مقدمة إلى إنترنت الأشياء نانو. الجزء 2

المصدر


"النظريات لا تثبت أي شيء ، لكنها تسمح لك بشراء الوقت والاسترخاء ، إذا كنت مرتبكًا تمامًا ، تحاول العثور على ما هو مستحيل العثور عليه"
مارك توين


أمام أعيننا ، بدأت IoNT في الظهور بالفعل من المرحلة المفاهيمية للتطور وأصبحت موضوعًا للبحث في العديد من المختبرات حول العالم. تتقدم هذه الدراسات إلى الأمام على نطاق واسع منذ إنشاء شبكات النانو ذاتية التنظيم وتطبيقاتها الدقيقة إلى التطبيقات الحقيقية في مختلف مجالات حياة حضارتنا. بطبيعة الحال ، كل هذا يثير الكثير من القضايا غير التقنية ، وأهمها ، كما هو الحال دائمًا - إلى أين نتجه؟


هندسة شبكة IoNT


بغض النظر عن التطبيق ، ستتكون شبكات IoNT من مجموعة من المكونات التالية.


  1. العقد النانوية هي أصغر وأبسط الآلات النانوية التي تؤدي مهام مثل الحوسبة ونقل البيانات عبر مسافات قصيرة. لديهم ذاكرة صغيرة. يمكن اعتبار العقد النانوية ، على سبيل المثال ، أجهزة الاستشعار البيولوجية المثبتة في جسم الإنسان.
  2. أجهزة توجيه النانو ، التي تتمتع بقوة حوسبة أكبر مقارنة بالعقد النانوية وتعمل كمجمِّع للمعلومات الواردة من العقد النانوية. تلعب أجهزة التوجيه النانوية أيضًا دورًا حاسمًا في إدارة العقد النانوية من خلال إرسال أوامر التحكم في الصرف.
  3. تقوم أجهزة الواجهة النانوية الدقيقة بمهمة تجميع المعلومات من أجهزة التوجيه النانوية ونقلها إلى المستوى الجزئي وفي الاتجاه المعاكس. تعمل كأجهزة هجينة للاتصال على مقياس النانو باستخدام تقنيات الاتصالات النانوية ، وكذلك شبكات الاتصال التقليدية باستخدام بروتوكولات الشبكة الكلاسيكية.
  4. بوابات تسمح لك بالتحكم في شبكتك عن بعد عبر الإنترنت. على سبيل المثال ، بمساعدة بوابة ، يمكن الوصول إلى جميع البيانات من أجهزة استشعار جسم الإنسان من قبل الأطباء في جميع أنحاء العالم في جميع الأماكن التي يوجد فيها الإنترنت.

تطبيقات IoNT


أما بالنسبة لتطبيقات IoNT المحتملة ، فقد تعلم العلماء بالفعل كيفية ضغط أجهزة الاستشعار التي يبلغ حجمها مليمتر أو ميكرون إلى نانومتر: صغيرة بما يكفي للتجول حول جسم شخص حي (تمامًا كما هو الحال تمامًا في فيلم Spielberg "Interior Space") وتختلط مباشرة في مواد البناء من أجل التحكم في قوة الهيكل. هذه خطوة أولى مهمة نحو IoNT ، والتي يمكن أن تأخذ الطب وكفاءة الطاقة والعديد من الصناعات الأخرى إلى مستوى جديد تمامًا.


حرفيا تقع على السطح. بادئ ذي بدء ، هذه هي التطبيقات الطبية الحيوية ، بما في ذلك الغرسات الهجينة الحيوية ، ومراقبة الجلوكوز ، ومراقبة القلب ، ومراقبة أمراض الدماغ ، والصرع أو الاكتئاب ، والأدوية ذات الأغشية النانوية للتسليم إلى الورم وتدميرها المستهدف.


المصدر


مراقبة بيئية أكثر فعالية لدرجة الحرارة والرطوبة وتلوث الهواء في الوقت الحقيقي باستخدام أجهزة استشعار النانو في محطات السكك الحديدية ومحطات الحافلات والمطارات والفنادق والمطاعم والأماكن العامة الأخرى ، وحتى في النقل نفسه.


سيؤدي استخدام إنترنت الأشياء في الزراعة إلى تطوير التطبيقات الزراعية مع المراقبة بالإضافة إلى بيئة نمو المحاصيل ، ونمو الحشائش ، والظروف الميدانية ، وتخصيب التربة ، وانتشار الآفات ، واستخدام المبيدات الحشرية والمبيدات الحشرية ، وكذلك صحة الحيوان.


ليس سرا أن قطاع الدفاع هو أيضا أحد الأولويات في إنترنت الأشياء. من بين أمور أخرى ، سيتم استخدام IoNT في الحماية من الإشعاع والبيولوجي والكيميائي. حاليا ، تقوم المنظمات الحكومية والمنظمات الحكومية الدولية بإنشاء نظم معلومات إدارة الطوارئ. على وجه الخصوص ، في الاتحاد الأوروبي ، طورت مشاريع Osiris و Sany معايير وأدوات لدعم التشغيل البيني لشبكات الاستشعار وخدمات اللمس المستندة إلى الويب ، مما يسهل استخدامها في أنظمة الإنذار والاستجابة للطوارئ. إن استكمال هذه البرامج بإنجازات IoNT مسألة وقت.


بشكل عام ، فإن إنشاء وتنفيذ مفهوم إنترنت الأشياء / إنترنت الأشياء سيزود المجتمع بخدمات شبكة اتصالات جديدة لم يكن من الممكن الوصول إليها سابقًا لرصد وإدارة أي كائنات تصل إلى أي كتلة حيوية ، بما في ذلك البشر ، سواء في العالم الكبير أو العالم الصغير والعالم النانوي. يتطلب تطبيق هذا المفهوم إنشاء شبكات ذاتية التنظيم ، والتي ، على عكس شبكات البنية التحتية الحالية ، لديها قاعدة عملاء تريليون وتشبه العالم الحي أكثر من مجرد شبكات الاتصالات. هذا يساهم في تنفيذ خوارزميات بيولوجية مماثلة في البنية التحتية للشبكة ، أي خوارزميات تستند إلى سلوك المستعمرات في العالم الحي ، استنادًا إلى مبادئ ذكاء السرب (SI) ، والتي أثبتت أنها مفيدة جدًا في حل مشكلات التوجيه في شبكات التنظيم الذاتي. لذا ، ستحاول البشرية مرة أخرى استخدام التكنولوجيا للاقتراب من تكرار ما خلقته الطبيعة منذ فترة طويلة. Swarm Intelligence هو قسم من مجال الذكاء الاصطناعي (AI) ويتكون من عدة مجموعات من الخوارزميات ، بما في ذلك ، على سبيل المثال ، تحسين مستعمرة النمل (ACO) ، وخوارزميات Bee Colony ، وخوارزميات Firefly (خوارزميات اليراع).


في الآونة الأخيرة ، ظهرت أنواع جديدة من الأنماط تعتمد على ما يسمى ب "رحلات Lévy" ، وهي خوارزمية هجمات سمك القرش ، وخوارزميات طيور القطرس المتجول ، ونحل الطنانة والذكور الغزلان خلال الفوضى ، وخوارزمية العثور على المغذيات بواسطة البكتيريا مثل Escherichia coli ( هي إي كولاي). وهي قيد الاستخدام بالفعل أو سيتم استخدامها لشبكات التنظيم الذاتي لتطبيقات إنترنت الأشياء وتطبيقات إنترنت الأشياء في المستقبل القريب.


المصدر


لا يوجد نظريًا لتطبيقات IoNT الصناعية ، ولكن بالنسبة للمبتدئين ، سيتم استخدامها للتحكم في جودة المنتجات والمياه ، وكذلك لإنشاء مواد وأقمشة معدلة. في الواقع ، هذا جزء مهم من المؤسسات الرقمية المستقبلية.


سيكون القطاع المالي ، المتحمس لتقنيات blockchain ، قادرًا على تمييز الأوراق النقدية الحقيقية والمزيفة بشكل لا لبس فيه ، وستحمل جميع العملات الحقيقية معلومات حول مكان ووقت تصنيعها ، والمعلومات التي تؤكد ذلك سيتم تخزينها في جميع البنوك في العالم.


يعتزم قطاع البيئة استخدام إنترنت الأشياء لصالح التحكم في التدهور البيولوجي وتكثيفه ، وإدارة الإنتاج الحيواني والمحاصيل ، وكذلك للسيطرة على تلوث الهواء. لا تستطيع ملايين جزيئات الغبار النانوي تحديد درجة التلوث فحسب ، بل يمكنها أيضًا تحديد مصدره. بمرور الوقت ، سيتعلمون (أو بالأحرى ، مطوروهم) كيفية التعامل مع الأوساخ الطائرة ، ومن ثم ، قد يتعاملون مع الفيروسات.


يمكن لجميع أنواع التقنيات "السحابية" ومزاياها ومشاكلها من حيث تنزيل شبكات الاتصال ، والحفاظ على البيانات الشخصية والأمن السيبراني ، أن تخضع لتغييرات خطيرة بسبب ظهور قواعد بيانات نانو (قواعد بيانات) أو حتى مراكز بيانات نانو ، والتي يمكن أن يمتلكها كل فرد دائمًا بنفسه كما يرتدي رأسه دائمًا على كتفيه.


إن إنشاء الأعضاء الذكية هو تحول نموذجي واضح في الرعاية الصحية. على سبيل المثال ، يمكن للأعضاء المصغرة القادرة على تحليل جسم الإنسان أن تحدث ثورة في البحث الطبي وتنتج أدوية جديدة. سوف تستكشف مجسات مصغرة جسمنا في شكل جديد تماما. أو تطور هندسة الأنسجة يمكن أن يغير تمامًا نهج تشخيص وعلاج الجلد والأوعية الدموية والعظام والأعضاء المختلفة للشخص ، ناهيك عن الأطراف الصناعية. بمساعدة المواد النانوية والمستشعرات النانوية ، من الممكن تحفيز نمو الخلايا ، والتحكم في الطباعة ثلاثية الأبعاد للأعضاء الجديدة ، ويمكنها أيضًا الوصول إلى أنسجة النانو بشكل مباشر أثناء الطباعة ثلاثية الأبعاد. يمكن للآلات النانوية وأجهزة الاستشعار النانوية أن تتواجد في الأعضاء وتوفر وظائف غير مسبوقة. على سبيل المثال ، يمكن دمج العين الحقيقية مع العدسة ، والتي يمكن أن تكون وظائفها أوسع من نظارة GoogleGlass. في مكان ما ، يمكنك توسيع تدفق الدم في الوقت المناسب ، في مكان ما لاستعادة الاضطرابات في الاتصالات العصبية.


بشكل عام ، بمساعدة IoNT ، من الممكن إنشاء نظام تحكم مواز في جسم الإنسان ، وإذا كان نظامه الأصلي (أي الفطري) لا يمكنه أداء وظائفه بشكل جيد ، يمكن تعديل عمله. ويمكنك أيضًا تشخيص الجسم بنفس الطريقة التي يتم بها تشخيص السيارات بالكمبيوتر الحديث اليوم. ولهذا لن تحتاج إلى دعوة طبيب - سيكون كافياً لتوصيل الكمبيوتر "لاسلكياً" بنفسك واستخدام البرامج المناسبة. من الممكن أن يتم إنشاء واجهة لمثل هذا الاتصال مثل Wi-Fi في جميع أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية في المستقبل.


لمزيد من تطوير هذه الأفكار ، توصل بعض علماء المستقبل بالفعل إلى فكرة إنشاء ما يسمى ب الشبكة العصبية الكوكبية من خلال الجمع بين "العقول" البشرية باستخدام مجموعة من إنترنت الأشياء / إنترنت الأشياء على نطاق عالمي. الفكرة نفسها بسيطة للغاية - نظرًا لأن إمكانات الإنترنت الحالية محدودة جدًا ولا تسمح بالنقل المباشر لتجربة الحياة والعواطف (العواطف) من الدماغ إلى الدماغ ، يجب عليك رفع جودة الاتصالات إلى مستوى جديد تمامًا ، مما سيزيد بشكل كبير من فعالية العمل الجماعي ويفتح فرصًا جديدة في مجالات الدراسة. حتى الآن ، يتم استخدام الأقطاب الكهربائية لالتقاط الإشارات من الدماغ ، ولكن في يوم من الأيام ، ستأخذ قطعة IoNT التي لها خرج إلى إنترنت الأشياء دور الشخص "المدمج". سيتم تطوير بروتوكولات الاتصال القائمة على النماذج الرقمية للعمليات العقلية وسيتم العثور على مناهج لتنظيم "الوعي الجماعي" القادر على "العصف الذهني" وحل المشكلات التي تتطلب جهودًا منسقة للعديد من الأشخاص. في العالم الحديث ، تنشأ العديد من المشاكل بسبب حقيقة أن الناس لا يمكنهم الاتفاق مع بعضهم البعض على مشاركة موارد معينة. بتنظيم نوع من "العقل الجماعي" ، يبدو أن الخلايا العصبية تساعد في حل هذه المشاكل. في الواقع ، يبدو أن الشبكة العصبية "مثالية للإنسانية" كواحدة من أجزاء شبكة إنترنت الأشياء. فقط "العقد" ليست الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، ولكن الأدمغة البشرية المجهزة بإلكترونيات شاملة أو غير شاملة. وربما لا حتى الإلكترونيات على الإطلاق.


المصدر


ومع ذلك ، يبدو أننا تم إبعادنا وتعمقنا في المستقبل. دعنا نقول بضع كلمات عنه.


مستقبل IoNT


ضع تنبؤات حجم السوق وعدد الأجهزة المتصلة جانباً. من السابق لأوانه الحديث عن الأولين: دع على الأقل "الأخ الأكبر" - إنترنت الأشياء - يعرض فوائده الاقتصادية أولاً. من غير المجدي الحديث عن هذا الأخير ، لأنه حتى ملايين الأجهزة النانوية يمكن وضعها في مساحة محدودة نوعًا ما ، وهذا لن يثبت شيئًا.


أما بالنسبة للمستقبل ، فلا شك أن النجاح المذهل ينتظر تطوير إنترنت الأشياء. أما بالنسبة للمستخدمين في شخص الإنسانية ، فلن يكون هناك فقط وسائل راحة معينة ، ولكن أيضًا مخاطر غير مسبوقة. خذ على الأقل الانتقال من أجهزة الاستشعار النانوية الذكية إلى IoNT. على سبيل المثال ، من الصعب دمج جميع المكونات الضرورية في جهاز نانوي مستقل سيسجل أي تغيير وينقل إشارة إلى الإنترنت. من الصعب أيضًا حل جميع القضايا الخاصة والأمنية. يمكن أن تكون أي أجهزة نانوية متضمنة في الجسم ، عن قصد أو من خلال الإهمال ، سامة أو تسبب استجابة مناعية.


لسوء الحظ ، هذا ليس دائمًا مسألة تقنية. بالطبع ، يمكن استخدام هذه التكنولوجيا للمراقبة غير القانونية ، ولكن هذه ليست سوى واحدة من العديد من المخاطر. وهناك شك في أنه من الضروري البناء على المخاطر قبل الكتابة عن النجاحات المستقبلية لـ IoNT. من أجل عدم الخوض في مناقشات فلسفية طويلة ، نقدم الفرق بين كلمات إنترنت الأشياء و IoNT من أعمال اثنين من كلاسيكيات الأدب المحلية.


من يتذكر في "Moidodyr" بقلم Korney Chukovsky "... والوسادة ، مثل الضفدع ، ابتعدت عني". وبالمثل ، في IoT ، يمكنك إزالة أشياء معينة من ما ترسله. ومع ذلك ، لا يزال هناك أمل في أن الأشياء الحيوية والعسكرية والخطيرة بشكل خاص لن يتم ربطها بالإنترنت ، فقط إذا كان الهجوم قبل الدفاع دائمًا ، ويعمل الأمن السيبراني دائمًا مع ما حدث بالفعل ، بينما يقوم المتسللون الخروج بمخاطر إلكترونية جديدة.


لكن إيفان إفريموف في "بول هور" لديه رجل من المستقبل البعيد والكمال إلى حد كبير فاي رودس ، الذي لا يوجد لديه سوى درع رفيع لبدلة ضيقة ، يجيب على السؤال الساخر للحاكم الأعلى للكوكب تورمان تشويو شاغاس - نوع من "يلقي من رجل حديث" - حول ما إذا كانت تستطيع قتله. يقول فاي رودس: "أستطيع" بطريقة بارعة. "يمكنني فقط أن أطلب منك أن تموت ، وسيتوقف قلبك ، ولكن لماذا؟" يبتعد الرفيق "الحديث" على الفور عن خوف خفي بشكل سيئ ، ويتساءل رجل المستقبل بصدق عما حدث بالفعل - إنهم لا يقتلوننا.


ليس سراً أنه إذا أمكن بمساعدة IoNT أن تقتل بسهولة ، على سبيل المثال ، سيتم قتلهم بالتأكيد. بالمناسبة ، حدثت الجريمة الأولى عبر الإنترنت في منتصف التسعينات عن طريق الإغلاق عن بعد لنظام دعم الحياة في وحدة العناية المركزة. وسوف يقتلون ، كالعادة ، من أجل المال ، من أجل الملكية ، من أجل السلطة ، من الحسد ومثل هذا. شخص ما يجب أن يوقف القلب ، شخص ما غير السكر في الدم ، شخص ما كسر شيئًا بداخله أو انسداد ... وفي مكان ما ، بمساعدة الغبار النانوي ، من الممكن تنظيف القارة بأكملها.


المصدر


إن إنترنت الأشياء ، على سبيل المثال ، ستكون الهدف المنطقي التالي لمجرمي الإنترنت. حسنًا ، كيف يمكن أن يصاب كل المليارات من "الأشياء" بشيء ما؟ لأغراض استخباراتية واقتصادية وإجرامية وأغراض أخرى ، وكذلك خارج المصلحة فقط. وفقًا لخبراء الأمن السيبراني ، يزداد عدد التهديدات من جانبهم فقط على مر السنين.


لكن كيف ، على سبيل المثال ، بعد أن تناولت حل مشكلة كوكبية بمساعدة الوعي الجماعي ، ماذا لو شعرت فجأة بغباء أو مهووس أو مجرد جشع في نفسك؟ هناك الملايين منهم ، وكيفية التخلص منهم؟ هل سنضع البلهاء والأشخاص غير الشرفاء على التحفظات الفكرية عن طريق تقييد الوصول؟ أو بالأحرى ، هل نتحول إليهم بأنفسنا؟ على سبيل المثال ، يخطط الصينيون بالفعل للفصل بين السكان وفقًا لدرجة الولاء للدولة ، والمعايير الأخلاقية المقبولة ، وتاريخ الائتمان ، والسلوك في الأماكن العامة ، وما إلى ذلك ، بحيث لا يمكن الوصول إلى جميع المزايا إلا لأفراد المجتمع المستحقين. وماذا عن المستحقين؟ كما هو معروف من الفيزياء ، فإن "ضباب" الضوضاء ذات النطاق العريض هو إشارة مفيدة ضيقة النطاق ، وقد حان الوقت لعلماء الاجتماع لدراسة هذه الفيزياء.


هناك العديد من الجوانب المتعلقة بتقنية النانو التي تجعلك تفكر. على سبيل المثال ، من الممكن أنه في المستقبل القريب ، سيستخدم الرياضيون مجموعة متنوعة من رقائق الزرع مع أجهزة استشعار مختلفة ، وحتى المنشطات العضلية (بدلاً من المنشطات) ، وهو بالطبع انتهاك في حد ذاته لأخلاقيات الرياضة. ولكن هل يتوقف الجميع عن تناول المنشطات اليوم؟ ستكون هذه ببساطة الخطوة التالية في النضال لتصبح أسرع وأقوى. ومن السهل أن تتخيل مدى تعرضهم للمتسللين الذين يستأجرهم المنافسون. على وجه الخصوص ، سيكون من الممكن جعل الكائن متخلفًا عن حركات الأطراف أو يغيب قليلاً عن اللحظة المناسبة.


بالنظر إلى أنه ، حتى بدون الانغماس في أعماق IoNT ، يمكن تنفيذ انتهاك الخصوصية باستخدام معلومات وهمية في مكان ما في المساحة الشخصية لشبكة اجتماعية واستخدام محتوى مزيف مخصص لهدف الهجوم ، عندما يمكن أن يظهر الأخير في أي مؤامرة غير سارة. يمكن أن تصبح الأسرار الطبية وغيرها من أسرار المواطنين متاحة للجمهور ليس في مفتاح معلومات محض ، ولكن بشكل مباشر في الطبيعة مع جميع المخاطر المصاحبة. وبدورها ، بشكل مباشر أو غير مباشر ، تنطوي IoNT ، قبل كل شيء ، على تهديد مباشر بالفعل لجسم الإنسان. بشكل عام ، يمكن أن تكون الأوهام هنا متنوعة للغاية ، لكن جميعها ستحتوي على تهديدات محتملة ، أسبابها في بيئة معلومات واحدة ، والتي لم يتعلم الجنس البشري استخدامها. ونتيجة لذلك ، لا يمكن الوثوق بأي شيء في العالم الرقمي - يمكن أن يتحول كل شيء على الإطلاق إلى مزيف أو مزيف أو مسروق أو سرقة أو يهدد الحياة. وحقيقة أنه ، على ما يبدو ، يجب أن تسرع تقدم المجتمع ، وتجتمع من هذا المجتمع مثل هذا الاستخدام المعقد الذي يضطر في بعض الأحيان إلى تقليص قدراته التقدمية بشكل خطير. يتطلب كل ابتكار دعمًا دقيقًا ، حتى لا يتحول ، على سبيل المثال ، من مصدر تعليمي إلى دواء إعلامي آخر.


لذا ، لا يكفي إنشاء تقنية ، بل يجب أن يكون قادرًا على استخدامها بشكل صحيح. هناك شعور قوي بأن الشخص ، من جهة ، ببساطة ليس مستعدًا لاستخدام الفرص الجديدة ، بما في ذلك الوصول إلى الكواكب أو الشخصية. من ناحية أخرى ، ليس لدى الشخص خيار آخر سوى التغلب على شيء في حد ذاته من أجل زيادة كفاءة تطبيق التقنيات الجديدة. ومن المفارقات أن التقنيات الجديدة وحدها لا تترك أي شخص سوى التغيير. , , . , , iPhone, ? , …


IoNT


, , , . ? , IoT, IoNT , , , ? , , , , .. « ». , , , , , « , , ».



مؤلف المنشور: ألكسندر غوليشكو ، دكتوراه ، محلل نظم في Technoserv

استنادًا إلى المواد: electronics.ru ، vestnik-sviazy.ru ، pcweek.ru ، rucont.ru ، news.bitcoin.com ، sut.ru ، NanoNewsNet.ru ، startup.today ، club.esetnod32.ru ، internetofthings.ru

Source: https://habr.com/ru/post/ar414695/


All Articles