आधुनिक दुनिया में साइबर-फिजिकल सिस्टम

इंटरनेट, सामाजिक नेटवर्क, क्लाउड सेवाएं और इलेक्ट्रॉनिक कॉमर्स आधुनिक व्यक्ति के जीवन के महत्वपूर्ण घटक बन गए हैं। लेकिन हम अभी भी वास्तविक "एनालॉग" दुनिया में रहते हैं, और साइबरस्पेस में नहीं। सभी दिलचस्प यह है कि साइबर-भौतिक प्रणालियां जो हमारे जीवन के इन दो पहलुओं को संयोजित करने में सक्षम हैं, अब बहुत तेज गति से विकसित हो रही हैं।

साइबर भौतिक प्रणालियाँ क्या हैं?

साइबर-फिजिकल सिस्टम (अंग्रेजी से। साइबर-फिजिकल सिस्टम या सीपीएस) - अवधारणा काफी जटिल है। आज उन्हें एक अस्पष्ट और आम तौर पर स्वीकृत परिभाषा नहीं मिली है, क्योंकि ये प्रणालियां एक साथ कई क्षेत्रों के चौराहे पर स्थित हैं और, उनके कार्यान्वयन के आधार पर, हमारे जीवन के विभिन्न पहलुओं को प्रभावित करने में सक्षम हैं। उनकी मुख्य सामान्य विशेषता कम्प्यूटेशनल और भौतिक प्रक्रियाओं के बीच एक बहुत तंग सहभागिता है, इसलिए हम कह सकते हैं कि साइबर-भौतिक प्रणाली कम्प्यूटेशनल और भौतिक तत्वों की एक जटिल प्रणाली है जो लगातार पर्यावरण से डेटा प्राप्त करती है और नियंत्रण प्रक्रियाओं को और अधिक अनुकूलित करने के लिए इसका उपयोग करती है।

साइबर-भौतिक प्रणालियों में "स्मार्ट" बिजली आपूर्ति नेटवर्क, उत्पादन और कृषि में "स्मार्ट" परिवहन नियंत्रण प्रणाली, एसीएस (स्वचालित नियंत्रण प्रणाली) और साथ ही चिकित्सा उपकरण शामिल हैं। साइबर-भौतिक प्रणालियों का एक उदाहरण स्मार्ट शहरों के रूप में ऐसे बड़े पैमाने पर और जटिल समाधान हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि साइबर-भौतिक प्रणालियां चीजों के इंटरनेट के लिए वास्तुकला में समान हैं और डेटा को संचार या प्राप्त करने के लिए अपने तत्वों का उपयोग कर सकती हैं, लेकिन संक्षेप में वे बहुत अधिक जटिल हैं, इसलिए यहां एक समान संकेत डालना गलत होगा।

साइबर-फिजिकल सिस्टम के संचालन के सिद्धांत

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, साइबर-भौतिक प्रणालियों के संचालन का मुख्य सिद्धांत उनके भौतिक और कम्प्यूटेशनल तत्वों के बीच एक गहरा संबंध कहा जा सकता है। एआई और अन्य प्रौद्योगिकियों के रूप में प्रणाली का "मस्तिष्क" वास्तविक दुनिया में सेंसर से डेटा प्राप्त करता है, इस डेटा का विश्लेषण करता है और भौतिक तत्वों को आगे नियंत्रित करने के लिए इसका उपयोग करता है। इस बातचीत के लिए धन्यवाद, साइबर-भौतिक प्रणाली बदलती परिस्थितियों में प्रभावी ढंग से काम करने में सक्षम है, जैसे मानव शरीर का एक एनालॉग या एक आधुनिक कंपनी जो बाजार पर स्थिति का विश्लेषण करती है ताकि वास्तव में उस उत्पाद को विकसित किया जा सके जिसे अभी इसकी आवश्यकता है। इसके अलावा, चक्र "प्रबंधन - डेटा अधिग्रहण - डेटा प्रोसेसिंग - प्रबंधन", जब सिस्टम ठीक से काम कर रहा है, तो हर बार सकारात्मक परिणाम देना चाहिए और नया मूल्य बनाना चाहिए।

उदाहरण के लिए, एक ही कंपनी तोशिबा अपने वर्चुअल पावर प्लांट प्रोजेक्ट में साइबर-भौतिक प्रणालियों के सिद्धांत का उपयोग करती है, जो वितरित ऊर्जा स्रोतों (सौर, हाइड्रोजन और पवन ऊर्जा), इलेक्ट्रिक वाहनों और ऊर्जा भंडारण / भंडारण प्रणालियों के काम को समन्वित करने के लिए इंटरनेट ऑफ़ थिंग्स तकनीक का उपयोग करती है। । इंटरनेट ऑफ़ थिंग्स और एआई प्रौद्योगिकियों के उपकरणों के डेटा का उपयोग करते हुए, इस मामले में, सिस्टम की ऊर्जा खपत को अनुकूलित करना, इसके पैमाने की भविष्यवाणी करना और अंततः अधिकतम ऊर्जा बचत प्राप्त करना संभव है।


तोशिबा वर्चुअल पावर स्टेशन आरेख

साइबर-भौतिक प्रणालियों का उपयोग करने के अन्य विकल्पों में स्वायत्त परिवहन नियंत्रण प्रणाली शामिल है जो दुर्घटनाओं से बचने और सड़क पर स्थिति को ध्यान में रखते हुए गंतव्य तक इष्टतम मार्ग चुनने के लिए सड़क उपयोगकर्ताओं और सड़क बुनियादी ढांचे से वास्तविक समय की जानकारी प्राप्त करते हैं; चिकित्सा उपकरण जो दूर से रोगियों की स्थिति की निगरानी करते हैं और मानव शरीर का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है; शून्य ऊर्जा खपत वाली "स्मार्ट" इमारतें; कृषि में प्रक्रियाओं को स्वचालित करने का साधन ... इन सभी उदाहरणों में सामान्य बात यह है कि साइबर-भौतिक प्रणाली वास्तव में लोगों के जीवन को आसान बना सकती है और उनके स्तर को बढ़ा सकती है, यही वजह है कि कई बड़ी कंपनियां अब उन्हें विकसित करने के लिए एक विकास पाठ्यक्रम ले रही हैं।

बड़े पैमाने पर साइबर-भौतिक प्रणालियों के उदाहरण के रूप में स्मार्ट शहर

इन प्रणालियों की मदद से "लोगों के जीवन को बेहतर और आसान बनाने" की क्षमता को "स्मार्ट" शहरों के उदाहरण से पूरी तरह से चित्रित किया जा सकता है। सिंगापुर को बार-बार विभिन्न शोधकर्ताओं द्वारा ग्रह पर "स्मार्ट" शहरों में सबसे स्मार्ट के रूप में मान्यता दी गई है, और इसकी सरकार और भी आगे जाती है और मानती है कि यह एक "स्मार्ट राष्ट्र" परियोजना (स्मार्ट नेशन - सिंगापुर के शहरी विकास कार्यक्रम का नाम) पर काम कर रही है। संयुक्त रूप से कई स्टार्ट-अप सिंगापुर के लिए समाधान बनाते हैं जो नागरिकों के लिए जीवन के लगभग सभी क्षेत्रों की चिंता करते हैं - कानून प्रवर्तन से और परिवहन व्यवस्था और ऊर्जा संसाधनों, जल आपूर्ति और स्वास्थ्य सेवा के प्रबंधन के उल्लंघन के स्वत: निर्धारण से। और यह इसके परिणाम देता है, उदाहरण के लिए, अकेले एक ट्रैफिक कंट्रोल सिस्टम सिंगापुरी ड्राइवरों के लिए साल में हजारों घंटे बचा सकता है।


सबसे स्मार्ट सिंगापुर शहर

शहरी नियोजन के लिए "स्मार्ट" दृष्टिकोण का एक अन्य विकल्प संयुक्त अरब अमीरात में मसदर है, जो अबू धाबी के पास बनाया जा रहा है। मसदर को एक "इको-सिटी" बनना चाहिए, जो अक्षय ऊर्जा स्रोतों की मदद से पूरी तरह से अपनी आवश्यकताओं को पूरा करता है, पूरी तरह से सभी अपशिष्टों को संसाधित करता है और सार्वजनिक और व्यक्तिगत स्वायत्त परिवहन के पक्ष में परिवहन के पारंपरिक साधनों को पूरी तरह से छोड़ देता है। स्वाभाविक रूप से, मसदर में संसाधनों और यातायात प्रवाह के कुशल प्रबंधन के लिए, साइबर-भौतिक प्रणालियों सहित नवीनतम तकनीकों को लागू किया जाएगा।


रब एल खली रेगिस्तान में इको-सिटी "मसदर"

सामान्य तौर पर, हाल के वर्षों में, साइबर-भौतिक प्रणालियों को विकास के लिए एक बड़ा प्रोत्साहन मिला है, जो "स्मार्ट" उपकरणों और सेंसर नेटवर्क की संख्या में वृद्धि और कभी बड़े सिस्टम में उनके एकीकरण से जुड़ा हुआ है, उदाहरण के लिए, चीजों का इंटरनेट। लेकिन, तोशिबा के तकनीकी निदेशक डॉ। सिरो सेतो के अनुसार, इन प्रणालियों के भविष्य के लिए नवाचार को खोलने के लिए संक्रमण बहुत महत्वपूर्ण है। "यह जरूरी है कि खुद को सब कुछ हासिल करने की इच्छा के जाल में न पड़ें," वे कहते हैं। यही कारण है कि कंपनी साइबर-भौतिक प्रणालियों से संबंधित आधुनिक तकनीकों में सक्रिय रूप से निवेश कर रही है, और अन्य संगठनों के साथ सहयोग करती है, उदाहरण के लिए, एआई चिप्स की ऊर्जा खपत को कम करने के लिए स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के साथ काम करना (वर्तमान परिणाम 88 प्रतिशत की कमी है)।

साइबर-फिजिकल सिस्टम एक ऐसा व्यापक और आशाजनक विषय है कि केवल संयुक्त प्रयासों से ही विभिन्न कंपनियां, अनुसंधान संस्थान और संगठन नई तकनीकों और नए उत्पादों को विकसित करने में सक्षम हो सकते हैं, जिनमें तत्काल सामाजिक समस्याओं को हल करना भी शामिल है।