تصور کنید یک روز صبح از خواب بیدار می‌شوید و ترموستات هوشمند، دمای ایده آل را برای شما تنظیم کرده است. خودروی شما بدون راننده، شما را به محل کارتان می‌رساند. حتی لباس‌هایتان می‌توانند سلامتی شما را ردیابی کنند! همه این کارها با کمک سنسورهای کوچکی امکان پذیر می‌شود که داده‌ها را از محیط اطراف جمع آوری و به مراکز داده ارسال می‌کنند. اما اینترنت اشیاء فقط برای مقاصد سرگرم کننده مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. این فناوری می‌تواند راه حل‌های هوشمندانه برای چالش‌های بزرگ زندگی انسان ارائه دهد. اینترنت اشیاء کاربردهای بی‌شماری در حوزه‌های مختلف از جمله خانه‌ها و شهرهای هوشمند، سلامت، کشاورزی، حمل و نقل و پزشکی دارد. با این حال همراه با این فرصت‌های هیجان‌انگیز، چالش‌هایی از جمله مسائل امنیتی، حریم خصوصی داده‌ها و نیاز به زیرساخت‌های قوی برای پشتیبانی از این شبکه‌های گسترده وجود دارند. با هامیا ژورنال همراه باشید تا به بررسی جنبه‌های مختلف این فناوری بپردازیم.
اینترنت اشیا چیست؟
اینترنت اشیاء (Internet of Things) یا IoT، یک شبکه از دستگاه‌های متصل به همدیگر است که قادرند با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و داده‌ها را دریافت و ارسال کنند. این دستگاه‌ها معمولاً مجهز به فناوری‌هایی مانند سنسورها و نرم‌افزارها هستند و می‌توانند شامل ماشین‌آلات مکانیکی و دیجیتالی یا حتی دستگاه‌هایی که به صورت روزمره استفاده می‌کنیم باشند. در فناوری اینترنت اشیاء، داده‌ها می‌توانند بدون نیاز به تعامل مستقیم انسان با انسان یا انسان با رایانه، از طریق یک شبکه منتقل شوند.
از دید اینترنت اشیاء، یک “شیء” می‌تواند هر چیزی باشد؛ از فردی که از یک ضربان‌ساز قلب استفاده می‌کند گرفته تا حیوانی در مزرعه که ردیاب زیستی (تراشه) دارد، یا حتی خودرویی با حسگرهای داخلی که برای کم باد شدن لاستیک به راننده هشدار می‌دهد. در واقع، هر شیء طبیعی یا ساخته دست بشر که بتوان به آن یک آدرس اینترنتی اختصاص داد و قادر به انتقال داده از طریق شبکه باشد، جزئی از اینترنت اشیاء محسوب می‌شود. روز به روز، شرکت‌ها و سازمان‌های فعال در صنایع مختلف، از فناوری اینترنت اشیاء برای بهبود عملکرد و افزایش کارایی، ارائه خدمات مطلوب‌تر به مشتریان، تصمیم‌گیری‌های هوشمندانه‌تر و در نهایت افزایش ارزش و بازدهی کسب و کار خود بهره می‌گیرند.
تاریخچه اینترنت اشیا
اگرچه مفهوم اینترنت اشیاء (IoT) به طور رسمی در سال 1999 معرفی شد، اما ریشه‌های پیدایش آن به اوایل دهه 1980 برمی‌گردد. در آن زمان، نمونه‌های اولیه‌ای از این فناوری نوظهور پدیدار گشتند، هر چند در آن زمان به طور خاص با عنوان “اینترنت اشیاء” شناخته نمی‌شدند.
یکی از اولین نمونه‌های عملی اینترنت اشیاء به اوایل دهه 1980 باز می‌گردد. در آن زمان، در دانشگاه کارنگی ملون (Carnegie Mellon University)، یک دستگاه فروش نوشابه کوکاکولا وجود داشت. برنامه نویسان، سیستمی را طراحی کرده بودند که می‌توانستند از طریق اینترنت به آن متصل شوند و چک کنند که آیا نوشابه تمام شده است و اینکه آیا نوشابه سرد است یا نه.
کوین اشتون (Kevin Ashton)، مدیر ارشد آزمایشگاه‌های Auto-ID در دانشگاه MIT، اولین بار اصطلاح “اینترنت اشیاء” را در سال 1999 به کار برد. او اولین فردی بود که در جریان یک ارائه برای شرکت پروکتر اند گمبل (Procter & Gamble)، توضیحی در مورد مفهوم اینترنت اشیاء ارائه داد. اگرچه تعریف اینترنت اشیاء در طول زمان تکامل یافته، اما ایده اصلی آن همان چیزی است که اشتون در آن زمان مطرح کرد. نقل قول از کوین اشتون:
امروزه رایانه‌ها و در نتیجه اینترنت، تقریباً به طور کامل به انسان‌ها برای دریافت اطلاعات وابسته هستند. تقریباً تمام 50 پتابایت داده‌ی موجود در اینترنت، ابتدا توسط انسان‌ها با تایپ کردن، ضبط کردن صدا، گرفتن عکس دیجیتال یا اسکن بارکد ایجاد شده است. مشکل این است که انسان‌ها زمان، توجه و دقت محدودی دارند که این موجب می‌شود آنها در جمع‌آوری داده‌ها در مورد دنیای واقعی چندان خوب عمل نکنند. اگر رایانه‌هایی داشتیم که همه چیز را در مورد اشیاء می‌دانستند، با استفاده از داده‌هایی که بدون کمک ما جمع‌آوری می‌کردند، می‌توانستیم همه چیز را ردیابی و شمارش کنیم و به طور قابل توجهی ضایعات، هدررفت و هزینه را کاهش دهیم. همچنین در این صورت ما می‌دانستیم که چه زمانی اشیاء نیاز به تعویض، تعمیر یا فراخوانی دارند و اینکه آیا تازه هستند یا از تاریخ انقضای آنها گذشته است.
کوین اشتون، مدیر ارشد آزمایشگاه‌های Auto-ID در دانشگاه MIT
چالش‌های اینترنت اشیا
با گذر از آستانه سال 2024، اینترنت اشیاء (IoT) همچنان در حال شکل دادن به چشم انداز دیجیتالی ماست. با شبکه‌ی در حال گسترشِ دستگاه‌های متصل به یکدیگر، اینترنت اشیاء پتانسیل بزرگی را ارائه می‌کند، اما چالش های زیادی را نیز به همراه دارد. چند مورد از چالش‌های اینترنت اشیاء که نیازمند توجه ویژه هستند عبارتند از:
امنیت
مشکلات امنیتی همچنان یکی از چالش‌های اصلی در حوزه اینترنت اشیاء است. با افزایش تعداد دستگاه‌های اینترنت اشیاء یا گجت‌ها، این اشیای هوشمند، تبدیل به اهداف جذابی برای حملات سایبری می‌شوند. تضمین امنیت دستگاه‌ها و داده‌ها برای جلوگیری از نقض امنیت، امری حیاتی است. برخی مسائل و چالش‌های امنیتی در اینترنت اشیاء عبارتند از:
- حملات سایبری: اشکالات موجود در دستگاه‌های اینترنت اشیاء، آنها را در برابر انواع تهدیدات مختلف مانند بدافزارها، حملات DDoS و دسترسی‌های غیرمجاز آسیب‌پذیر می‌کند.
- جمع آوری داده: دستگاه‌های اینترنت اشیاء حجم گسترده‌ای از داده‌های شخصی را جمع آوری می‌کنند. این امر نگرانی‌هایی را در زمینه حریم خصوصی افراد و همچنین چالش‌هایی را در رعایت و تطابق با قوانین و مقررات مربوطه برمی‌انگیزد.
- آسیب پذیری‌های برطرف نشده: بسیاری از دستگاه‌های اینترنت اشیاء فاقد سیستم مناسب برای دریافت به‌روزرسانی‌های امنیتی هستند. این مشکل باعث می‌شود این دستگاه‌ها همچنان در معرض حملات سایبری و آسیب‌پذیری‌های امنیتی باقی بمانند. تولیدکنندگان باید برای رفع این مشکل، سیستمی برای به روزرسانی امنیتی در دستگاه‌ها پیاده‌سازی کنند.
حریم خصوصی
چالش‌های اینترنت اشیاء موارد مختلفی را در بر می‌گیرند؛ اما مسائل مربوط به حریم خصوصی در این چشم‌انداز دیجیتال، در مرکز توجه قرار می‌گیرد. ایجاد تعادل در جمع آوری داده‌ها با رعایت حریم خصوصی کاربران، همچنان یک چالش مهم است. در این قسمت از مقاله چند نکته کلیدی وجود دارد که این چالش را برجسته می‌کند:
- جمع‌آوری اطلاعات حساس: دستگاه‌های اینترنت اشیا به صورت پیوسته اطلاعات شخصی را از کاربران جمع‌آوری می‌کنند. این امر نگرانی‌هایی را در خصوص امکان دسترسی غیرمجاز به این داده‌ها و سوءاستفاده از آنها توسط مجرمان سایبری ایجاد می‌کند.
- تطابق با قوانین حریم خصوصی: با تغییر و تحول مداوم قوانین حریم خصوصی در سرتاسر جهان، توسعه دهندگان حوزه اینترنت اشیاء با چالش‌های جدی برای اطمینان از رعایت این قوانین هنگام جمع‌آوری داده‌ها مواجه هستند.
- کسب رضایت از کاربران: به دست آوردن رضایت آگاهانه از کاربران برای جمع‌آوری داده‌ها بسیار حائز اهمیت است. تیم‌های توسعه دهنده در حوزه اینترنت اشیاء باید رابط‌های کاربری را طوری طراحی کنند که به شکلی شفاف و قابل فهم، نحوه استفاده از داده‌های کاربران را برای آنها تشریح کنند.
کاربرد اینترنت اشیا
اینترنت اشیا در کشاورزی
بعد از انقلاب صنعتی در دهه 1800، اتوماسیون برای انجام کارهای پیچیده و افزایش تولید، به طور قابل توجهی پیشرفت کرده است. با افزایش تقاضا و کمبود نیروی کار در سراسر جهان، ربات‌های کشاورزی (که به اختصار «آگربات» نامیده می‌شوند) توجه کشاورزان را به خود جلب کردند. کمبود نیروی کار تنها در ایالات متحده باعث کاهش تولید محصولات کشاورزی به میزان تخمینی حدود 3.1 میلیارد دلار در سال شد. پیشرفتهای اخیر در زمینه‌ی حسگرها و فناوری هوش مصنوعی (AI) که به ماشین‌ها امکان یادگیری از محیط اطراف را می‌دهد، باعث شده است تا آگربات‌ها مورد توجه بیشتری قرار گیرند.
پزشکی
اینترنت اشیاء به تدریج در حال گسترش در حوزه مراقبت‌های بهداشتی، هم از دیدگاه پزشکان و هم بیماران است. دستگاه هایی نظیر سونوگرافی، تب سنج، دستگاه پایش قند خون، دستگاه نوار قلب و موارد مشابه دیگر، رفته رفته به شبکه متصل می‌شوند و به بیماران این امکان را می‌دهند تا وضعیت سلامتی خود را رصد کنند. این موضوع برای بیمارانی که هنوز تحت درمان پزشک هستند، بسیار حیاتی و حائز اهمیت است. امروزه بسیاری از بیمارستان‌ها از تخت‌های هوشمند پیشرفتهای استفاده می‌کنند که قابلیت‌های منحصر به فردی برای بهبود مراقبت از بیماران دارند. این تخت‌های هوشمند مجهز به سنسورهایی هستند که می‌توانند حضور بیمار را تشخیص دهند و راحتی و آسایش بیمار را با حمایت ارگونومیک مناسب افزایش دهند. با استفاده از این تکنولوژی، بیمارستان‌ها می‌توانند مراقبت بهتر و دقیق‌تری از بیماران داشته باشند و در عین حال، بار کاری پرسنل پرستاری را کاهش دهند.
فناوری اینترنت اشیاء می‌تواند در تحول مراقبت‌های بیماران در منزل نیز نقش مهمی ایفا کند. متاسفانه برخی از بیماران داروهای خود را با دوز مناسب یا در زمان‌های تعیین شده مصرف نمی‌کنند. داروخانه‌های هوشمند در خانه می‌توانند به صورت خودکار، اطلاعات را در ابر (Cloud) آپلود کنند و در صورتی که بیمار داروی خود را مصرف نکرده باشد، به پزشکان هشدار دهند. به طور کلی‌تر، این نوع فناوری می‌تواند هرگونه رفتار پرخطر بالقوه از سوی بیمار را به اطلاع پزشکان برساند.
اینترنت اشیاء صنعتی
اینترنت اشیاء صنعتی (Industrial Internet of Things یا IIoT) به کاربرد فناوری اینترنت اشیاء در عرصه‌های صنعتی و کاربردهایی همچون تولید، مدیریت انرژی، حمل و نقل و تأسیسات شهری گفته می‌شود. این فناوری شامل اتصال انواع دستگاه‌های صنعتی، ماشین‌آلات و حسگرها به اینترنت و به یکدیگر می‌شود. این فناوری امکان به اشتراک گذاری داده‌ها، پایش و کنترل از راه دور را فراهم می‌کند. همچنین امکان جمع‌آوری و تحلیل داده‌ها از این دستگاه‌های صنعتی را ممکن می‌سازد که منجر به کسب بینش‌های ارزشمند می‌شود. در نتیجه می‌توان فرآیندها را بهینه کرد، از نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه بهره برد، ایمنی را افزایش داد و کارایی را ارتقا بخشید.
جمع‌بندی
اینترنت اشیا یک انقلاب دیجیتال در حال گسترش است که زندگی و کار ما را متحول می‌کند. با پیشرفت فناوری‌های هوشمند و شبکه‌های متصل، فرصت‌های جدیدی برای بهبود کارایی، ایمنی و راحتی در حوزه‌های مختلف از خانه و سلامت گرفته تا تولید و زیرساخت‌های صنعتی ایجاد شده است. اگرچه چالش‌هایی مانند امنیت، حریم خصوصی و پذیرش عمومی وجود دارند، اما با تلاش مشترک توسعه دهندگان، شرکت‌ها و سیاست‌گذاران، می‌توان این موانع را برطرف کرد. اینترنت اشیاء آینده‌ای روشن را برای بشریت رقم می‌زند؛ جهانی که در آن فناوری، زندگی و کار ما را هوشمندانه‌تر، ایمن‌تر و کارآمدتر می‌کند. پیشرفت IoT یک گام مهم در راستای پیشرفت فناوری و توسعه‌س جوامع است. با پذیرش و سرمایه‌گذاری در این فناوری نوآورانه، می‌توانیم به آینده‌ای پایدار و متصل دست یابیم.
