هذا المقال برعاية المعرض والمؤتمر السعودي الدولي الثالث لإنترنت الأشياء .
كتابة وتحرير: فريق السعودي العلمي.
لا يقتصر إنترنت الأشياء في تأثيره على جانبٍ وحيدٍ بعينه، بل سيطال أثره كيفية أداءنا لأعمالنا وأسلوب حياتنا ككُل. وعلى الرغم من التعقيدات التي تحيط بمفهوم إنترنت الأشياء، إلا أن هناك مكوّناتٌ ومصطلحاتٌ رئيسيةٌ في عالم إنترنت الأشياء يجب معرفتها لفهم كيفية عمل هذه التقنية وتداخلها مع التقنيات المتقدمة الأخرى مثل الذكاء الاصطناعي، تحليل البيانات الضخمة، الأمن السيبراني، وغيرها.
ما هي مكوّنات إنترنت الأشياء؟
يُمكن وصف نظام إنترنت الأشياء بأنه يتألف من أربع طبقاتٍ رئيسيةٍ، وهي:
- طبقة المكوّنات المادية: وتشمل هذه الطبقة جميع أجهزة إنترنت الأشياء والمستشعرات بأنواعها المختلفة، ومهمة هذه الطبقة هي جمع البيانات من البيئة المحيطة.
- طبقة الاتصال: وهي الطبقة المسؤولة عن نقل البيانات التي تجمعها الطبقة المادية إلى السحابة ووحدات التخزين من خلال إحدى وسائل الاتصال، مثل البلوتوث، الواي فاي، والاتصال الخلوي، وغيرها، بحيث يتمكن الكيان المستخدم لنظام إنترنت الأشياء من التواصل مع أجهزتهم، سواء كانوا من الحكومات أو الشركات أو الأفراد، أو تتيح التواصل بين أجهزة إنترنت الأشياء بعضها البعض.
- طبقة معالجة البيانات: تقوم البرمجيات بمعالجة البيانات التي تولدها وتجمعها أجهزة إنترنت الأشياء للحصول على بياناتٍ مُعالجةٍ ذات قيمةٍ للمستخدم، كحساب درجة الحرارة على سبيل المثال.
- طبقة واجهة المستخدم: ويشمل ذلك التطبيقات والواجهات التي تُعطي البيانات الهامة للمستخدم النهائي على هيئة رسائل وإشعارات، وتمكنه من عرض كافة البيانات في مكانٍ واحدٍ والتفاعل معها.
تختصر هذه المكونات الأربع دورة حياة البيانات في إنترنت الأشياء، وتندرج تحتها العديد من العناصر الأخرى والمصطلحات ذات الصلة المباشرة أو غير المباشرة بإنترنت الأشياء التي يُمكن تصنيفها تحت موضوعات أساسيةٍ في إنترنت الأشياء مثل: التحليلات، الاتصال، الذكاء الاصطناعي، الأشياء، الحوسبة، والاتصال اللاسلكي. فما الذي تعنيه هذه المصطلحات في سياق إنترنت الأشياء؟
مصطلحاتٌ في مجال التحليلات:
- التحليلات المتقدمة: هي أدواتٌ ومنهجياتٌ تستخدمها المنظمات لتحليل البيانات المَجمُوعة من أجهزة إنترنت الأشياء للحصول على رؤى مفيدةٍ، وتستخدم التحليلات المتقدمة بعض نظم الذكاء الاصطناعي، استخراج البيانات، تحليل البيانات الضخمة، التنبؤات المستقبلية، التحسين، والمحاكاة.
- الخوارزميات المتقدمة: الخوارزمية هي مجموعة من الإرشادات البرمجية المُصممة لأداء مهمةٍ محددةٍ، وتُطوّر الخوارزميات المتقدمة وتُدمج بطرقٍ جديدةٍ لتحليل المزيد من بيانات إنترنت الأشياء بشكلٍ أسرع وعلى مستوياتٍ متعددةٍ، ما يُفيد في فهم الأنظمة المعقدة وتحسين السيناريوهات الفريدة.
- واجهات برمجة التطبيقات (APIs): هي عبارة عن حزمٍ من التعليمات البرمجية التي تتيح إضافة وظائف الذكاء الاصطناعي إلى حزم المنتجات والبرامج الحالية، كإضافة إمكانية التعرف على الصور إلى نظام الأمان المنزلي، أو الأسئلة والأجوبة لوصف بيانات إنترنت الأشياء، أو إنشاء تسمياتٍ توضيحيةٍ وعناوين، أو استدعاء أنماطٍ مثيرةٍ للاهتمام في بيانات إنترنت الأشياء.
- المنصة: هي عنصرٌ رئيسي لدى كل مؤسسةٍ تعتمد على البيانات، فهي أساسٌ برمجي يُسهّل استخلاص المعلومات من البيانات خلال دورة حياتها.
مصطلحاتٌ في مجال الاتصال:
- نظام الملاحة العالمي: هو نظام ملاحةٍ مجاني يعتمد على الأقمار الصناعية ويعمل في جميع الأماكن والأوقات وفي جميع الظروف الجوية، ويتتبع أماكن تواجد الأشخاص وإلى أين يتجهون.
- البروتوكول: هو عبارةٌ عن مجموعةٍ من قواعد الاتصالات التي تحدد كيفية اتصال كيانين أو أكثر ببعضها البعض، ولكي يُقبل البروتوكول يجب أن توافق الأطراف المشاركة على تلك القواعد.
- تحديد الهوية بموجات الراديو: تستخدم هذه التقنية المجالات الكهرومغناطيسية لتحديد العلامات المرتبطة بالكائنات وتعقبها تلقائياً، ويمكن أن تحمل هذه العلامات بياناتٍ تصل إلى 2,000 بايت.
- البوت نت: شبكة من الأجهزة المتصلة ببعضها يتم اختراقها عبر الإنترنت لإعادة توجيه الرسائل التي غالباً ما تكون فيروسات أو برمجيات خبيثة.
مصطلحاتٌ في مجال الذكاء الاصطناعي:
- الذكاء الاصطناعي: يُوصف الذكاء الاصطناعي بأنه القدرة على التعلم من التجربة والتكيف مع المدخلات الجديدة، وأداء المهام ذات الطابع البشري، وذلك من خلال تدريب الحواسيب عبر معالجة كمياتٍ هائلةٍ من البيانات والتعرف على الأنماط فيها.
- الذكاء الاصطناعي للأشياء: يُقصد بهذا المصطلح دمج تقنيتي الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء، حيث يُستفاد من البيانات المتدفقة من أجهزة إنترنت الأشياء في اكتساب الأجهزة للذكاء.
- رؤية الحاسوب: هو قدرة الحواسيب على اكتساب فهمٍ عالٍ لمحتويات الصور الرقمية ومقاطع الفيديو، وذلك باستخدام تقنيات التعلم العميق واستخلاص الأنماط لمعالجة الصور وتحليلها وفهمها. ويُستفاد من هذه التقنية في التقاط الصور والفيديو في الوقت الفعلي لإدراك البيئة المحيطة وتغيراتها.
- معالجة اللغة الطبيعية: فرعٌ من الذكاء الاصطناعي يُدمج فيه عددٌ من التخصصات المختلفة، مثل علوم الحاسوب واللغويات الحاسوبية لمساعدة أجهزة الحاسوب في معالجة اللغة البشرية وفهمها لتحسين التواصل البشري-الحاسوبي.
مصطلحاتٌ في مجال الاتصال اللاسلكي:
- شبكة الجيل الرابع: هي شبكةٌ لاسلكيةٌ عالية السرعة، لا تقل سرعتها عن 100 ميجابايت/ثانية في الأجهزة المحمولة، ولا تقل عن 1 جيجابايت/ثانية في الأجهزة الثابتة.
- شبكة الجيل الخامس: هي الجيل القادم من الشبكات اللاسلكية، وتظهر الحاجة إليها للتعامل مع أحجام الشبكة المُوّسعة بسبب النمو الهائل لأجهزة إنترنت الأشياء. وستعمل شبكات الجيل الخامس على تغيير شكل الاتصالات وستوفر إمكانياتٍ جديدةٍ وتحويليةٍ في عالم إنترنت الأشياء، حيث ستزيد من جاذبية الحلول الخلوية في المناطق التي تتوفر فيها.
- تقنية البلوتوث: هو نظام اتصالات بثٍ راديوي يسمح بتبادل البيانات على مسافةٍ قصيرةٍ، يبلغ متوسطها 10 أمتارٍ وقد تصل أحياناً إلى 100 مترٍ.
- الواي فاي: هي تقنية الشبكات الشائعة التي تتيح الاتصال بالإنترنت أو الأجهزة الأخرى لاسلكياً، وعلى رغم سهولة الاتصال من خلالها إلا أنها تستلزم التأكد من إجراءات الحماية والأمان.
مصطلحاتٌ في مجال الحوسبة:
- الحوسبة السحابية: هي تقنيةٌ يتم فيها نقل عملية معالجة وتخزين البيانات إلى السحابة، وهي خادم يُمكن الوصول إليه عبر الإنترنت. وتعمل الحوسبة السحابية على تقليل التكاليف لأنها تُحوّل برامج تقنية المعلومات إلى خدماتٍ متوفرةٍ تحت الطلب، وتكون السحابة ضروريةً عندما تتطلب الإجراءات قوة حوسبةٍ كبيرةٍ.
- الحوسبة الطرفية: هي إطار حوسبةٍ مُوزّعٍ يجعل التطبيقات أقرب إلى مصادر البيانات كأجهزة إنترنت الأشياء، ويساهم ذلك في تحسين أوقات الاستجابة وتوفير نطاقٍ ترددي أفضل، وتركز الحوسبة الطرفية على الأجهزة المادية مثل أجهزة التحكم والمفاتيح وأجهزة الوصول إلى الشبكة.
- الواقع الافتراضي: هو المصطلح المستخدم لوصف بيئة حاسوبية ثلاثية الأبعاد يمكن استكشافها والتفاعل معها.
- وحدات معالجة الرسومات: توفر وحدات معالجة الرسومات قوةً حسابيةً كبيرةً للمعالجة التكرارية في الذكاء الاصطناعي، حيث أن تدريب الشبكات العصبية يتطلب قوةً حسابيةً وبياناتٍ كبيرةً كبيانات إنترنت الأشياء.
مصطلحاتٌ في مجال الأشياء:
- الأشياء: هو كل ما يُمكن أن يكون متصلاً ومُعرّفاً رقمياً، أي أن يكون له عنوان بروتوكول الإنترنت على الشبكة.
- الأجهزة القابلة للارتداء: هي ما يُمكن ارتداؤه تحت الملابس أو معها أو فوقها، ولها استخداماتٌ متنوعة في مجالات إدارة الطوارئ والسلامة العامة وغيرها.
- المستشعر: هو أي جهازٍ يملك القدرة على رصد أي حدث أو تغييرٍ في البيئة التي يوجد فيها وإرسال هذه المعلومات إلى جهازٍ يمكنه التصرف وفقا للمعلومات التي يتلقاها من المستشعر. مثل مستشعرات درجة الحرارة، الضوء، الحركة، الاهتزاز، الحرائق وغيرها.
- طائرة بدون طيار: الطائرة بدون طيار هي روبوت طائر يتم توجيهه بواسطة جهاز تحكم عن بُعد.
هذا المقال هو جزءٌ من حملة التعريف بتقنية إنترنت الأشياء من سلسلة الثورة الصناعية الرابعة، ويأتيكم بشراكةٍ إعلاميةٍ مع المعرض والمؤتمر السعودي الدولي الثالث لإنترنت الأشياء، والمقام في مدينة الرياض ما بين 8-10 مارس. ولمعرفة المزيد عن المؤتمر والتسجيل لحضوره تفضلوا بزيارة الموقع الإلكتروني للمؤتمر.
المصطلحات:
تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID)
الواي فاي (Wi-Fi)
شبكة الجيل الرابع (4G LTE)
معالجة اللغة الطبيعية (Neuro-linguistic programming)
الذكاء الاصطناعي للأشياء (Artificial Intelligence of Things)
البوت نت (Botnet)
نظام الملاحة العالمي (Global Positioning System)
المصادر:
- أبرز الأحداث العلمية لعام 2021 - 09/01/2022
- التطبيقات المتنوعة لتقنية الحوسبة السحابية - 14/12/2021
- تعريف الحوسبة السحابية وتأثيرها على عالم الأعمال - 30/08/2021