وقد أعادت شبكة الإنترنت للأشياء تشكيل هيكل الوجود اليومي وخطة المدن الحديثة، حيث إن هذه المادة، بتركها للوصل إلى النسيج المادي لضواحينا، تحولت إلى أشياء ثابتة إلى نواة ذكية تجمع وتتقاسم وتتصرف على البيانات، ومن خلال نظام حراري يتعلم جدولك إلى ضوء مروري يكيف في الوقت الحقيقي، فإن التأثير على الحياة الحضرية هو تأثير وثيق وفي العقد نفسه.

تحديد شبكة الإنترنت للأشياء في النظام الإيكولوجي الذكي اليوم

إن شبكة الأشياء تشمل شبكة متفرقة من الأجسام المادية - من الأجهزة المنزلية إلى الأجهزة الصناعية - التي تُعد بمستشعرات، وبرامجيات، ووصلات شبكية تمكنها من جمع وتبادل البيانات، وخلافاً لأجهزة الإنترنت التقليدية (الحواسيب والهواتف) كثيراً ما تعمل أجهزة الإيوت المستقل، وتؤدي مهاماً تستند إلى المنطق المبرمج، أو نماذج التعلم الآلي، أو مدخلات في الوقت الحقيقي، ويشمل هذا النظام كل شيء من زيادة نوعية الهواء في جميع أنحاء العالم.

ويعتمد الاتحاد في جوهره على هيكل مطبق: التصور (المجس)، والشبكة (بروتوكولات الاتصال مثل ويف، ولو راوا، 5 زاي)، والتطبيق (البرمجيات التي تعمل على البيانات) وهذا الكم من شأنه أن يتيح للأجهزة أن تحس ببيئتها، وأن تنقل المعلومات إلى خواديم السحاب أو الحافة، وأن تتلقى أوامر بإجراء تغييرات في عدد الأجهزة التي تقدر بـ 75 تريا في العالم.

التأثير على الحياة اليومية: كيف تغيرت الطريقة التي نعيش بها

وقد حدث التحول الأكثر وضوحا داخل البيت، وقد انتقلت أجهزة منزلية ذكية من مرحلة الرواية إلى مرحلة التطبيع، حيث ارتفعت معدلات التبني بين ملاك المنازل والمستأجرين على حد سواء، وقد تتعلم هيئة حرارة ذكية، مثلا، أنماط الشغل، وتضبط درجات الحرارة لتحقيق أقصى قدر من وفورات الطاقة، وتوفر معلومات عن الاستهلاك - المكثف الذي يدفع لنفسه في غضون سنة.

الصحة والولادة: القابلات للذويبات والرعاية المرابطة

وقد أدت أجهزة التوحيد الاصطناعي ذات الارتداد إلى إحداث ثورة في رصد الصحة الشخصية، إذ تتعقب الآن أجهزة الأشعة السينية معدل القلب، وأكسجين الدم، ودورات النوم، وحتى بيانات الأشعة الكهرومغناطيسية، وترسل أجهزة رصد الغلوك المتطاولة إلى الهواتف الذكية، وتساعد الديوبائيين على إدارة حالتهم دون وجود عصيان ثابت في النظام الإيكولوجي للرعاية الصحية، ويذكّر الأطباء المرضى باختناقات التبنات.

الأمن الداخلي وسلام العقل

نظم الأمن الذكي تدمج كاميرات الباب، أجهزة استشعار الحركة، أجهزة كشف النوافذ، أقفال ذكية في منصة واحدة قابلة للتشغيل، ويمكن للمستعملين أن يفحصوا التغذية الحية من أي مكان، ويتلقىوا إنذارات عندما يقترب أحد منهم، ويتحدثوا إلى الزوار عن بعد، وتردع هذه النظم الجريمة وتقدم الأدلة عند الحاجة، وعلاوة على ذلك، يمكن للتكامل مع الأضواء الذكية أن يحفز على الشغل عندما تكون بعيدا، ويخلق طبقة إضافية من الأمن.

معدات المطبخ وبيوت الأسر المعيشية

فالمطبخ المتصل أصبح حقيقة، إذ يمكن للمبردات الذكية أن تتعقب المخزون، وتقترح وصفات تستند إلى ما يوجد داخله، بل وتضع أوامر البقالة، ويمكن أن تُسخن الفخذين عن بعد، وترسل أجهزة الغسيل إخطارات عندما تنتهي الدورة، وفي حين أن بعض السمات لا تزال تنبيهية أو متناهية، فإن الاتجاه نحو الربط بين الارتقاء هو الرغبة في صيانة جزئية وإدارة الطاقة.

السيارات الموصلـة والنقل الشخصي

أما المركبات الحديثة فهي أجهزة متفجرة على عجلات، حيث أن نظم التلكترمات تجمع البيانات عن أداء المحرك وسلوك القيادة والموقع، كما أن العلامات مثل البداية من بعد، وإعادة توجيه حركة المرور في الوقت الحقيقي، والضرورة التلقائية (مثلاً، أون ستار، وهيلي) أصبحت شائعة، وتستخدم المركبات الكهربائية (EVs) لرصد صحة البطاريات، وتجد محطات للشحن، وترسم في وقت لاحق.

الترفيه والراحة

كما أعاد (ايوت) تشكيل طريقة الاسترخاء والتسلية لأنفسنا، وتحدثون ذكاء يعزفون الموسيقى ويجيبون على الأسئلة ويتحكمون في الأجهزة الأخرى، وتدمج التلفاز الذكي مع التشغيل الآلي في المنزل لتكييف الإضاءة عندما تبدأ الفيلم، وتصبح الأنابيب المتحركة ورؤوس الواقع الافتراضية محاور شبكية يمكنها سحب البيانات من المصابيح لخلق تجارب غير مرنة ومستجيبة للأحياء البيولوجي.

التنمية الحضرية وحصة المدن الذكية

وعلى نطاق أوسع، فإن الاتحاد الأوروبي للمناخ هو النظام العصبي للمدينة الذكية، إذ يستثمر المخططون الحضريون والحكومات المحلية استثماراً كبيراً في الهياكل الأساسية ذات الصلة لتحسين نوعية الحياة، والحد من الأثر البيئي، وخفض التكاليف التشغيلية، ومن المتوقع أن تنمو سوق المدن الذكية إلى أكثر من 1.5 تريليون دولار بحلول عام 2030، بقيادة أجهزة الاستشعار التابعة لليو تي، ومحللي البيانات، وإدماج هذه التكنولوجيات لا تفهم فقط احتياجات السكان الأساسية؛

النقل الذكي والتنقل

وتكلف ازدحام المرور بلايين من الدولارات في فقدان الإنتاجية وضياع الوقود، وتستخدم نظم إدارة حركة المرور التي يمكن تشغيلها بواسطة التلويث كاميرات وأجهزة استشعار للثغرات وأجهزة استخلاصها لرصد كثافة المركبات في الوقت الحقيقي، وتضبط إشارات المرور الايجابية توقيتها على أساس التدفق الفعلي، وتخفض فترات الانتظار بنسبة تتراوح بين ٢٠ و ٣٠ في المائة في المدن الرائدة مثل لوس أنجلوس وبرشلونة وسنغافورة.

إدارة الطاقة والاستدامة

إن شبكات الذكاء هي العمود الفقري للهياكل الأساسية الحديثة للطاقة، وهي تستخدم أجهزة الاستشعار التي تستخدم فيها أجهزة التوحيد لرصد التطاير، والحال، ونوعية الطاقة عبر خطوط التوزيع، وهذا الوضوح الجاموس يتيح للمرافق الموازنة الدينامية بين مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية والريح، وسرعة تعزل الأعطال قبل أن تسبب انقطاعا واسعا، وتعطي أجهزة قياس الذكاء المستهلكين تعليقات على استخدام الطاقة في الوقت الحقيقي، وتشجع على حفظ الطاقة، وتسمح باستخدام الوقت المناسب.

إدارة النفايات والرصد البيئي

ويحول هذا المصطلح إدارة النفايات من عملية مبرمجة وغير فعالة إلى عملية دينامية تحركها البيانات، وتقيس أجهزة الاستشعار فوق الصوتية في القمامة وتقييد مستويات ملء النفايات وترسل إنذارات عند اقترابها من القدرة، وتُحدَّد طرق جمع الوقود على النحو الأمثل وتخفض الانبعاثات، وفي الأماكن العامة، يرصد أجهزة الاستشعار نوعية الهواء (PM2.5، مستويات ثاني أكسيد الكربون) ويُعدّد قرارات بشأن التلوث بالضوضاء وظروف الطقس القيمة.

السلامة العامة والاستجابة في حالات الطوارئ

ويمكن للكاميرات المرابطة ذات الرؤية الحاسوبية أن تكشف عن السلوك المشبوه، أو الطرود المهجورة، أو أنماط جمع الحشود، أو أن تخطر السلطات في الوقت الحقيقي، وأن تستخدم نظم الكشف عن الطلقات (مثلا، جهاز القاذورات) أجهزة الاستشعار الصوتية لتثبيت مواقع إطلاق النار وإرسال الشرطة بسرعة أكبر، ويمكن أن تحدد أجهزة الإنذار بالحريق المدمجة مع نظم إدارة المباني موقعا دقيقا لنهج الحريق، وتُرسل مسارات الإجلاء، وتُغلق تلقائياً لنظم الدخِل الدخَ الدخان.

إدارة المياه والهياكل الأساسية

فالأنابيب الخبيثة وشبكات المياه العتيقة تتسبب في فقدان نفايات ضخمة - حوالي 20 إلى 30 في المائة من المياه المعالجة في بعض الشبكات الحضرية القديمة، كما أن أجهزة الاستشعار التي تستخدم في المياه ترصد الضغط والتدفق والتكوين الكيميائي، ويمكن للمحللين الافتراضيين أن يحددوا طلقات الأنابيب المحتملة قبل حدوثها، مما يتيح إجراء إصلاحات استباقية، وبالمثل، يستخدم رصد الصحة الهيكلية الاهتزاز وأجهزة الاستشعار التي تعمل بالبلاد لتتبع حالة الجسور العالية والأنفاق والمبانية.

التحديات والمخاطر في الأراضي المتروكة

وفي حين أن مادة اليوتر توفر فوائد هائلة، فإن انتشارها السريع يطرح تحديات خطيرة يجب التصدي لها لضمان النمو المستدام، وتشمل هذه التحديات أوجه الضعف الأمنية، وشواغل الخصوصية، ومسائل التشغيل المتبادل، وخطر اتساع الفجوة الرقمية.

المسؤوليات الأمنية

العديد من أجهزة (ايوت) التي تعمل في قسم المستهلكين والتي تحمل حداً أدنى من كلمات السر التي لا يمكن تحملها، و إرسال البيانات غير المشفوعة، و تحديثات غير مكررة للبرمجيات، مما يجعلها أهدافاً جذابة للناموسيات التي يمكن تسليحها في هجمات واسعة النطاق على (DDoS) (مثل شبكة ميراي)

الشواغل المتعلقة بالخصوصية

ويمكن أن تجمع أجهزة الإيوتات كميات كبيرة من البيانات الشخصية: جدولكم اليومي، والمقاييس الصحية، والتسجيلات الصوتية، وتاريخ الموقع، وحتى أنماط استخدام الكهرباء، ويمكن لهذه البيانات، إذا ما عولجت بطريقة غير سليمة، أن تكشف عن تفاصيل دقيقة عن الأفراد والأسر، كما أن تسجيلات المكبرات الذكية المستخدمة في التحقيقات الجنائية أو انتهاكات البيانات السحابية التي تعرض كاميرات الاستقبال التي تغذيها السحابة، يجب على الشركات أن تعتمد مبادئ للتجهيز على الخصوصية، وتسمح بأن تقدم بيانات واضحة.

قابلية التشغيل البيني والتجزؤ

أما النظام الإيكولوجي للأوراق العضوية فهو مجزأ عبر بروتوكولات الملكية (زغبي، ز-وايف، ثريد، وي-في، وبلوتوث، وماتر، وغيرها) وفي حين أن معيار البيت الذكي الموحد الذي بدأ في عام 2022 - وهو يكتسب انتصاباً، فإن العديد من الأجهزة والنظم التجارية القديمة لا تزال متوقفة، وفي المدن، يمكن لإدارات مختلفة أن تنشر أجهزة استشعار من مختلف البائعين الذين يرتدون نماذج بيانات غير متوافقة)

Divital Divide

وتحتاج تكنولوجيات التوحيد إلى إمكانية الاتصال بالشبكة الإلكترونية ووسائل الاتصال الرقمية الموثوقة، كما أن المجتمعات المحلية التي لديها قدرة محدودة على الوصول إلى النطاق العريض أو مستويات دخل أدنى من المخاطر التي تتخلف عنها، ويجب أن تشمل مبادرات المدن الذكية اعتبارات الإنصاف، وأن تكفل إمكانية استفادة جميع السكان من المنافع العامة (مثل بيانات مواقف السيارات الذكية أو نوعية الهواء) وليس فقط من لديهم الهواتف الذكية وخطط البيانات، وكثيرا ما يمكن لعمليات نشر الوادى العام والقضبان المجتمعية التي تستخدم فيها هذه المركبات أن تساعد على سد الفجوة، ولكن التمويل والإرادة السياسية.

عبء البيانات والتحليل

ويمكن أن يحجب حجم البيانات التي يولدها ملايين أجهزة الاستشعار النظم التحليلية التقليدية، وتحتاج المدن إلى بنية أساسية قوية للبيانات، وعلماء البيانات المهرة، وسياسات واضحة للإدارة لتحويل مسارات الاستشعار الخام إلى أفكار قابلة للتنفيذ، وبدون تحليل سليم، تصبح هذه المادة مصدرا مكلفا للضوضاء، ويتزايد استخدام التعلم الآلى في التصفية والتنبؤ بها، وتستلزم أيضا توفير التدريب على التحيزات والصورة المثلى لهذه النظم.

المستقبل: أين هو إيوت متجه؟

The next wave of IoT evolution will be defined by three trends: edge intelligence, ]AI convergence], and sustainability-focused design, as 5G and 6G grid roll out, latency will

إن جمع الطاقة بالطاقة الشمسية أو الحرارية أو الحركية أو الطاقة الحركية إلى أجهزة استشعار الطاقة - سيلغي الحاجة إلى استبدال البطاريات، مما يجعل التلوت منخفضاً جداً، وهذا يفتح الباب أمام نشره في المناطق النائية، وفي الحقول الزراعية، وفي هياكل البناء حيث تكون الطاقة اللاسلكية غير عملية، وسيتيح تقارب التوابع الرقمية (النسخ الإلكترونية للنظم المادية) لمخططي الهياكل الأساسية في المدن.

ومن ناحية المستهلك، ستتطور الصحة والرفاهية من الرصد السلبي إلى التدخل النشط، وقد تتوقّع المجازر قريبا ردود الفعل الحساسية، وتكشف الدلائل المبكرة على الإصابة، أو تدير الأنسولين بصورة مستقلة، وستصبح دور الذكاء استباقية: فنظام يُلاحظ أنك سعال قد يزيد الرطوبة، ويقترح تعيين طبيب، ويصبح طلب حساء، دون أوامر صريحة، مبادئ توجيهية حيوية حول الاستقلال الذاتي.

السياسات والتنظيم

وتستجيب الحكومات لضرورة إدارة شؤون استخدام الأراضي المتفجرة، إذ إن قانون قدرة الاتحاد الأوروبي على التكيف مع هذه الأجهزة ، وكذلك قانون المملكة المتحدة المتعلق بالهياكل الأساسية الطوعية للأمن والاتصالات السلكية واللاسلكية يحدد متطلبات أمنية إلزامية لأجهزة الإيوتونات الاستهلاكية.

النظم الإيكولوجية المترابطة

والمستقبل ليس بيوتاً ذكية منفصلة، وسيارات ذكية، ومدن ذكية، بل ككل متكامل، وقد يتزامن جدولك مع مخطط سير سيارتك، وجهاز حرارة منزلك، وإشارة المرور في المدينة لضمان وصولكم في الوقت المناسب مع التقليل إلى أدنى حد من استخدام الطاقة.

وباختصار، فإن شبكة الإنترنت للأشياء أكثر بكثير من مجموعة من الأدوات، وهي تكنولوجيا أساسية تعيد تحديد كيفية تفاعلنا مع محيطاتنا، وكيف تخدم المدن مواطنيها، وكيف نتصدى للتحديات العالمية مثل تغير المناخ وندرة الموارد، وكما أن النتائج تتوقف، مع أي أداة قوية، على الخيارات التي نتخذها اليوم بشأن التصميم والتنظيم والإنصاف، وبحكم الحذر، يمكن أن يحقق أي مستقبل أكثر استدامة.