اینترنت اشیاء چیست؟

به راستی اینترنت اشیاء یا (Internet of Things) چیست؟ این واژه این روزها زیاد به گوشمان می رسد. برای پاسخ به این سوال جذاب با ما همراه باشید. هر گاه بتوانیم برای یک شی یا وسیله که اطرافمان است قابلیت ارتباط با دنیای اینترنت تعریف کنیم، میتوانیم بگوییم به دنیای IoT پا گذاشتیم. علم IoT همراه با تکنولوژی های بی نظیر خود امکان اتصال ابزارهای فیزیکی زیادی را به اینترنت فراهم می آورد.به عبارتی دیگر می توان گفت، IoT عامل تعامل، کنترل و مدیریت اشیاء توسط انسان به کمک یک سری از زیر ساخت های اینترنت از راه دور است. به همین منظور،  سخت افزارها و نرم افزارهای مختلفی ساخته شدند، تا این تعاملات را برقرار کنند که امروز به پلتفرم (سکو)های مشهوری تبدیل شدند.

در IoT با نوع تکامل یافته ای و هوشمندتری از شبکه های کامپیوتری رو برو هستیم. به این منظور که،کامپیوترها و تجهیراتی با سخت افزارها و معماریی به صورت Embededd (جاسازی شده) نسبت به وسایل و تجهیزات در گذشته ساخته شده اند. این نوع کامپیوتر ها با این نوع سخت افزارها دیگر تنها محاسبه گر نیستند. در شبکه های سنتی همه کامپیوترها از یک نوع  و ساختار خاص پیروی میکردند. اما در دنیای IoT با تنوع و ناهمگنی در نوع وسایل هوشمند سرو کار داریم که به خودی خود موجب تحول در تعریف پروتکل های ارتباطی می شود. گوشی های هوشمند و تلویزیون های شبکه ای، انواع حسگرها و میکروکنترلرها و آنتن های بیسیم نمونه هایی از این وسایل هستند. به عبارت بهتر IoT وجه مشترک سخت افزار و نرم افزار در دنیای فناورانه امروز است. 

تاریخچه اینترنت اشیا

  در حدود سالهای 1920، تمام تمرکز پیشرفت تکنولوژی در حوزه سخت افزار بود. به گفته تاریخ در سال 1960 اولین مفهوم اینترنت اشیاء شکل گرفت. بعد از تولد اینترنت که در سال 1974 رخ داد، مردم جهان برای اولین بار در سال 1980 بود که اولین ابزار مرتبط با IOT را مشاهده کردند. بعد از شکل گیری اینترنت در سال 1980 که به انقلاب صنعتی اینترنت معروف است با گذشت زمان، علم روبوتیک ظهور پیدا کرد. این امر موجب بهبود و تعادل در پیشرفت بین سخت افزار و نرم افزار شد.

  سپس شبکه های کامپیوتری تکامل پیدا کردند. حدود 12 سال بعد از آن بود که حسگرها (Sensors) تولید شدند. با کمک حسگرها و توانایی دریافت داده ها از محیط و همچنین قابلیت اتصالشان، توانستند اطلاعات نرم افزاری را به فضای فیزیکی منتقل کردند. در نتیجه این علم توانست تکنولوژی های نرم افزار و سخت کامپیوتر را تحت تاثیر قرار دهد.

  ایده تحقیقاتی که از ردیابی حفظ خنک کنندگی و فروش قوطی های کوکاکولا در دستگاه خودپرداز به طور خودکار و از طریق اینترنت شکل گرفته بود. این گروه بهبود دهندگان خدمات محلی، دستگاه مجهز به میکروسوئیچ های یکچارچه را از طریق اینترنت و اتصال آن به وب دانشگاه (کارنگی ملون) مدیریت می کردند. مشابه چنین کاری را در اوایل سال 1990، آقای جان رامکی و سایمون هیکت  انجام دادند و یک توستر خانگی را با استفاده از پروتکل TCP/IP به اینترنت وصل کند و توانستند آن را خاموش و روشن کنند.

  سال 1991 در دانشگاه کمبریج، قابلیت دیگری از IoT به نمایش درآمد. با یک سرمایه گذاری دیگری و اجرای دوربین تحت وبدانشگاه، تصویر یک قهوه جوش در آزمایشگاه کامپیوتر، توسط دو محقق به نام های کوئنتین استافورد و بل جاردتزکی گرفته شد. در نهایتا در سال 1993 از آزمایشگاه دانشگاه به وب جهانی منتقل و به اولین وب کم جهان تبدیل شد. سپس در سال 1999 بود که فن شناس حرفه ای به نام کوین اشتون، که مدیر اجرایی آزمایشگاه های شناسایی خودکار در دانشگاه MIT بود در سمیناری که برای مدیریت زنجیره تامین برگذار می شد، عبارت اینترنت اشیاء را بیان کرد.

  شرکتی که در سال 1985 توسط Koo In-Hwoi تاسیس شد و به دلیل نوآوری و خلاقیت در طراحی محصولات کاربردی به شرکت موفقی به نام LG تبدیل شد. اولین یخچال تحت وب خود را در سال 2000 تولید کرد. LG با تکیه بر جدیدترین نوآوری ها روز، در سال 2011 ساخت اولین عینک سه بعدی جهان را به نام خود ثبت کرد.

  شخصی به نام Olli-Pekka Ahokas که مدیر توسعه محصولات نوکیا بود، فرآیند تغییر چیپست اخصاصی نوکیا به نام LPRF را تا تکامل و تبدیل شدن به استاندارد بلوتوث دنبال کرد. در سال 1998 به عنوان یک برنامه مفهومی محصول محور با نام HDW-1 پذیرفته شد. سپس به عنوان اولین پلتفرم توسعه صدا توسط شرکت نوکیا به ثبت رسید. در سال 2002 تا 2003 با اولین مدل HDW-2 به عنوان محصول نهایی به کاربران عرضه گشت.

در سال 2003 یک شرکت فناوری پزشکی در هلند به نام “Vitatron” اولین دستگاه پیس میکر دیجیتال را توسعه داد. به گفته چیتو دیکاسرو نویسنده کتاب “تاریخچه ابزارهای پوشیدنی: پیس میکر دیجیتال”، این دستگاه به عنوان یکی از مهمترین اختراعات در زمینه سلامت محسوب می شود.

بعد از عرضه گوشی با مدل پرادا توسط شرکت LG، که توانسته بود اسکرول و ضربه زدن به صفحه نمایش را جایگزین دکمه های فشاری کند، شرکت اپل در سال 2007 توانست گوشی با قابلیت هایی نظیر صفحه نمایش لمسی خازنی، NFC، شارژ وایرلس و افزودن برنامه را ارائه دهد.

تقریبا در اواخر سال 2007 بود که شرکت Fitbit یک پوشیدنی کوچک هوشمند با قابلیت نصب بر روی لباس و دستبند شدن را به بازار معرفی کرد؛ که اطلاعات مسافت طی شده و کالری سوزانده را بصورت بیسیم به تلفن همراه یا کامپیوتر شخصی ارسال می کرد. نهایتا در سال 2008، Fitbit دستگاه بیسیم هوشمندی ارائه داد که همگام سازی داده ها بر اساس اهداف مشخص شده از طریق کاربران را بر روی وب مانیتور می کرد.

پس از راه اندازی چالش بزرگ یا Garnd Challeng توسط شرکت داریا در سال 2004 و عدم موفقیت شرکت کنندگان، بعد از آن در سال 2005 تیمی از دانشگاه استنفورد با ماشین خود به نام استنلی، موفق به طی مسیر و برد در این چالش بزرگ شد. سه سال بعد، داریا چالش درون شهری برگزار کرد و تیم Tartan Racing با طراحی اتومبیلی که بطور خودکار مسیریابی میکرد، بدون برخورد با ماشین های دیگر، مراقب تابلوها، موانع ترافیک های انسانی بود در این مسابقه موفق شد. نهایتا در سال 2009، شرکت گوگل که خود از حمایت کنندگان چالش داریا بود ماشین خودران خود را تولید کرد که علاوه بر حکایت و پشتیبانی مهندسینی که برندگان مسابقات داریا بودند، از رادار، لیزر، و مسیریابی خودکار استفاده می کرد.

شروع پایه ریزی پلتفرم خانه هوشمند در سال 2010 و با ساخت و توسعه یک ترموستات به نام “Nest Learning” توسط مهندس سابق اپل بود. عملکرد آن بدین شکل بود که اینترنت بیسیم خانگی را به کانال انتخابی برای کنترل از راه دور تبدیل می کرد. توانایی یکپارچه سازی داده ها بر اساس رهگیری فعالیت ها در خانه انجام میشد و از آن داده برای برنامه ریزی خودکار تنظیمات ترموستات هوشمند استفاده می کرد. سرانجام در سال 2014 شرکت گوگل “Nets Labs” را خریداری و او را به پیشگامان عرصه فناوری خانه های هوشمند تبدیل کرد.

در 24 آپریل 2015، شرکت Apple اولین ساعت هوشمند خود را با ظاهری مدرن و کارایی آسان ارائه کرد. از امکاناتی چون  WiFi و قابلیت های سلامت محور همچون ردیابی شاخص BMI بهره می برد و به محبوبترین پوشیدنی هوشمند تبدیل شد. همچنین ضریب دقت آن 50ms برآورد شد. سپتامبر 2022، اپل واچ های جدید با watchos 9 از پیش نصب شده عرضه شدند و به یک آیفون دارای ios 16 نیاز داشتند که برای آیفون 8 به بعد در دسترس بود. از امکاناتی که شرکای apple به عنوان خدمات به آن اضافه کردند میتوان به شرکت هواپیمایی us که امکان بررسی پروازها را فراهم کرد. شرکت BMW که یاداوری سطح شارژ خودرو و مکان پارک را مشخص میکند و ارائه دادن خدمات City Mapper که مسیریابی و حمل و نقل انبوه را به این ساعت هوشمند اشاره کرد.

تحول فناوری در عرصه عینک هوشمند در سال 2013 با رونمایی از عینک “Google Glass” شروع شد. این عینک هوشمند مبتنی بر سیستم عامل اندروید است. که بر اساس پردازش صوتی و حرکتی، دستورات پردازشی را اجرا می کند. با دریافت اطلاعات محیطی، دیداری و شنیداری خدمات را به صورت واقعیت افزوده ارائه می دهد. دارای امکاناتی چون WiFi، بلوتوث داخلی، دوربین عکاسی و فیلمبرداری است. این عینک هوشمند، دکمه لمسی بر روی سطح دسته عینک دارد. که با تماس دست، درخواست اطلاعات از طریق کانال ارتباطی به یک میکرو پروژکتور انتقال داده می شود. سپس اطلاعات برای نمایش بر روی صفحه لنز و با عبور از کریستال مایع مداوم(FSC) و در نهایت بر روی سیستم سیلیکونی به نمایش در می آید.

“جف بیزوس” در 5 ژوئن 1994 بود که تصمیم به راه اندازی فروشگاه کتاب آنلاین در گاراژ خانه خود گرفت و آن را اجرا کرد. رفته رفته کار را گسترش داد و تنوع محصولاتش را بیشتر کرد. بطوری که امروزه چندین شرکت تابعه در زمینه های خدمات محاسبات ابری، سیستم کویپر، وسائل نقلیه خوران(ZOOX)، توسعه و تحقیق سخت افزاری کامپیوتر(Amazon Lab126) و بازار کل مواد غذایی دارد. هم اکنون جف بیزوس مسئول بزرگترین Marketplace جهان است. عامل موفقیت خود را استفاده از استعداد اکتسابی افراد، اهداف واقع گرایانه و مشتری مداری بیان کرد.

در سال 2016، شرکت خودروسازی تسلا اعلام کرد که ماشین خودران خود را طراحی می کند. پس از آن، ویدئویی از ماشین مدل x، همراه با فناوری خودران که پس از طی چندین مایل و در آخر ورود به پارکینگ با حفظ برخی علائم راهنمایی و رانندگی و چراغ های راهنما منتشر کرد. در همین سال، شرکت Uber با ماشین فورد فیوژن خود که به سنسورهای مرکز فناوری پیشرفته شرکت مجهز بود، با نظارت راننده بر عملکرد ماشین، میتواند با جمع آوری داده های نقشه برداری توسط اسکنرهای لیزری، رادار و دوربین با وضوح بالا طی مسیرکند، رو نمایی کرد.

با ورود تکنولوژی 5G در سال 2019، عملکرد چشمگیری در ارتباطات و اتصالات همه چیز فراهم شد. این فناوری که بعد از اینترنت نسل 4 ایجاد شد، به آخرین استاندارد جهانی بیسیم معروف است. از جمله توانایی های این فناوری پهنای باند با ظرفیت بالا، سرعت تبادل داده تا چند گیگابایت بر ثانیه، تاخیر بسیار پایین و افزایش دسترسی را می توان نام برد. این تکنولوژی در ادامه راه 4G، از روش تعدیل سیگنال دیجیتال در چندین کانال مختلف جهت کاهش تداخل به نام (OFDM) با دسترس پذیری و مقیاس پذیری بیشتر استفاده می کند. هم اکنون در 70 کشور جهان از جمله ایران این فناوری بکار گرفته شد.

در سال 2011 بود که کشور آلمان نوآوری جدیدی برای دیجیتالی کردن فرآیند تولید، برای اولین بار به نام انقلاب صنعتی 4 را اعلام کرد. بعد از گذشت یک دهه در سال 2020، این ابتکار جهانی شد و نه تنها در آلمان بلکه در کل جهان بطور چشمگیری رشد کرد. به گفته MPI، صنعتی که به سازمانها کمک می کند تا اطلاعات و دستگاه های هوشمند را در فرآیند عملیات تولید خود تعبیه کنند. نتیجه این کار تعامل و ارتباط با سازمان ها و زنجیره تامین مرتبط است. در نهایت امر، محصولات جدیدی را که این شرکت ها تولید می کنند دارای هوش جایگذاری شده  هستند.

در حال حاضر یعنی در سال 1403شمسی (2023 میلادی)، بیشترین تمرکز اینترنت اشیاء در حوزه صنعت، هوشمندسازی شهرها، سلامت، کشاورزی است. طبق پیش بینی های مک کینزی سهم اینترنت اشیاء در حوزه صنعت تا سال 2025 در حدود 1 تا 4 تریلیون دلار می باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید مقاله اینترنت اشیا در صنعت را مطالعه کنید.