هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء

شهرهای هوشمند از فناوری برای مدیریت منابع و خدمات به شکل بهینه‌تر استفاده می‌کنند، که در مرکز آن‌ها دستگاه‌های اینترنت اشیاء (IoT) و هوش مصنوعی (AI) قرار دارند. در عمل، این به معنای تعبیه حسگرها و اتصال در سراسر زیرساخت‌های شهری و سپس استفاده از تحلیل‌های مبتنی بر هوش مصنوعی برای تبدیل داده‌ها به تصمیمات هوشمندانه‌تر است.

شهرهای هوشمند بر زیرساخت‌هایی متکی هستند که شامل فناوری‌های هوش مصنوعی/یادگیری ماشین (AI/ML) و اینترنت اشیاء (IoT) می‌شود تا بینش‌های عملی برای ارتقای کیفیت زندگی و ایمنی شهروندان به دست آورند.

— S&P Global

اینترنت اشیاء داده‌های خام و اتصال را فراهم می‌کند، در حالی که هوش مصنوعی به عنوان «مغز» تحلیلی عمل می‌کند که آن داده‌ها را تفسیر کرده و عملیات شهری را بهینه می‌سازد. جمعیت‌های جوان به ویژه این نوآوری‌ها را می‌پسندند، زیرا دستگاه‌های IoT به طور مداوم داده‌های شهری را جمع‌آوری می‌کنند و هوش مصنوعی به عنوان محرکی برای تغییرات فناوری عمل می‌کند که می‌تواند رفتار و سبک زندگی مردم را دگرگون کند.

اینترنت اشیاء: سیستم عصبی شهر

اینترنت اشیاء به شبکه گسترده‌ای از دستگاه‌ها و حسگرهای متصل گفته می‌شود که در سراسر یک شهر تعبیه شده‌اند. به زبان فنی، اینترنت اشیاء «شبکه‌ای از دستگاه‌های فیزیکی، وسایل نقلیه، لوازم و اشیاء دیگر است که با حسگرها، نرم‌افزار و اتصال شبکه مجهز شده‌اند و امکان جمع‌آوری و به اشتراک‌گذاری داده‌ها را فراهم می‌کنند». این دستگاه‌ها سیستم عصبی یک شهر هوشمند را تشکیل می‌دهند و جریان مداوم داده‌های لحظه‌ای را به مراکز کنترل و پلتفرم‌های ابری ارسال می‌کنند.

اجزا و شبکه‌های اینترنت اشیاء در زیرساخت شهر هوشمند

اتصال قوی (LTE/5G، وای‌فای، LPWAN/LoRaWAN و غیره) دستگاه‌ها را در حوزه‌هایی مانند حمل‌ونقل، انرژی، مدیریت پسماند و ایمنی عمومی به هم متصل می‌کند. برای مثال، حسگرهای شبکه هوشمند داده‌های مصرف برق را منتقل می‌کنند؛ دوربین‌ها و واحدهای GPS روی وسایل نقلیه داده‌های جریان ترافیک را ارسال می‌کنند؛ و حسگرهای محیطی کیفیت هوا یا سطح صدا را گزارش می‌دهند. این زیرساخت فراگیر اینترنت اشیاء امکان تبادل داده‌های کارآمد میان خدمات متنوع شهری را فراهم می‌آورد.

کاربردهای کلیدی اینترنت اشیاء

هوش مصنوعی: مغز شهر

اگر اینترنت اشیاء سیستم عصبی باشد، هوش مصنوعی مغز تحلیلی یک شهر هوشمند است. سیستم‌های هوش مصنوعی جریان‌های عظیم داده‌های IoT را دریافت کرده و الگوها را «یاد می‌گیرند» تا تصمیمات یا پیش‌بینی‌هایی انجام دهند. برنامه‌ریزان شهری از یادگیری ماشین و سایر ابزارهای هوش مصنوعی برای تبدیل داده‌های خام به بینش‌های عملی استفاده می‌کنند.

در حالی که کاربردهای اینترنت اشیاء داده‌ها را جمع‌آوری می‌کنند، تحلیل‌های هوش مصنوعی می‌توانند الگوها را شناسایی کنند، پیش‌بینی انجام دهند، جریان‌های داده را یکپارچه کنند (ادغام داده) و کیفیت داده‌ها را بهبود بخشند.

— گزارش تحلیل صنعت

الگوریتم‌های هوش مصنوعی داده‌های ترافیک، انرژی، هوا و شهروندان را غربال می‌کنند تا روندهای آینده را پیش‌بینی کرده و خدمات شهری را خودکار کنند. برای مثال، تحلیل‌های مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند چراغ‌های خیابان و سیستم‌های تهویه مطبوع را بر اساس مصرف پیش‌بینی‌شده تنظیم کنند یا مدل‌های مجازی برای آزمایش تأثیر افزودن مسیر دوچرخه‌سواری بر کاهش تراکم اجرا کنند.

هوش مصنوعی به عنوان مغز تحلیلی پردازش داده‌های شهری

وظایف هوش مصنوعی در شهرهای هوشمند

• بهینه‌سازی استفاده از منابع (پیش‌بینی تقاضا برای انرژی یا آب)
• تقویت حاکمیت (شبیه‌سازی سیاست‌ها پیش از اجرا)
• ارتقای خدمات عمومی (شخصی‌سازی حمل‌ونقل یا دولت الکترونیک)
• تقویت پایداری (پیش‌بینی افزایش آلودگی، ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر)
• بهبود حمل‌ونقل (الگوریتم‌های یادگیری ماشین مسیرها را بهینه و نقاط حادثه‌خیز را پیش‌بینی می‌کنند)

به طور ساده، اینترنت اشیاء داده‌ها را فراهم می‌کند و هوش مصنوعی منطق تصمیم‌گیری را ارائه می‌دهد. این دو با هم یک هم‌افزایی AI+IoT («AIoT») ایجاد می‌کنند: حلقه‌ای خودبهبود که در آن حسگرها داده‌ها را تغذیه می‌کنند و هوش مصنوعی سیستم‌ها را در زمان واقعی تنظیم می‌کند.

هم‌افزایی AIoT: همکاری در کنار هم

قدرت واقعی شهرهای هوشمند زمانی نمایان می‌شود که هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء با هم ترکیب شوند – که اغلب به آن هوش مصنوعی اشیاء (AIoT) گفته می‌شود. در این مدل، دستگاه‌های IoT به طور مداوم داده‌ها را در سراسر شهر جمع‌آوری می‌کنند، در حالی که هوش مصنوعی آن‌ها را تحلیل می‌کند تا عملیات را بهینه سازد.

حلقه بازخورد AIoT: جمع‌آوری داده، تحلیل و پاسخ خودکار

گردش کار AIoT

این حلقه – داده‌های IoT + هوش مصنوعی – چیزی است که واقعاً یک شهر را «هوشمند» می‌کند. ترکیب این فناوری‌ها فرآیندهای توسعه را تسریع کرده و به استانداردهای زندگی بهتر برای ساکنان منجر می‌شود. در عمل، حدود ۳۰٪ از پروژه‌های فعلی شهر هوشمند هوش مصنوعی را برای بهبود پایداری، تاب‌آوری و خدمات ادغام می‌کنند و این سهم در حال افزایش است.

کاربردها در سیستم‌های شهری

هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء با هم دامنه وسیعی از موارد استفاده در زیرساخت، حمل‌ونقل، تأسیسات و خدمات عمومی را ممکن می‌سازند:

کاربردهای متنوع AIoT در حوزه‌های مختلف شهر هوشمند

این کاربردها نشان می‌دهند چگونه AIoT یک شهر را متحول می‌کند: با پیوند حسگرهای هوشمند با تحلیل‌های هوشمند، شهرها سازگارتر می‌شوند. آن‌ها می‌توانند به مشکلات قبل از وقوع پاسخ دهند (نگهداری پیش‌بینی‌شده، واکنش به بحران) و خدمات را به طور مداوم بهبود بخشند (حمل‌ونقل پویا، تأسیسات مبتنی بر تقاضا).

مزایای شهرهای هوشمند مبتنی بر هوش مصنوعی

هنگامی که به خوبی اجرا شود، ترکیب AI+IoT مزایای عمده‌ای دارد:

مزایای کلیدی ادغام هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء در شهرهای هوشمند

خلاصه اینکه، هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء شهرها را کارآمدتر، امن‌تر و قابل زندگی‌تر می‌کنند. آن‌ها اهداف پایداری را ممکن ساخته، ایمنی را بهبود می‌بخشند و حلقه بازخوردی از شهروندان به دولت فراهم می‌آورند.

چالش‌ها و ملاحظات

ساخت شهری مبتنی بر AIoT بدون چالش نیست. نگرانی‌های کلیدی عبارتند از:

نتیجه‌گیری

هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء ستون فقرات دیجیتال شهرهای هوشمند مدرن را تشکیل می‌دهند. این دو با هم امکان جمع‌آوری حجم عظیمی از داده‌های لحظه‌ای و تبدیل آن به خدمات شهری هوشمند و خودکار را فراهم می‌کنند. حسگرهای IoT سیستم عصبی داده‌ها را برای همه چیز از چراغ‌های راهنمایی تا کنتورهای انرژی فراهم می‌کنند، در حالی که هوش مصنوعی به عنوان مغز تحلیلی عمل می‌کند که منابع را بهینه، مشکلات را پیش‌بینی و خدمات را تطبیق می‌دهد.

نتیجه، شهرهایی است که می‌توانند زیرساخت‌ها را به شکل بهینه‌تر مدیریت کنند، پایداری را افزایش دهند، ایمنی را بهبود بخشند و کیفیت زندگی ساکنان را ارتقا دهند – به شرطی که این فناوری‌ها به درستی به کار گرفته شوند. در آینده، پیشرفت‌های مداوم (شبکه‌های ۵G، محاسبات لبه، دوقلوهای دیجیتال) پایه AIoT شهرهای هوشمند را تقویت خواهند کرد. سیاست‌گذاران بر رویکرد انسان‌محور تأکید دارند: ترکیب نوآوری با شفافیت و عدالت. وقتی درست انجام شود، ادغام هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء می‌تواند زندگی شهری را واقعاً متحول کند – و شهرها را سبزتر، امن‌تر و پاسخگوتر به مردم ساکن در آن‌ها سازد.

مقالات مرتبط