هوش‌مصنوعی اشیاء (AIoT) چیست؟

هوش‌مصنوعی اشیاء یا AIoT(Artificial Intelligence of Things) چیست؟

هوش‌مصنوعی اشیاء، ترکیبی از فناوری‌های هوش‌مصنوعی و اینترنت‌اشیاء است. هدف هوش‌مصنوعی اشیاء، بهبود عملکرد اینترنت اشیاء، ایجاد بستری بهتر برای تعاملات میان انسان و ماشین و همچنین بهبود عملکرد ماشین در تجزیه‌وتحلیل داده‌هاست. 
هوش‌مصنوعی شبیه‌سازی و تقلید عملکردهای هوش‌انسانی توسط ماشین‌ها، به ویژه سیستم‌های کامپیوتری‌ست و معمولاً برای پردازش زبان طبیعی(Natural Language Processing که به اختصار NLP نامیده می‌شود)، تشخیص گفتار(Speech Recognition) و بینایی ماشینی(Machine Vision) استفاده می‌شود.
اینترنت اشیاء مجموعه‌ای از سیستم‌های محاسباتی مرتبط به یکدیگر، ماشین آلات مکانیکی، دستگاه‌های دیجیتالی و... با شناسه‌های منحصر به‌ فرد با توانایی جمع‌آوری و انتقال داده‌ها از طریق شبکه و ارسال آن‌ها به اپراتور انسانی یا به یک دستگاه دیگر، بدون دخالت انسان، است. گستره زمینه‌های استفاده از این فناوری بسیار پهناور است و می‌تواند در جاهای مختلفی مورد استفاده قرار گیرد؛ برای مثال صنعت خودروسازی را در نطر بگیرید؛ یک خودرو اتوماتیک با حسگرهای داخلی برای هشدار دادن به راننده در صورت کم شدن فشار باد تایرها یا یک کامپیوتر تعبیه شده در اتومبیل برای انتقال داده‌ها از طریق شبکه برای مسیریابی یا خدمات دیگر(به آن IoV یا Internet of Vehicles نیز گفته می‌شود) و یا کنترل کردن دستگاه‌های الکترونیکی داخل خانه از طریق موبایل تحت یک شبکه خاص و همچنین ارتباط دستگاه‌های مختلف یک کارخانه با یکدیگر از طریق شبکه داخلی و قابلیت کنترل آن‌ها حتی از فواصل دور، همگی می‌توانند مثال‌هایی برای اینترنت اشیاء باشند.
و اما هوش‌مصنوعی اشیاء برای هر دو نوع فناوری ذکر شده تحولی عظیم به حساب می‌آید و سودمندی فراوانی را برای هردو به همراه خواهد داشت؛ زیرا هوش‌مصنوعی از طریق قابلیت‌های یادگیری ماشینی و بهبود فرآیندهای تصمیم‌گیری باعث بهبود کارایی و عملکرد IoT(Internet of Things) می‌شود. این افزایش کارایی دو طرفه است و اینترنت اشیاء نیز با قابلیت‎های خود از جمله توانایی اتصال و انتقال داده از طریق شبکه، سیگنال‌دهی(Signaling) و... باعث بهبود عملکرد AI می‌شود. هوشمندسازی اینترنت اشیاء توسط هوش‌مصنوعی به آن کمک می‌کند تا بتواند بدون دخالت انسان، داده‌ها در حجم‌های بسیار بالا را جمع‌آوری و آنالیز کرده و در نهایت خروجی مطلوب را در مدت زمان بسیار کوتاه‌تر از قبل ارائه دهد. تبریک می‌گویم! حال ما یک فناوری کارآمدتر از ترکیب هر دوی آن‌ها داریم که می‌تواند بازار کسب‌وکار صنایع مختلف را زیر و رو کند!

نحوه عملکرد AIoT چگونه است؟

در دستگاه‌های AIoT، هوش‌مصنوعی در اجزای زیرساختی مانند برنامه‌ها و چیپ‌ست‌ها تعبیه شده است که همگی با استفاده از شبکه‌های IoT به یکدگیر متصل هستند. سپس از APIها() استفاده می‌شود تا از کارکرد تمام اجزای سیستم اعم از سخت‌افزارها، نرم‌افزارها، پلتفرم‌ها و... با یکدیگر به صورت روان و بدون دخالت انسان اطمینان حاصل شود. هنگام شروع عملیات، دستگاه‌های اینترنت اشیاء داده‌ها را ایجاد و جمع‌آوری می‌کنند و سپس هوش‌مصنوعی آن‌ها را تجزیه‌وتحلیل کرده و سپس نتایج نهایی را در اختیار اپراتور سیستم قرار می‌دهد. با گذر زمان این هوش‌مصنوعی از طریق یادگیری و آنالیز داده‌ها به بهبود عملکرد خود می‌پردازد و روز به روز عملکرد قابل قبول‌تری را ارائه می‌دهد.
نکته بسیار جالب این است که آنالیز داده‌ها می‌تواند در Edge صورت گیرد؛ به این معنی که داده‌های دستگاه‌های IoT تا حد امکان نزدیک به این دستگاه‌ها پردازش می‌شوند تا پهنای باند مورد نیاز برای انتقال داده‌ها به حداقل برسد و در عین حال از تأخیرهای احتمالی در انتقال و آنالیز داده‌ها نیز جلوگیری شود.

برنامه‌ها و مثال‌هایی برای هوش‌مصنوعی اشیاء:

اگرچه بسیاری از برنامه‌های AIoT بر اجرای محاسبات شناختی(Cognitive Computing) در لوازم و برنامه‌های مصرف کننده تمرکز دارند اما نمونه‌های بسیار گسترده‌تر دیگری از زمینه‌های استفاده از این فناوری کاربردی نیز وجود دارند که در ادامه چند نمونه از آن‌ها را باهم مورد بررسی قرار خواهیم داد:
1) شهرهای هوشمند(Smart Cities): در این شهرها از فناوری‌های هوشمند مانند حسگرها، چراغ‌ها هوشمند، وسایل هوشمند شهری و... برای جمع‌آوری داده‌ها و اطلاعاتی بکار می‌روند که از آن‌ها برای رشد اقتصادی و بهبود کیفیت زندگی ساکنین و به طورکلی، کمک به بهبود وضعیت شهر استفاده می‌شوند.
2) خرده‌فروشی هوشمند(Smart Retail): یکی از نمونه‌های استفاده از AIoT در این زمینه بررسی مشتریان و وضعیت اجناس خریداری شده توسط آن‌ها با میزان پرداختی آن‌هاست؛ به این صورت که در هنگام ورود چهره مشتریان اسکن می‌شود و در هنگام خروج اقلام خریداری شده و میزان پرداختی توسط سیستم با چهره و مشخصات مشتری تطابق داده می‌شود و بعد از آن، در صورت درست بودن وضعیت پرداختی، اجازه خروج فرد صادر می‌شود.
3) خانه‌های هوشمند(Smart Home): در این سبک خانه‌ها از وسایلی استفاده می‌شود که براساس شرایط، علایق، واکنش انسان و بسیاری عوامل دیگر می‌توانند یاد بگیرند و خود را با شرایط دلخواه فرد سازگار سازند. لوازم AIoT همچنین می‌توانند برای درک عادات کاربر برای ارائه پشتیبانی سفارشی، داده‌ها کاربر را ذخیره کرده و از آن‌ها جهت یادگیری و ارتقا عملکرد خود استفاده کنند. برای مثال: فردی هر روز ساعت 7 صبح عادت به دم کردن و نوشیدن نوع خاصی از قهوه را دارد؛ پس از انجام چندبار اینکار، دستگاه قهوه‌ساز به صورت خودکار زمان و نوع قهوه را متوجه می‌شود و به صورت خودکار هر روز اینکار را بدون دستور انسان انجام می‌دهد.
4) شرکت‌ها و صنایع(Companies and Industries): تولیدکنندگان در قالب شرکت‌ها و صنایع مختلف از تراشه‌های هوشمند برای تشخیص عملکرد درست تجهیزات استفاده می‌کنند. این تراشه‌ها می‌توانند عیب‌های سیستم را بیابند و یا در صورت نیاز تعویض قطعات، وضعیت آن‌ها را اعلام کنند. در شرایط بهتر برخی از این تراشه‌ها بعد از عیب‌یابی می‌توانند راه‌ حل‌هایی نیز برای حل مشکل ارائه دهند.
5) رسانه‌های اجتماعی و منابع انسانی(Social Media and Human Resources): ابزارهای AIoT را می‌توان با رسانه‌های اجتماعی و پلتفرم‌های مرتبط با منابع انسانی ادغام کرد تا هوش‌مصنوعی عملکردهایی را در قالب خدمات برای افراد ارائه کند. یکی از ساده‌ترین چیزهایی که در قالب الگوریتم‌های هوشمند با آن سروکار داشته‌ایم اطلاعاتی است که پلتفرم‌هایی مانند اینستاگرام و یوتیوب به عنوان ویدیوها و پست‌های مورد علاقه ما، آن‌ها را پیشنهاد می‌دهند؛ اما همانطور که گفته شد این یکی از ساده‌ترین استفاده‌های هوش‌مصنوعی در این زمینه است و استفاده از AIoT در این زمینه می‌تواند خدماتی به مراتب بالاتر از AI خالی را ارائه دهد.
6) وسایل نقلیه خودران(Autonomous Vehicles): وسایل نقلیه خودران برای جمع‌آوری اطلاعات در مورد وسایل نقلیه مجاور، نطارت بر شرایط رانندگی، جستجوی عابرین پیاده، مسیر حرکتی از مبدأ تا مقصد، پیدا کردن راه‌های میانبر و... به سیستم‌های هوشمند، چندین دوربین، شبکه اینترنت و غیره مجهز هستند.
7) ربات‌های تحویل‌دهنده خودکار(Autonomous Delivery Robots): این ربات‌ها به چندین حسگر مختلف مجهز هستند که شرایط محیطی ربات را می‌سنجند و اطلاعات مربوط به آن را جمع‌آوری می‌کنند و سپس پس از آنالیز داده‌های جمع‌آوری شده توسط هوش‌مصنوعی، مسیر حرکتی و وظیفه‌ای که باید انجام دهد را مشخص می‌کنند.
8) مراقبت‌های بهداشتی(Healthcare): دستگاه‌های پزشکی و تکنولوژی‌های پوشیدنی، داده‌های سلامتی حیاتی مانند ضربان قلب را به صورت لحظه‌ای جمع‌آوری کرده، تجزیه‌وتحلیل می‌کنند و بر علائم حیاتی افراد نظارت آنی دارند. در صورت بروز مشکلات می‌توانند پزشک را مطلع سازند و یا خودشان اقدام کنند. برای مثال برخی از دستگاه‌های AIoT در حوزه سلامت می‌توانند با پالس‌های الکتریکی ضربان قلب نامنظم را به حالت استاندارد و نرمال برگردانند.

مزایا و چالش‌های هوش‌مصنوعی اشیاء:

مانند تمامی فناوری‌ها، AIoT نیز مزایا و معایب خاص خود را دارد. مزایای این تکنولوژی عبارتند از:
1) بهبود عملکرد: دستگاه‌های IoT با کمک هوش‌مصنوعی می‌توانند داده‌ها را خیلی سریع‌تر جمع‌آوری و آنالیز کنند تا الگوهای مختلف را پیدا کرده و عملیات سیستم را برای کارآمدتر شدن تنظیم کنند.
2) پیدا کردن و جلوگیری از نقاط بحران: می‌تواند داده‌های جمع‌آوری شده را برای شناسایی نقاط بحران یا به عبارت دیگر نقاط شکست(Points of Failure) آنالیز کرده و تغییرات و تنظیمات لازم را پیش از وقوع حادثه(یا کاهش عملکرد) اعمال کند.
3) تجزیه‌وتحلیل خودکار داده‌ها توسط هوش‌مصنوعی: دیگر نیازی نیست تا افرادی را برای آنالیز داده‌ها استخدام کنید. تجزیه‌وتحلیل داده‌ها توسط انسان علاوه بر صرف زمان زیاد، خطاهای احتمالی بیشتری را نیز به دنبال دارد. همچنین هوش‌مصنوعی کار نظارت بر دستگاه‌های IoT را بر عهده گرفته و دیگر نیازمند اپراتور نیست و خود این مسئله یعنی کاهش هزینه‌ها برای تولیدکنندگان.
4) مقیاس‌پذیری(Scalability): تعداد دستگاه‌های IoT متصل به یک شبکه را می‌توان برای بهینه‌سازی فرآیندهای موجود یا اضافه کردن بخش‌های جدید به راحتی افزایش داد.

با تمام مزایایی که این فناوری دارد بازهم مواردی وجود دارند که ممکن است AIoT در آن‌ها با شکست مواجه شود و ممکن است منجر به بروز پیامدهای منفی مختلف شود. برای مثال، بروز اختلال در عملکرد ربات‌های تحویل خودکار باعث تأخیر در تحویل محصول می‌شود، یا ممکن است دوربین‌های هوشمند فروشگاه‌ها چهره مشتری را به درستی تشخیص ندهند و نتوانند از سرقت محصولات توسط مشتریان جلوگیری کنند، یا در زمینه خودروهای خودران ممکن است یکی از حسگرهای خودرو به درستی عمل نکند و نتواند نزدیک شدن یک مانع را تشخیص دهد و منجر به تصادف شود.

آینده فناوری AIoT به کجا خواهد رسید؟

با ادقام هوش‌مصنوعی با اینترنت اشیاء، IoT سیستم بسیار هوشمندتری را ارائه خواهد کرد. هدف از این کار این است که سیستم‌ها بدون نیاز به دخالت انسان آنالیز و عملکرد دقیقی انجام دهند. یکی از بزرگ‌ترین نوآوری‌های ممکن در رابطه با فناوری AIoT، گنجاندن فناوری 5G در آن است. اینکار به منظور ایجاد قابلیت انتقال داده‌ها و فایل‌های بزرگ با پهنای باند بالاتر در مدت زمان کوتاه‌تر در شبکه اینترنت اشیاء(میان دستگاه‌های IoT) انجام خواهد گرفت. همچنین هوش‌مصنوعی اشیاء می‌تواند به حل مشکلات عملیاتی موجود مانند مدیریت منابع، کاهش هزینه‌ها از طریق بالا بردن راندمان و کاهش نیرو انسانی، الگوبرداری و مدل‌سازی فرآیند و... کمک شایانی کند.