13.3: Mtandao wa Mambo (IOT)

Last updated
Save as PDF

Page ID: 165273

Ly-Huong T. Pham, Tejal Desai-Naik, Laurie Hammond, & Wael Abdeljabbar
ASCCC Open Educational Resources Initiative (OERI)

$ \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } $ $ \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} $$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$$\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}$

Mtandao wa Mambo (IOT)

Rouse (2019) anaelezea kuwa IOT inatekelezwa kama seti ya vitu vya kimwili vinavyowezeshwa na mtandao au vitu vilivyoingizwa na programu, vifaa, sensorer, wasindikaji kukusanya na kutuma data wanapopata kutoka katika mazingira yao. 'Kitu' inaweza kuwa tu kuhusu chochote, mashine, kitu, mnyama, au hata watu kwa muda mrefu kama kila kitu ina iliyoingia kipekee ID na ni mtandao kuwezeshwa.

Katika ripoti ya McKinsey & Company kwenye mtandao wa Mambo (Chui et al., 2010), maombi sita pana yanatambuliwa:

Kufuatilia tabia. Wakati bidhaa zimeingizwa na sensorer, makampuni yanaweza kufuatilia harakati za bidhaa hizi na hata kufuatilia mwingiliano nao. Mifano ya biashara inaweza kufungwa vizuri ili kuchukua faida ya data hii ya tabia. Makampuni mengine ya bima, kwa mfano, yanatoa sadaka ya kufunga sensorer za eneo katika magari ya wateja. Hiyo inaruhusu makampuni haya kutegemea bei ya sera juu ya jinsi gari inavyoendeshwa na wapi linasafiri.
Kuimarishwa hali ya ufahamu. Takwimu kutoka kwa idadi kubwa ya sensorer, kwa mfano, katika miundombinu (kama vile barabara na majengo), au kutoa taarifa juu ya hali ya mazingira (ikiwa ni pamoja na unyevu wa udongo, mikondo ya bahari, au hali ya hewa), inaweza kuwapa watunga maamuzi ufahamu ulioongezeka wa matukio halisi ya muda halisi, hasa wakati sensorer zinatumiwa na kuonyesha juu au teknolojia za taswira. Wafanyakazi wa usalama, kwa mfano, wanaweza kutumia mitandao ya sensor inayochanganya video, redio, na vibration detectors ili kuona watu wasioidhinishwa ambao huingia maeneo yaliyozuiliwa.
Sensor inayotokana uamuzi uchambuzi. Mtandao wa Mambo pia unaweza kusaidia mipango ya binadamu ya muda mrefu, ngumu zaidi na kufanya maamuzi. Mahitaji ya teknolojia - hifadhi kubwa na rasilimali za kompyuta zinazohusishwa na mifumo ya programu ya juu inayozalisha maonyesho mbalimbali ya graphical kwa kuchambua data - kupanda ipasavyo.
Mchakato optimization. Baadhi ya viwanda, kama vile uzalishaji wa kemikali, ni kufunga majeshi ya sensorer kuleta granularity kubwa zaidi kwa ufuatiliaji. Hizi sensorer kulisha data kwa kompyuta, ambayo kwa upande kuchambua data na kisha kutuma ishara kwa actuators kwamba kurekebisha taratibu - kwa mfano, kwa kubadilisha mchanganyiko ingredient, joto, au shinikizo.
Matumizi bora ya rasilimali. Sensorer zilizounganishwa na mifumo ya maoni ya automatiska inaweza kubadilisha mifumo ya matumizi kwa rasilimali chache, kama vile nishati na maji. Hii inaweza kukamilika kwa kubadilisha dynamically bei ya bidhaa hizi kuongeza au kupunguza mahitaji.
Mifumo tata ya uhuru. Matumizi ya mtandao wa Mambo yanahusisha haraka, wakati halisi kuhisi hali haitabiriki na majibu ya papo hapo inayoongozwa na mifumo ya automatiska. Aina hii ya maamuzi ya mashine huiga athari za binadamu, ingawa katika viwango vya utendaji vilivyoimarishwa sana. Sekta ya magari, kwa mfano, inazidi maendeleo ya mifumo ambayo inaweza kuchunguza migongano iliyo karibu na kuchukua hatua ya kuepuka.

IOT imebadilika tangu miaka ya 1970, na kufikia 2020, sasa inahusishwa zaidi na nyumba za smart. Bidhaa kama vile thermostats smart, milango smart, taa, mifumo ya usalama wa nyumbani, vifaa vya nyumbani, nk Kwa mfano, Amazon Echo, Google Home, HomePod ya Apple ni vibanda vya nyumbani vya nyumbani ili kusimamia IOT yote ya nyumbani. Vifaa zaidi na zaidi vya IOT vitaendelea kutolewa huku wachuuzi wanataka kufanya kila kitu 'kizuri.'

Autonomous

Mwelekeo unaojitokeza ni robots na magari ya uhuru. Kwa kuchanganya programu, sensorer, na teknolojia za eneo, vifaa vinavyoweza kufanya kazi wenyewe kufanya kazi maalum vinatengenezwa. Hizi huchukua fomu ya ubunifu kama vile robots za nanoteknolojia za kimatibabu (nanobots), magari ya kuendesha gari binafsi, malori ya kuendesha gari, drones, au magari ya angani yasiyo na kikosi (UAVs).

Nanobot ni robot ambayo vipengele vyake viko kwenye kiwango cha nanometer, ambayo ni bilioni moja ya mita. Wakati bado shamba kujitokeza, ni kuonyesha ahadi kwa ajili ya maombi katika uwanja wa matibabu. Kwa mfano, seti ya nanoboti inaweza kuletwa ndani ya mwili wa binadamu kupambana na kansa au ugonjwa maalum. Mnamo Machi ya 2012, Google ilianzisha dunia kwa gari lao lisilo na dereva kwa kutoa video kwenye YouTube inayoonyesha mtu kipofu akiendesha gari kuzunguka eneo la San Francisco (au kutafuta “Self-Driving Car Test: Steve Mahan). Gari huchanganya teknolojia kadhaa, ikiwa ni pamoja na mfumo wa laser rada, yenye thamani ya dola 150,000.

Kufikia 2020, majimbo 38 yamepitisha sheria fulani inayowezesha shughuli mbalimbali kutoka kufanya masomo, upimaji mdogo wa majaribio, kupelekwa kamili kwa magari ya kibiashara bila operator wa binadamu; Maelezo yanaweza kupatikana kwenye ghsa.org.

Shirika la Wahandisi wa Magari (SAE, 2018) limeunda mfumo wa upimaji wa sifuri hadi tano unaoelezea viwango tofauti vya automatisering - kiwango cha juu, gari linapatikana kwa automatiska zaidi.

Ngazi ya Zero: Hakuna Automation — Dereva anafanya gari lolote bila msaada wowote kutoka kwa gari
Ngazi ya Kwanza: Msaada wa Dereva — Gari husaidia kuendesha gari au kuharakisha/kupunguza kasi, lakini dereva bado anaendesha gari.
Ngazi mbili: Automation Nusu — Gari husaidia kwa mifumo moja au zaidi, lakini dereva bado anafanya kuendesha gari.
Ngazi ya Tatu: Automation Masharti — Gari husaidia kwa uendeshaji na kuvunja/kuongeza kasi, lakini dereva bado anahitaji kufuatilia, anaweza kuingilia kati kama inavyohitajika bado ameketi katika kiti cha dereva.
Ngazi ya Nne: High Automation — Gari inakamilisha kazi zote za kuendesha gari hata kama dereva haingilii katika hali ndogo (yaani, teksi za mitaa)
Ngazi ya Tano: Automation Kamili - Gari inakamilisha majukumu yote bila dereva kwenye barabara zote katika hali zote.

Wateja wameanza kuona vipengele katika ngazi ya 1 na 3 kuwa jumuishi na magari ya leo yasiyo ya uhuru, na hali hii inatarajiwa kuendelea.

UAV mara nyingi hujulikana kama “drone,” ni ndege ndogo au helikopta inayoweza kuruka bila ya majaribio. Badala ya majaribio, wao ni ama kukimbia autonomously na kompyuta katika gari au kuendeshwa na mtu kwa kutumia kudhibiti kijiometri. Wakati drones nyingi leo zinatumiwa kwa maombi ya kijeshi au ya kiraia, kuna soko linaloongezeka kwa drones binafsi. Kwa dola mia chache, mtumiaji anaweza kununua drone kwa matumizi ya kibinafsi.

Matumizi ya kibiashara ya UAV yanaanza kuibuka. Makampuni kama vile Amazon yanapanga kutoa vifurushi vyao kwa wateja wakitumia drones, Walmart hupanga kutumia drones kubeba vitu katika maduka yao. Sekta hii inatabiriwa kuwa soko la $12.6B duniani kote kufikia 2025 (Statista.com, 2019).

Marejeo:

Autonomous Magari. Rudishwa Desemba 10, 2020, kutoka https://www.ghsa.org/state-laws/issues/autonomous%20vehicles.

Chui, M. na Roberts R (2010, Machi 1). Internet ya Mambo. Rudishwa Desemba 10, 2020, kutoka https://www.mckinsey.com/industries/technology-media-and-telecommunications/our-insights/the-internet-of-things.

Rouse, Margaret (2019). Internet ya mambo (IOT). Agenda ya IOT. Rudishwa Desemba 11, 2020, kutoka https://internetofthingsagenda.techtarget.com/definit ion/Internet-ya-Mambo IOT.

SAE International Releases Updated Visual Chart kwa “Ngazi ya Kuendesha Automation” yake Standard kwa ajili ya magari binafsi Driving ( Rudishwa Desemba 10, 2020, kutoka https://www.sae.org/news/press-room/2018/12/sae-international-releases-updated-visual-chart-for-its-%E2%80%9Clevels-of-driving-automation%E2%80%9D-standard-for-self-driving-vehicles.

Statista. Drones Commercial ni Kuchukua Off (2019). Rudishwa Desemba 11, 2020, kutoka https://www.statista.com/chart/17201/commecial-drones-projected-growth/.