Internet, jaringan sosial, layanan cloud, dan perdagangan elektronik telah menjadi komponen penting dalam kehidupan orang modern. Tapi kita masih hidup di dunia "analog" yang sebenarnya, dan bukan di dunia maya. Lebih menarik lagi bahwa sistem fisik-cyber yang mampu menggabungkan kedua aspek kehidupan kita sekarang berkembang dengan sangat cepat.
Apa itu sistem fisik cyber?
Sistem cyber-fisik (dari bahasa Inggris. Cyber-physical system, atau CPS) - konsepnya cukup kompleks. Saat ini mereka belum menerima definisi yang jelas dan diterima secara universal, karena sistem ini terletak di persimpangan beberapa area sekaligus dan, tergantung pada implementasinya, mampu mempengaruhi berbagai aspek kehidupan kita. Karakteristik umum utama mereka adalah interaksi yang sangat erat antara proses komputasi dan fisik, sehingga kita dapat mengatakan bahwa sistem cyber-fisik adalah sistem kompleks elemen komputasi dan fisik yang secara konstan menerima data dari lingkungan dan menggunakannya untuk lebih mengoptimalkan proses kontrol.
Sistem cyber-fisik meliputi jaringan pasokan daya "pintar", sistem kontrol transportasi "pintar", ACS (sistem kontrol otomatis) dalam produksi dan pertanian, serta peralatan medis. Salah satu contoh sistem fisik-cyber adalah solusi berskala besar dan kompleks seperti kota pintar. Penting untuk dicatat bahwa sistem fisik-cyber serupa dalam arsitekturnya dengan Internet hal-hal dan dapat menggunakan elemen-elemennya untuk berkomunikasi atau menerima data, tetapi pada dasarnya mereka jauh lebih sulit, sehingga menempatkan tanda yang sama di sini akan salah.
Prinsip pengoperasian sistem cyber-fisik
Seperti disebutkan di atas, prinsip utama pengoperasian sistem cyber-fisik dapat disebut hubungan yang mendalam antara elemen fisik dan komputasinya. "Otak" sistem dalam bentuk AI dan teknologi lainnya menerima data dari sensor di dunia nyata, menganalisis data ini dan menggunakannya untuk lebih mengontrol elemen fisik. Berkat interaksi ini, sistem fisik-cyber dapat bekerja secara efektif dalam kondisi yang berubah, seperti analog tubuh manusia atau perusahaan modern yang menganalisis situasi di pasar untuk mengembangkan produk yang dibutuhkannya saat ini. Selain itu, siklus "manajemen - akuisisi data - pemrosesan data - manajemen", ketika sistem berfungsi dengan baik, setiap kali harus memberikan hasil positif dan menciptakan nilai baru.
Sebagai contoh, perusahaan yang sama Toshiba menggunakan prinsip sistem fisik-maya dalam proyek pembangkit listrik virtualnya, yang menggunakan teknologi Internet untuk mengoordinasikan pekerjaan sumber energi terdistribusi (energi surya, hidrogen dan angin), kendaraan listrik dan sistem penyimpanan / penyimpanan energi yang mengkonsumsinya . Dengan menggunakan data dari perangkat Internet benda dan teknologi AI, dalam hal ini, dimungkinkan untuk mengoptimalkan konsumsi energi sistem, memperkirakan skalanya dan akhirnya mencapai penghematan energi maksimum.
Diagram Pembangkit Listrik Virtual ToshibaPilihan lain untuk menggunakan sistem fisik-cyber mencakup sistem kontrol transportasi otonom yang menerima informasi waktu nyata dari pengguna jalan dan infrastruktur jalan untuk menghindari kecelakaan dan untuk memilih rute optimal ke tujuan, dengan mempertimbangkan situasi di jalan; peralatan medis yang memantau kondisi pasien dari jarak jauh dan digunakan untuk mempelajari tubuh manusia; Bangunan "pintar" dengan konsumsi energi nol; cara mengotomatiskan proses dalam pertanian ... Hal umum dalam semua contoh ini adalah bahwa sistem fisik-cyber dapat benar-benar membuat hidup orang lebih mudah dan meningkatkan level mereka, itulah sebabnya banyak perusahaan besar sekarang mengambil kursus pengembangan untuk mengembangkannya.
Kota pintar sebagai contoh sistem cyber-fisik skala besar
Kemampuan untuk "membuat hidup orang lebih baik dan lebih mudah" dengan bantuan sistem ini dapat diilustrasikan dengan sempurna hanya dengan contoh kota "pintar". Singapura telah berulang kali diakui oleh berbagai peneliti sebagai yang paling pintar dari kota-kota "pintar" di planet ini, dan pemerintahnya melangkah lebih jauh dan percaya bahwa ia sedang mengerjakan proyek "negara cerdas" (Bangsa Cerdas - nama program pembangunan perkotaan Singapura). Sejumlah perusahaan baru secara bersama-sama menciptakan solusi untuk Singapura yang menyangkut hampir semua bidang kehidupan bagi warga negara - mulai dari penegakan hukum dan perbaikan pelanggaran secara otomatis hingga mengelola sistem transportasi dan sumber daya energi, pasokan air, dan perawatan kesehatan. Dan ini memberikan hasil, misalnya, sistem kontrol lalu lintas saja dapat menghemat puluhan ribu jam setahun untuk pengemudi Singapura.
Kota Singapura yang paling cerdasPilihan lain untuk pendekatan "cerdas" dalam perencanaan kota adalah Masdar di UEA, yang sedang dibangun di dekat Abu Dhabi. Masdar harus menjadi "kota ramah lingkungan", yang sepenuhnya memenuhi kebutuhannya dengan bantuan sumber energi terbarukan, sepenuhnya memproses semua limbah dan benar-benar meninggalkan moda transportasi tradisional demi transportasi otonom publik dan pribadi. Secara alami, untuk pengelolaan sumber daya dan arus lalu lintas yang efisien di Masdar, teknologi terbaru akan diterapkan, termasuk sistem cyber-fisik.
Kota ramah βMasdarβ di gurun Rub el KhaliSecara umum, dalam beberapa tahun terakhir, sistem cyber-fisik telah menerima dorongan besar untuk pengembangan, yang terkait dengan peningkatan jumlah perangkat "pintar" dan jaringan sensor dan integrasi mereka ke dalam sistem yang lebih besar, misalnya, Internet of things. Tetapi, menurut Direktur Teknis Toshiba Dr. Ciro Saito, transisi ke inovasi terbuka sangat penting untuk masa depan sistem ini. "Sangat penting untuk tidak jatuh ke dalam perangkap keinginan untuk mencapai semuanya sendiri," katanya. Itulah sebabnya perusahaan secara aktif berinvestasi dalam teknologi modern yang berkaitan dengan sistem fisik-cyber, dan berkolaborasi dengan organisasi lain, misalnya, bekerja dengan Stanford University untuk mengurangi konsumsi energi chip AI (hasil saat ini adalah pengurangan 88 persen).
Sistem cyber-fisik adalah topik yang begitu luas dan menjanjikan sehingga hanya dengan upaya bersama perusahaan yang berbeda, lembaga penelitian dan organisasi dapat mengembangkan teknologi baru dan produk baru, termasuk untuk memecahkan masalah sosial yang mendesak.