AIoT چیست؟ همه آنچه باید درباره فناوری هوش مصنوعی اشیاء بدانید!

هوش مصنوعی اشیاء چیست؟

اینترنت اشیاء (Internet of Things) و هوش مصنوعی ( Artificial Intelligence)، هرکدام فناوری‌های قدرتمندی هستند که از ترکیب آن‌ها Artificial Intelligence of Things، یا به اختصار ،AIoT ایجاد می‌شود. برای شروع اینگونه تصور کنید که اینترنت اشیاء یک سیستم عصبی دیجیتال و هوش مصنوعی مغز متفکر آن سیستم است.

برای درک کامل مفهوم AIoT، در ابتدا باید به سراغ اینترنت اشیاء برویم. وقتی اشیاء گوناگونی همچون دستیارهای دیجیتال، حسگرها، تکنولوژی‌های پوشیدنی مثل لباس‌های هوشمند و سایر تجهیزات به اینترنت متصل باشند و داده‌ها را جمع‌آوری و پردازش کنند؛ شما با اینترنت اشیاء مواجه هستید.

منظور از هوش مصنوعی هم آن بخشی است که یک سیستم بتواند با استفاده از داده‌ها، فرآیند یادگیری را طی کند و مجموعه‌ای از کارها را انجام دهد. بنابراین، وقتی هوش مصنوعی به اینترنت اشیاء اضافه می‌شود، به این معنی است که دستگاه‌ها می‌توانند داده‌های جمع آوری شده را تجزیه و تحلیل کنند، تصمیم بگیرند و بدون دخالت انسان بر اساس آن داده‌ها عمل نمایند.

راهکارهای AioT چگونه کار می‌کنند؟

1) جمع‌آوری داده‌ها: دستگاه‌های اینترنت اشیاء جریانی از داده‌ها را توسط حسگرها دریافت می‌کنند. این دستگاه‌ها با توجه به نوع حسگرها، می‌توانند انواع مختلفی از داده‌ها را پوشش دهند. هر نوع از این داده‌ها در قالب یک کانال خاص جمع‌آوری می‌شود.

2) Ingest: داده‌های جمع‌آوری شده از طریق سنسورهای IOT، کلان و بدون ساختار هستند. برای تبدیل آن‌ها، به خط لوله داده نیاز است، مثل فرآیند تبدیل یک سیگنال ولتاژ به یک واحد دما. داده‌های دریافتی از چندین منبع جمع‌آوری و پیش‌پردازش می‌شوند و Meta Data های مربوطه به آن‌ها اضافه می‌گردد. سپس داده‌های پیش‌پردازش شده برای تجزیه و تحلیل‌های بیشتر در محلی مناسب ذخیره می‌شوند.

3) ذخیره‌سازی: به دلیل حجم زیاد، داده‌های دریافت شده در بسترهای مقیاس‌پذیر ابری ذخیره‌سازی می‌شوند. پایگاه داده‌ NoSQL (مانند Apache Cassandra، Hbase و MongoDB)، به دلیل تاخیر کم و توان عملیاتی بالا در اینگونه موارد ترجیح داده می‌شوند. از طرفی چون داده‌های اینترنت اشیاء عمدتاً از نوع سری زمانی هستند؛ پس می‌توان از پایگاه‌های داده تخصصی در حوزه سری زمانی (مانند InfluxDB، OpenTSDB و Prometheus) نیز استفاده کرد.

4) مدل‌سازی هوش مصنوعی: داده‌هایی که تا این مرحله جمع‌آوری و ذخیره شده‌اند، برای آموزش مدل‌های یادگیری ماشین مورد استفاده قرار می‌گیرند. هدف این است که بتوان فرآیند پیش‌بینی را کامل کرده و بینش‌هایی در زمینه‌های گوناگون بدست آورد. بسته به نوع کاربرد و نوع داده ورودی، می‌توان الگوریتم‌های مختلفی را پیاده‌سازی کرد. چند نمونه از آن‌ها عبارتند از:

• تشخیص ناهنجاری برای یافتن یک نقص فنی یا خطا
• پیش‌بینی سری‌های زمانی برای یافتن روندهای گوناگون
• خوشه‌بندی برای یافتن الگوها
• دسته‌بندی تصویر و تشخیص اشیا
• مدل‌های مبتنی بر متن
• مدل‌های مبتنی بر درخت مانند درخت تصمیم، جنگل تصادفی و XGBoost
• مدل احتمالی مانند Naive Bayes
• مدل‌های شبکه عصبی مانند RNN و LSTM

5) ایجاد بینش: از پردازش داده‌های گردآوری شده توسط الگوریتم‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، بینش‌ها و دیدگاه‌های متعددی حاصل می‌شود که باید آن‌ها را به صورت Real Time برای تصمیم‌گیری و انجام کارهای گوناگون، به‌کار گرفت. ایجاد بینش‌ها و داشبوردهای پیشرفته به همسوسازی اهداف تجاری، تنظیم دقیق فرآیندها و توسعه استراتژی‌ها برای آینده کمک می‌کنند.

کاربردهای AIoT

ترکیب اینترنت و سیستم‌ها هوشمند، فناوری هوش مصنوعی اشیاء را به یک ابزار مهم، قدرتمند و بسیار کاربردی تبدیل می‌کند.

پس منظور از هوش مصنوعی اشیاء یا AIoT، همین دستگاه‌های هوشمندی هستند که در نهایت به کارایی و اثربخشی کمک می‌کنند. در واقع هوش در AioT، عامل تجزیه و تحلیل داده‌ها است که برای خودکارسازی سیستم و ایجاد عملکرد بهتر استفاده می‌شود.

ساختمان‌های اداری هوشمند

برخی از کسب وکار‌ها شبکه‌ای از حسگرهای محیطی هوشمند را در ساختمان اداری خود نصب می‌کنند. یکی از قابلیت‌های سنسورها این است که می‌توانند میزان حضور پرسنل را تشخیص دهند. همچنین تکنولوژی هوش مصنوعی اشیاء، می‌تواند دما و نور را برای بهبود بهره‌وری انرژی، تنظیم کنند.

ساختمان هوشمند می‌تواند نوع و نحوه دسترسی را از طریق فناوری تشخیص چهره کنترل کند. به این صورت که ترکیبی از دوربین‌های متصل‌ به‌ یک سیستم واحد و الگوریتم‌های هوش مصنوعی، می‌تواند در همان لحظه تصاویر ضبط شده را با تصاویر موجود در یک پایگاه داده مقایسه و تعیین کند چه کسی باید به ساختمان دسترسی داشته باشد و چه کسی نداشته باشد.

این موضوع را می‌توان به خانه‌های هوشمند، شهر هوشمند و صنایع هوشمند نیز تعمیم داد. در ادامه برخی از این کاربردها را بررسی خواهیم کرد.

نظارت هوشمند بر ترافیک

در شهرهای هوشمند، کاربردهای زیادی برای AIoT وجود دارد، از جمله نظارت بر ترافیک به صورت هوشمندانه و خودکار. اگر بتوان ترافیک را به صورت بی‌درنگ ارزیابی و کنترل کرد و با نتایج بدست آمده جریان ترافیکی را تنظیم کرد؛ می‌شود ازدحام بیش از حد خودروها را کاهش داد.

هنگامی که دوربین‌ها و هواپیماهای بدون سرنشین، در سطح شهر برای نظارت بر منطقه‌ای بزرگ، مستقر می‌شوند، می‌توانند داده‌های ترافیکی را دریافت و سپس انتقال دهند؛ تا هوش مصنوعی بتواند داده‌ها را تجزیه و تحلیل کند و بهترین راه کاهش ترافیک را با تنظیم مجدد محدودیت‌های سرعت و زمان چراغ‌های راهنمایی، بدون دخالت انسان، مشخص و اعمال کند.

وسایل نقلیه خودران

از دیگر کاربردهای AioT می‌توان به وسایل نقلیه خودران اشاره کرد. برند تسلا یک نمونه برجسته در این حوزه است. در واقع این خودروها برای تصمیم‌گیری به صورت بلا‌درنگ بر اساس شرایط رانندگی فعلی، از هوش مصنوعی، GPS و دوربین استفاده می‌کنند.

داده‌ها از طریق سیستم‌های اینترنت اشیاء بهم پیوسته جمع‌آوری می‌شوند و بر اساس فرآیند یادگیری و پردازش‌هایی که انجام می‌شود؛ در نهایت یک اقدام داده‌محور صورت می‌گیرد. به عنوان مثال، تصور کنید که در شرایط بارانی رانندگی می‌کنید، فناوری AIoT، این موضوع را حس می‌کند و برف‌پاک‌کن‌ها را فعال می‌کند و خودرو را در شرایطی قرار می‌دهد که قابلیت رانندگی روان را فراهم کند.

اکنون ترکیب این قابلیت و نظارت هوشمند بر ترافیک را در نظر بگیرید که می‌تواند چه امکاناتی را فراهم کند. شاید در حال حاضر دور از ذهن به نظر برسد؛ اما در آینده، احتمال یکپارچه شدن این سیستم‌ها و ایجاد تحول در صنعت حمل و نقل وجود دارد.

خرده‌فروشی هوشمند

در فضای خرده‌فروشی هوشمند، با استفاده از دوربین‌های مجهز به قابلیت بینایی ماشین، می‌توان چهره مشتری را هنگام ورود به فروشگاه شناسایی کرد. هوش مصنوعی اشیاء با جمع‌آوری اطلاعات مربوط به مشتریان، از جمله جنسیت، ترجیح آنها در انتخاب محصول، میزان رفت‌آمد آن‌ها و موارد دیگر، داده‌ها را برای پیش‌بینی دقیق رفتار مصرف‌کننده تجزیه و تحلیل می‌کند و سپس از این اطلاعات برای تصمیماتی مثل بازاریابی و چینش محصول و ... استفاده می‌کند.

برای مثال، اگر سیستم تشخیص دهد که اکثر مشتریان فروشگاه بیست تا سی سال هستند؛ می‌شود تبلیغات محصولات را برای آن ردۀ سنی تدارک دید؛ یا حتی پیشنهاد محصولات ویژۀ فروشگاه را برای آنان فراهم کرد تا فروش افزایش یابد. دوربین‌های هوشمند می‌توانند خریدها را شناسایی کنند و به آنها اجازه دهند، بدون معطل شدن برای حساب و کتاب از صندوق بگذرند، مانند آنچه در فروشگاه‌‌های آمازون اتفاق می‌افتد.

جمع‌بندی

با ترکیب هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء به منظور ایجاد هوش مصنوعی اشیاء (AIoT)، این قابلیت برای دستگاه‌های اینترنت اشیا فراهم می‌شود که داده‌های جمع‌آوری شده از طریق تجهیزات یا دستگاه‌ها را تجزیه و تحلیل کرده و بدون دخالت انسان تصمیم‌های هوشمندانه بگیرند.

در نهایت، این دستگاه‌ها به سیستم‌های هوشمند، ارتباطی و قدرتمندی تبدیل می‌شوند که می‌توانند داده‌ها را پردازش و سریعتر و دقیق‌تر از همیشه تصمیمات لازم را اتخاذ کنند. نکته مهم این است که همواره به انسان‌ها اعتماد بیشتری می‌شود و تغییرات اینچنینی که وابستگی بیشتر به هوش ماشین را در پی دارد؛ کار آسانی نیست. اما همچنان امیدواریم که فناوری AIoT بتواند این شکاف را برطرف کند.