در تعریف سیستم هوشمند، همان مواردی به‌عنوان ضروریات سیستم گفته می‌شود که برای یک حلقه کنترل اتوماتیک می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شناسیم: یک یا چند حسگر (sensor) باید موجود باشند که اطلاعاتی از موضوع هدف دریافت کنند، یک مغز کنترلی (controller) باید موجود باشد که اطلاعات دریافت‌شده از حسگر را تجزیه و تحلیل کند و دستور مقتضی را صادر کند و یک عملگر (Actuator) باید موجود باشد که دستور صادر‌‌‌‌‌‌شده از مغز را اجرا کند. مثلا یک سنسور ارتفاع‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سنج، ارتفاع آب یک تانک را اندازه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیری می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کند، کنترلر بر اساس مقدار اندازه‌‌‌‌‌‌گیری شده ارتفاع آب، دستور به باز یا بسته‌‌‌‌‌‌شدن یک یا چند شیر برقی (عملگر) در ورودی و خروجی تانک می‌دهد تا تانک سرریز نشود. چه چیزی نسبت به گذشته تغییر کرده است که این سیستم کنترلی قدیمی را یک سیستم هوشمند بدانیم؟ خصوصا اینکه همین دستور کنترلی ساده، می‌تواند با روش‌های متعددی مانند کنترل چندمتغیره، کنترل مقاوم، کنترل تطبیقی، کنترل فازی و غیره انجام شود. چه چیزی تغییر کرده است که دیگر از سیستم کنترل اتوماتیک صحبت نکنیم و موضوع را به هوشمندشدن کارخانه یا معدن تعبیر کنیم؟ به‌‌‌‌‌‌نظر من، توسعه تکنولوژی در چهار حوزه در ۱۰ سال‌‌‌‌‌‌گذشته شکل مساله را عوض کرده است.

اولین مساله، توسعه انواع سنسورهای سخت و نرم (محاسباتی) و افزایش توانایی روزافزون ما برای برداشت و ثبت داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها است. ما صدها‌‌‌‌‌‌ هزار سال ‌‌‌‌‌‌است که راه‌‌‌‌‌‌می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌رویم، ولی امروز این توانایی را پیدا کرده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ایم که با یک ساعت هوشمند، تک‌‌‌‌‌‌تک قدم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایمان را بشماریم و ضربان قلبمان را در تمام طول روز و شب پایش کنیم. ثبت این حجم از داده سلامت، حتی ۲۰ سال‌‌‌‌‌‌پیش دور از ذهن بود، درحالی‌‌‌‌‌‌که امروز با کمتر از هزینه ۵ عدد پیتزا می‌شود یک مچ‌‌‌‌‌‌بند ورزشی خرید و شبانه روز، وضعیت قدم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها، میزان شیب خیابان و کم و زیاد شدن ضربان قلب ما در سربالایی و سرپایینی و حتی هنگام دیدن یک خواب بد یا خوب را اندازه گرفت. توسعه سنسورهای اندازه‌‌‌‌‌‌گیری‌‌‌‌‌‌کننده در صنایع هم تقریبا به همین اندازه رشد داشته است و داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی را امروز می‌شود به‌‌‌‌‌‌صورت نسبتا ارزان و اقتصادی اندازه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیری کرد که شاید ۲۰ سال‌‌‌‌‌‌پیش فکرش را هم نمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کردیم.

دومین پیشرفت مهم، در حوزه ذخیره‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سازی داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها رخ داده است: ۳۰ سال‌‌‌‌‌‌پیش یک فلاپی دیسک می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توانست حدود یک مگابایت داده ذخیره کند. امروز حافظه داخلی گوشی همراه هر کدام از ما به‌‌‌‌‌‌طور متوسط ۱۲۸گیگابایت داده ذخیره می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کند؛ یعنی به اندازه ۱۲۸هزار فلاپی دیسک! بالا رفتن توانایی ذخیره‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سازی داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها در کنار بالا رفتن توانایی اخذ و ثبت داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها توسط سنسورها، امکان در‌‌‌‌‌‌اختیارداشتن داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی را فراهم کرده است که قبلا در یک سیستم کنترلی به‌‌‌‌‌‌راحتی قابل استفاده نبودند. مثلا تصاویر برداشت شده توسط دوربین‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها به‌راحتی می‌توانند پردازش شوند و داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های زیادی برای تصمیم‌گیری به کنترلر بدهند. اتومبیل‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های خودران که نوعی از سیستم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هوشمند محسوب می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شوند، اساسا تا قبل از این تحول در حوزه اخذ و ثبت داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های بصری، امکان موفقیت نداشتند. امروزه ما می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توانیم صدا، تصویر و حتی بو و لمس زبری و نرمی را آنلاین دریافت و پردازش کنیم. هرقدر دایره اطلاعاتی که به یک کنترلر داده می‌شود نزدیکتر به انسان هوشمند باشد، عملکرد او می‌تواند همانند انسان هوشمندانه باشد.

اما شاید مهم‌ترین تحولی که عصر کارخانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها و معادن هوشمند را از عصر کارخانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها و معادن اتوماتیک جدا می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کند، توسعه روش ارتباط بین اجزای یک فرآیند است. اینترنت و خصوصا اینترنت بی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سیم، نحوه ارتباط بین همه ‌‌‌‌‌‌جانداران و بی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌جان‌های هستی را تغییر داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ است.

یک قطعه کوچک که به پای یک پرنده بسته شده است، نه‌‌‌‌‌‌تنها می‌تواند موقعیت جغرافیایی لحظه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای پرنده را روی یک شبکه اینترنتی مخابره کند، بلکه حتی می‌تواند تصاویر زیر‌‌‌‌‌‌پای او را نیز به‌‌‌‌‌‌صورت آنلاین روی نمایشگر تلویزیون خانه مُحقق نشان دهد. قطعه‌‌‌‌‌‌ای کوچک‌تر از یک تلفن‌‌‌‌‌‌همراه که بالای سر راننده کامیون معدن نصب می‌شود، می‌تواند با ارسال آنلاین موقعیت این کامیون به یک سامانه و بررسی آن نسبت به موقعیت سایر کامیون‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها، همانند برنامه مسیریاب waze به راننده کامیون دستورات لازم نسبت به مسیر و سرعت بهینه را بدهد و حتی با تصویربرداری دائمی از صورت راننده و نیز فضای جلوی کامیون، در صورت خواب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌آلودشدن او یا ندیدن برخی موانع، هشدارهای لازم را بدهد. دوربینی که جلو یا عقب کامیون یا در اتاق راننده نصب شده است، رهیاب جی‌‌‌‌‌‌پی‌‌‌‌‌‌اس و هر دستگاه برداشت داده (سنسور) می‌تواند بدون‌سیم و با استفاده از اینترنت به یک سرور مرکزی وصل شود و به این صورت اینترنت اشیا (IoT) شکل می‌گیرد. سرور پردازش‌کننده داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها و مغز الکترونیک که قبلا کنترلر نامیده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شد، می‌تواند اصلا وجود فیزیکی نداشته باشد و پردازش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها روی فضای ابری(Cloud) انجام شود. ذخیره‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سازی داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها نیز می‌تواند روی همان فضای ابری صورت گیرد لذا به گمان من، اگرچه هنوز نوعی کنترل اتوماتیک در جریان است، ولی شکل ارتباط بین اجزای سیستم کنترلی تفاوت جدی کرده است. وقتی همه کامیون‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها و وسایل نقلیه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ معدن به این سیستم ساده مجهز شده‌اند، دیگر قاعدتا امکان برخورد آنها وجود نخواهد داشت، چراکه با یک پردازش ساده می‌توان فاصله ایمن آنها را حفظ کرد. کامیون‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی که هرگز به‌هم برخورد نمی‌‌‌‌‌‌کنند و بهینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین مسیر را طی می‌‌‌‌‌‌کنند تا با کمترین میزان مصرف سوخت، بیشترین بار را حمل کنند، نوعی هوشمندی پیدا کرده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند که بدون تحول سه تکنولوژی اخذ، ثبت و ارتباط بین داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها، میسر نبود.

مسلما داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی که با این سه تکنولوژی جدید اخذ، ثبت و ارسال می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شوند، با داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی که ۲۰ سال‌‌‌‌‌‌پیش دریافت می‌‌‌‌‌‌شدند تفاوت ماهوی در نوع و حجم داده دارند، لذا روش‌های داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پردازی و تحلیل و پردازش جدیدی نیاز دارند. توسعه علوم داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاوی و تحلیل داده به روش‌های جدید چون هوش‌‌‌‌‌‌مصنوعی یا یادگیری ماشین حاصل چنین نیازی است و تحول چهارم در این عرصه است.

 

اخبار مرتبط