هوش تعبیه شده به ادغام قدرت محاسباتی، تجزیه و تحلیل داده ها و توانایی های تصمیم گیری در سیستم ها، دستگاه ها یا محیط ها اشاره دارد. این ادغام اجازه می دهد تا عملیات انطباقی، پاسخگو و مستقل تر انجام شود و عملکرد کلی سیستم های درگیر را افزایش دهد.
ریشه ها و توسعه اولیه هوش تعبیه شده
مفهوم هوش تعبیه شده ریشه در زمینه های وسیع تری از علوم کامپیوتر و هوش مصنوعی دارد. در طول دهه 1990 به طور برجسته ظاهر شد، زیرا تکثیر ریزپردازنده‌ها اجازه داد قابلیت‌های محاسباتی بیشتری مستقیماً در دستگاه‌ها و سیستم‌ها گنجانده شوند. اولین نمونه های قابل توجه هوش تعبیه شده در سیستم های اتوماسیون صنعتی مختلف ظاهر شد که در آن حسگرها و کنترل کننده های هوشمند اجازه فرآیندهای تولید تطبیقی را می دادند.
گسترش مفهوم هوش تعبیه شده
هوش تعبیه شده شامل ترکیب پردازش داده ها و قابلیت های تصمیم گیری در طیف متنوعی از سیستم ها و دستگاه ها است. این می تواند شامل هر چیزی از لوازم الکترونیکی مصرفی روزمره مانند تلفن های هوشمند و دستگاه های اتوماسیون خانگی گرفته تا ماشین آلات صنعتی پیچیده و سیستم های زیرساختی باشد.
سیستم‌های هوشمند تعبیه‌شده برای پاسخ به تغییرات محیط یا داده‌های ورودی در زمان واقعی طراحی شده‌اند، رفتار خود را بر اساس قوانین از پیش تعریف‌شده، الگوریتم‌های یادگیری یا ترکیبی از هر دو تنظیم می‌کنند. آنها اغلب شامل ادغام حسگرها برای جمع آوری داده ها، پردازشگرها برای تجزیه و تحلیل داده ها و عملگرها برای اجرای تصمیمات می شوند.
مکانیک داخلی هوش تعبیه شده
عملکرد یک سیستم هوشمند تعبیه شده را می توان به طور کلی به سه حوزه کلیدی تقسیم کرد: جمع آوری داده ها، پردازش داده ها و اجرای اقدام.
-
جمع آوری داده ها: از طریق سنسورهای تعبیه شده، سیستم اطلاعاتی را در مورد محیط عملیاتی خود یا از کاربر جمع آوری می کند. این می تواند هر چیزی باشد، از خوانش دما در ترموستات هوشمند گرفته تا تعاملات کاربر در تلفن هوشمند.
-
پردازش داده ها: سپس داده های جمع آوری شده با استفاده از انواع روش های محاسباتی پردازش می شوند. اینها ممکن است شامل سیستم‌های مبتنی بر قانون، الگوریتم‌های یادگیری ماشین یا سایر فناوری‌های هوش مصنوعی باشد.
-
اجرای اقدام: بر اساس نتایج مرحله پردازش داده ها، سیستم تصمیم می گیرد و اقدامی را اجرا می کند. این می‌تواند شامل فعال کردن یک جزء (مانند بخاری یا خنک‌کننده در ترموستات)، تنظیم فرآیند یا ارسال اعلان به کاربر باشد.
ویژگی های کلیدی هوش تعبیه شده
-
خودمختاری: سیستم‌های هوشمند تعبیه‌شده اغلب به‌طور مستقل عمل می‌کنند، تصمیم‌گیری می‌کنند و اقداماتی را بدون دخالت انسان انجام می‌دهند.
-
سازگاری: این سیستم ها می توانند با تغییرات محیط یا داده های ورودی خود سازگار شوند و رفتار خود را در صورت نیاز تنظیم کنند.
-
پاسخ در زمان واقعی: هوش تعبیه شده پاسخ‌های بلادرنگ یا تقریباً بی‌درنگ به تغییرات یا ورودی‌ها را امکان‌پذیر می‌کند.
-
مقیاس پذیری: این سیستم‌ها اغلب می‌توانند برای انجام وظایف یا محیط‌های پیچیده‌تر بزرگ شوند.
انواع سیستم های اطلاعاتی تعبیه شده
در اینجا چند نمونه از انواع مختلف سیستم های هوشمند تعبیه شده آورده شده است:
- لوازم الکترونیکی مصرفی: گوشی های هوشمند، تلویزیون های هوشمند، فناوری های پوشیدنی.
- اتوماسیون خانگی: ترموستات های هوشمند، سیستم های روشنایی خودکار، سیستم های امنیتی.
- اتوماسیون صنعتی: سنسورها و کنترلرهای هوشمند، خطوط مونتاژ خودکار.
- حمل و نقل: وسایل نقلیه خودران، سیستم های مدیریت ترافیک هوشمند.
- مراقبت های بهداشتی: دستگاه های پزشکی هوشمند، سیستم های نظارت بر بیمار.
استفاده از هوش تعبیه شده: چالش ها و راه حل ها
در حالی که کاربردهای هوش تعبیه شده متنوع و در حال رشد است، تعدادی چالش نیز در ارتباط با استفاده از آن وجود دارد.
-
امنیت و حریم خصوصی داده ها: از آنجایی که سیستم های هوشمند جاسازی شده اغلب داده های حساس را جمع آوری و پردازش می کنند، اطمینان از امنیت و حریم خصوصی داده ها بسیار مهم است. راه حل ها می توانند شامل رمزگذاری، روش های ذخیره و انتقال ایمن داده ها و سیستم های احراز هویت قوی کاربر باشند.
-
مصرف برق: از آنجایی که این سیستم ها اغلب نیاز به کار مداوم دارند، مدیریت مصرف برق یک نگرانی مهم است. راه‌حل‌ها شامل پردازنده‌های کارآمدتر، حالت‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی و فناوری‌های برداشت انرژی است.
-
پیچیدگی: افزایش پیچیدگی سیستم های هوشمند تعبیه شده می تواند طراحی، پیاده سازی و نگهداری آنها را دشوارتر کند. راه حل ها شامل رویکردهای طراحی مدولار، فرآیندهای تست و اعتبارسنجی قوی، و استفاده از زبان ها و ابزارهای برنامه نویسی سطح بالا است.
هوش تعبیه شده در مقابل سایر مفاهیم مشابه
| مفهوم | شرح | مقایسه با هوش تعبیه شده |
|---|---|---|
| فراگیری ماشین | نوعی هوش مصنوعی که به سیستم‌ها توانایی یادگیری و بهبود خودکار از تجربه را می‌دهد. | در حالی که هوش تعبیه شده ممکن است از یادگیری ماشینی استفاده کند، این مفهوم گسترده تری است که تمام سیستم را در بر می گیرد، نه فقط جنبه یادگیری را. |
| اینترنت اشیا (IoT) | شبکه‌ای از دستگاه‌های متصل به هم، که هر کدام با حسگرها، نرم‌افزارها و سایر فناوری‌ها به منظور اتصال و تبادل داده با دستگاه‌ها و سیستم‌های دیگر از طریق اینترنت تعبیه شده‌اند. | اینترنت اشیا اغلب از هوش تعبیه شده برای بهبود عملکرد دستگاه استفاده می کند، اما همه دستگاه های اینترنت اشیا لزوما هوشمند نیستند. |
| رباتیک | رشته ای که مهندسی و علوم کامپیوتر را برای طراحی، ساخت و راه اندازی روبات ها ترکیب می کند. | رباتیک می تواند از هوش تعبیه شده برای عملیات خودران استفاده کند، اما اصطلاح رباتیک جنبه های فیزیکی طراحی و ساخت ربات را نیز پوشش می دهد. |
چشم انداز آینده هوش تعبیه شده
آینده هوش تعبیه شده روشن به نظر می رسد، با پیشرفت های مداوم در هوش مصنوعی، یادگیری ماشین، فناوری حسگر و کوچک سازی سخت افزار که نوید ارائه سیستم های هوشمند جاسازی شده قدرتمندتر و همه کاره را می دهد.
تحولات بالقوه آینده عبارتند از:
- افزایش استقلال: ممکن است سیستم‌های هوشمند تعبیه‌شده را ببینیم که مستقل‌تر می‌شوند، قادر به مدیریت وظایف پیچیده‌تر و تصمیم‌گیری پیچیده‌تر هستند.
- بهبود قابلیت های یادگیری: پیشرفت‌ها در یادگیری ماشینی می‌تواند به سیستم‌های هوشمند تعبیه‌شده منجر شود که می‌توانند به طور مؤثرتری از تجربیات خود یاد بگیرند و تطبیق دهند.
- ادغام گسترده تر: همانطور که فناوری به تکامل خود ادامه می دهد، هوش تعبیه شده احتمالاً به یک ویژگی استاندارد در طیف رو به رشدی از دستگاه ها و سیستم ها، از لوازم الکترونیکی مصرفی گرفته تا زیرساخت های شهری تبدیل می شود.
سرورهای پروکسی و اطلاعات جاسازی شده
سرورهای پروکسی نیز می توانند از هوش تعبیه شده بهره مند شوند. سرورهای پروکسی هوشمند می توانند الگوهای ترافیک را برای بهینه سازی مسیریابی داده ها، شناسایی و پاسخگویی به تهدیدات امنیتی در زمان واقعی، و حتی رفتار خود را بر اساس ترجیحات و رفتارهای کاربر، تجزیه و تحلیل کنند. به عنوان مثال، یک سرور پروکسی هوشمند می تواند به طور خودکار آدرس های IP را بر اساس نیازهای موقعیت جغرافیایی کاربر تغییر دهد و از سرعت و قابلیت اطمینان مطلوب اطمینان حاصل کند.
