌کنند.
- داده‌های فروش را بررسی کنم تا بفهمم کدام اجزای خودرو سریع‌تر از بقیه به فروش می‌رسند.
- به‌طور خودکار داده‌های فروش را با عرضه تراز کنم تا اقلام محبوب در بازار کمیاب نشوند.
اطلاعاتی که با استفاده از دستگاه‌های متصل جمع‌آوری می‌شود به من امکان می‌دهد بر اساس اطلاعات بی‌درنگ دربارۀ اینکه چه قطعاتی را ذخیره کنم، تصمیماتی هوشمندانه اتخاذ کنم. این تصمیمات به من کمک می‌کنند در زمان و هزینه صرفه‌جویی کنم. با دانش به‌دست‌آمده از تحلیل پیشرفتۀ اطلاعات جمع‌آوری‌شده می‌توان بهره‌وری فرایندها را بالا برد. اشیا و سیستم‌های هوشمند به این معنی است که می‌توانید کارهای خاصی را به‌طور خودکار انجام دهید، به‌ویژه زمانی که این کارها تکراری، پیش‌پاافتاده، وقت‌گیر یا حتی خطرناک هستند. ابتدا به چند نمونه نگاه کنیم تا ببینیم اینترنت اشیا IOT در زندگی واقعی چگونه کمک‌حال ما می‌شود.
سناریوی 1: اینترنت اشیا IOT در خانۀ شما
تصور کنید هر روز ساعت 7 صبح از خواب بیدار می‌شوید تا سر کار بروید. ساعت زنگ‌دار کار بیدارکردن شما را به‌خوبی انجام می‌دهد، البته تا زمانی که مشکلی پیش نیاید. سفرتان با قطار لغو شده است و در عوض باید با ماشین به محل کار بروید. تنها مشکل این است که رانندگی بیشتر طول می‌کشد و برای این که دیر نرسید، باید ساعت 6:45 صبح از خواب بیدار می‌شدید. اوه، تازه باران هم می‌بارد؛ بنابراین باید کندتر از حد معمول رانندگی کنید. ساعتی که متصل یا مجهز به اینترنت اشیا باشد بر اساس همۀ این عوامل خود را بازتنظیم می‌کند تا مطمئن شود رأس ساعت به کار می‌رسید. این ساعت با استفاده از قابلیت‌های خود می‌تواند تشخیص دهد که قطار معمولی شما لغو شده است، مسافت رانندگی و زمان لازم برای رسیدن به محل کارتان را محاسبه کند، آب‌وهوا را بررسی و سرعت کمتر را به‌دلیل باران شدید دخیل کند و محاسبه کند چه زمانی باید شما را از خواب بیدار کند که به‌موقع به محل کار برسید. حتی اگر فوق‌العاده هوشمند باشد، ممکن است با قهوه‌ساز مجهز به اینترنت اشیای شما هماهنگ شود تا وقتی بیدار شدید قهوه صبحگاهی‌تان حاضر باشد.
سناریوی 2: اینترنت اشیا IOT در حمل‌ونقل
چند دقیقه پیش با صدای زنگ ساعت هوشمندتان بیدار شده‌اید و اکنون در حال رانندگی به سمت محل کار خود هستید. چراغ موتور روشن می‌شود. ترجیح می‌دهید مستقیماً به تعمیرگاه نروید، اما اگر مشکلی حاد پیش آمده باشد چه؟ در خودروی مجهز به اینترنت اشیا، حسگری که چراغ چک موتور را روشن می‌کند، با دیگر اجزای خودرو ارتباط برقرار می‌کند. قطعه‌ای در خودرو داده‌ها را از حسگرها جمع‌آوری می‌کند و آن‌ها را به درگاهی در خودرو ارسال می‌کند که مرتبط‌ترین اطلاعات را به پلتفرم سازندۀ خودرو ارسال می‌کند. سازنده می‌تواند از داده‌های خودرو استفاده کند تا به شما وقتی برای تعمیر قطعۀ مورد نظر بدهد، راهنمایی‌هایی دربارۀ خودروی شما به نزدیک‌ترین فروشنده ارسال کند و مطمئن شود که قطعۀ تعویضی صحیح سفارش داده شده است تا هنگام حضور شما در تعمیرگاه آماده باشد.
اینترنت اشیای صنعتی (IIOT) چیست؟
در طول 15 سال گذشته، انقلاب اینترنت بسیاری از صنایع و مهم‌تر از همه آن‌هایی را که مستقیماً با مشتری در تماس بوده‌اند، یعنی صنایعی مانند رسانه، خرده‌فروشی و خدمات مالی را بازتعریف کرده است. در 10 سال آینده، انقلاب اینترنت اشیا به‌طور چشمگیری بخش‌های تولید، انرژی، کشاورزی، حمل‌ونقل و سایر بخش‌های صنعتی اقتصاد را تغییر خواهد داد که روی هم تقریباً دوسوم تولید ناخالص داخلی جهانی (GDP) را تشکیل می‌دهند. همچنین این فناوری نحوۀ کار افراد را از طریق تغییر تعاملات بین انسان و ماشین دگرگون خواهد کرد.
این آخرین موج تغییرات فناورانه که اینترنت صنعتی یا اینترنت اشیای صنعتی IIOT نامیده می‌شود، فرصت‌های بی‌سابقه‌ای را همراه با خطرات جدیدی برای کسب‌وکارها و جامعه به ارمغان خواهد آورد. اینترنت اشیای صنعتی دسترسی جهانی اینترنت را با توانایی جدیدی برای کنترل مستقیم دنیای فیزیکی ترکیب می‌کند، از جمله ماشین‌ها، کارخانه‌ها و زیرساخت‌هایی که چشم‌انداز مدرن را تعریف می‌کنند. بااین‌حال، مانند اینترنت در اواخر دهۀ 1990، اینترنت صنعتی درحال‌حاضر در مراحل اولیۀ خود است و باید به بسیاری سؤالات مهم پاسخ دهد، از جمله اینکه چگونه بر صنایع موجود، زنجیره‌های ارزش، مدل‌های کسب‌وکار و نیروی کار تأثیر می‌گذارد و رهبران سازمان‌ها و دولت‌ها برای اطمینان از موفقیت بلندمدت آن باید چه اقداماتی انجام دهند.
تحقیقات مختلف نشان می‌دهد اینترنت اشیای صنعتی واقعاً تحول‌آفرین است، اساس رقابت را تغییر می‌دهد، مرزهای صنعت را جابه‌جا می‌کند و موج جدیدی از شرکت‌های نوآورانه ایجاد می‌کند؛ درست همان‌طور که اینترنت فعلی باعث ایجاد آمازون، گوگل و نتفلیکس شده است. بااین‌حال، اکثر سازمان‌ها هنوز در تلاش برای درک پیامدهای اینترنت اشیای صنعتی بر مشاغل و صنایع خود هستند.
در سایت IBM اشاره می‌شود گزارش مکنزی با عنوان «اینترنت اشیا: ترسیم ارزش فراتر از هیاهوها» دربارۀ تأثیر اقتصادی اینترنت اشیا بر «محیط‌های» مختلف مانند کارخانه‌ها بسیار خوش‌بینانه است و بیان می‌کند: «ارزش بالقوه‌ای که می‌توان با برنامه‌های اینترنت اشیا در محیط کارخانه به دست آورد، بنا به تخمین ما می‌تواند به 3.7 تریلیون دلار در سال 2025 یا حدود یک‌سوم کل ارزش اقتصادی بالقوه برسد. ازاین‌رو، همۀ افرادی که به‌نحوی در امر تولید مشارکت دارند، به این موضوع علاقه نشان می‌دهند، از جمله آن دسته از تولیدکنندگان صنعتی که مدت‌هاست مشغول به کارند و آن‌هایی که محصولات و خدماتشان حامیان حیاتی به‌کارگیری موفق IIOT هستند.
کاربردهای اینترنت اشیای صنعتی IIOT
دستگاه‌های متصل به شبکه به سه دسته تقسیم می‌شوند:
♦ اینترنت اشیای مربوط به حوزۀ مصرف‌کننده مانند دستگاه‌های سیار
♦ اینترنت اشیای مربوط به حوزۀ سازمانی که شامل کارخانه‌های هوشمند و کشاورزی است
♦ اینترنت اشیای مربوط به فضاهای عمومی مانند مدیریت زباله.
کسب‌وکارها از اینترنت اشیای صنعتی برای بهینه‌سازی زنجیره‌های تأمین، مدیریت موجودی و بهبود تجربۀ مشتری استفاده می‌کنند، درحالی‌که دستگاه‌های مصرف‌کنندۀ هوشمند مانند بلندگوی Amazon Echo، به‌دلیل رواج حسگرهای کم‌هزینه و کم‌مصرف، اکنون در همۀ خانه‌ها حضور دارند.
کارخانه‌ها از اینترنت اشیای صنعتی برای پایش دستگاه‌ها و لوازم کارخانه، نگهداری پیشگیرانه و امنیت استفاده می‌کنند.
شهرها بیش از یک دهه است که برای تسهیل همه‌چیز، از خواندن کنتور آب گرفته تا جریان ترافیک، از فناوری اینترنت اشیا استفاده می‌کنند. برای مثال، در شهر نیویورک همۀ ساختمان‌ها (نیویورک بیش از 817000 ساختمان دارد) به کنتور آب بی‌سیم مجهز شده‌اند. این کنتور جدید از سال 2008 جایگزین سیستم دستی شد که برای خواندن رقم و صدور قبض آن‌ها باید مسافتی طولانی راه می‌رفتید.اکنون بسیاری از شهرها از پلاک‌خوان‌ها، ترددشمار، دوربین‌های چراغ قرمز، حسگرهای تشعشع و دوربین‌های نظارتی برای مدیریت عملیات‌های روزانه استفاده می‌کنند.
در پزشکی، اینترنت اشیا می‌تواند به بهبود مراقبت‌های بهداشتی از طریق نظارت بر بیمار از راه دور، جراحی روباتیک و دستگاه‌هایی مانند استنشاق‌های هوشمند کمک کند. در سال 2020 نقش اینترنت اشیا در پیشگیری و کنترل کووید19 بسیار ارزشمند بوده است. طبق گفته‌ها، برنامه‌های اینترنت اشیا مانند دوربین‌های حرارتی متصل به شبکه، دستگاه‌های ردیابی تماس و دستگاه‌های سیار برای نظارت بر سلامت، داده‌های حیاتی مورد نیاز برای کمک به مبارزه با بیماری را فراهم می‌کردند، درحالی‌که حسگرهای دما و ردیابی بسته‌ها به اطمینان از توزیع ایمن واکسن‌های حساس کووید19 کمک کردند. فراتر از مراقبت‌های بهداشتی، اینترنت اشیا به انعطاف‌پذیری بیشتر زنجیره‌های تأمین مختل‌شده بر اثر کووید19 کمک کرده است. همچنین فعالیت‌های خودکار در انبارها و طبقات کارخانه‌ها، به ترویج فاصله‌گذاری فیزیکی و دسترسی ایمن از راه دور به ماشین‌های صنعتی یاری رسانده است.
اینترنت اشیا IOT در ایران
با وجود مشکلات فراوان در مسیر رشد فناوری‌های نو، پروژه‌ها و استارتاپ‌های حوزۀ اینترنت اشیا در ایران در عرصه‌های حمل‌و نقل، مدیریت انرژی، حفظ محیط‌زیست، موقعیت‌یابی، خودروی هوشمند، پیش‌بینی زلزله، کشاورزی، دام‌پروری، آموزش، سلامت و ایمنی، خانه، ساختمان، ابزارهای هوشمند و بیمه مشغول به فعالیت هستند.
برای نمونه در حوزۀ حمل‌ونقل، «پایش هوشمند ناوگان حمل‌ونقل جاده‌ای» توسط ناجا راه‌اندازی شده است که در این سامانه دستگاهی روی هر خودرو شامل اتوبوس‌ها، کامیون‌ها، مینی‌بوس‌ها و سایر خودروهای حمل‌ونقل جاده‌ای نصب می‌شود و از طریق این دستگاه ارتباط پایداری بین سیستم و خودرو برقرار می‌شود.
در حوزۀ «مدیریت انرژی»، «سامانۀ هوشمند اندازه‌گیری و مدیریت انرژی» راه‌اندازی شده است و کاربرد آن سیستم قرائت و کنترل هوشمند بار و مدیریت انرژی با استفاده از فناوری‌های جدید است. در مدیریت انرژی پلتفرم هوشمند پایش دما نیز توسط شرکت‌های دانش‌بنیان ساخته شده است که با استفاده از حسگرهای خودپایشگر دما و رطوبت، پایشگر اتاق سرور، پایشگر دما، حسگر رطوبت خاک را از طریق ماژول پیامک یا اپلیکیشن به کاربر اطلاع می‌دهد.
در حوزۀ «خودروی هوشمند» پلتفرمی توسط شرکت‌های دانش‌بنیان طراحی و اجرا شده است که با یک قطعۀ سخت‌افزاری روی واحد کنترل خودرو نصب می‌شود و مواردی مانند میزان سوخت، سرعت، باد لاستیک ماشین و محل خودرو را اندازه‌گیری می‌کند و از طریق اینترنت، امکان نظارت بر این موارد را برای راننده یا صاحب خودرو فراهم می‌کند. در حوزۀ پیش‌بینی زلزله نیز با استفاده از شبکۀ گوشی‌های تلفن همراه، علائم را دریافت و با تحلیل داده‌های دریافتی، احتمال زلزله را پیش‌بینی و اعلام می‌کنند.
در حوزۀ «کشاورزی»، «سیستم هشدار زودهنگام کشاورزی» توسط دانش‌بنیان‌ها طراحی شده است که این سیستم با دریافت، انتقال و رصد عوامل محیطی تأثیرگذار مانند رطوبت خاک و هوا، دما، سرعت و جهت باد، تشعشع خورشید و تله‌های نوری آفات و با دریافت سرویس از وب‌سایت‌های هواشناسی، امکان تحلیل هوشمند وضعیت اقلیمی را با درنظرگرفتن محصولات باغی و زراعی فراهم می‌کند.
در حوزۀ «دام‌پروری» اینترنت اشیا IOT تلاش می‌کند وارد حوزۀ دامداری شود و با استفاده از حسگرهایی که در فاز اول روی گاوها نصب می‌شوند، اطلاعات مربوط به حیوان را دریافت و شرایط بهینه را برای رشد، افزایش شیردهی و افزایش بهره‌وری ایجاد کنند. برای نمونه، «پلتفرم مدیریت هوشمند سلامت دام» طراحی شده است که زیرساخت نظارت و پایش بی‌درنگ سلامت دام و مبتنی بر فناوری اینترنت اشیا است که کنترل و ارائۀ گزارش دربارۀ متغیرهای زیستی دام، هشدارها، ارائۀ خدمات مشاوره‌ای هوشمند از جملۀ این قابلیت‌هاست.
در حوزۀ «سلامت و ایمنی»، «تصویربرداری بیمارمحور» توسط شرکت‌های دانش‌بنیان طراحی شده است که خیلی فراتر از شبیه‌سازی قبل و بعد از عمل است. جراحان در لحظه می‌توانند تصویر مجازی را همان‌طور که بیمار در نمایشگر به خود نگاه می‌کند، دستکاری کنند. بنابراین همان‌طور که جراح به‌صورت شفاهی وضعیت بیمار را توصیف می‌کند، اثرات بصری روی خود شخص را هم نشان می‌دهد و با این ارتباط بصری، بیمار آنچه را جراح به او پیشنهاد می‌کند، درک می‌کند و در واقع جایگزین تفسیر کلمات پزشک می‌شود.