سیستم های فیزیكی در آینده هوشمند و متصل به شبكه خواهند بود

سیستم های فیزیكی در آینده هوشمند و متصل به شبكه خواهند بود

الف دانلود: با افزایش پیشرفت های تکنولوژیکی انتظار می رود در سالهای آینده، سیستم های فیزیکی سایبری مانند شهرهای هوشمند، ربات های مشارکتی، وسایل نقلیه خودران یا سیستم های حمل و نقل بسیار هوشمند، الکتریکی و متصل به شبکه باشند.


به گزارش الف دانلود به نقل از ایسنا، سیستم های فیزیکی سایبری آینده (CPS) مانند شهرهای هوشمند، ربات های مشارکتی، وسایل نقلیه خودران یا سیستم های حمل و نقل انتظار می رود بسیار هوشمند، الکتریکی و متصل به شبکه باشند. سوال محوری این مطالعه در مورد چگونگی تأثیر این خاصیت های جدید بر آموزش و تحقیقات مربوط به CPS در سال ۲۰۳۰ است، تاریخی که توسط سازمان ملل متحد برای دستیابی به دستور کار توسعه پایدار مشخص شده است.
به همین دلیل طبق اعلام مرکز ملی فضای مجازی، چهار سناریو در نظر گرفته شده است. سناریوهای به دست آمده عبارتند از: "سناریوی ترمیناتور" که یک آینده پادآرمان شهری را نشان میدهد که در آن تنها سود بیشتر نیروی محرک پیشرفت فناوری است و اهداف توسعه پایدار محقق نمی شوند. در مقابل، سناریوی "غول آهنین" نمایانگر اجرای موفقیت آمیز اهداف توسعه پایدار می باشد که در آن توسعه فناوری نیروی تحقق این اهداف است.
سناریوی موسوم به "پیشرفت آهسته"، آینده ای را نشان میدهد که پیشرفت های تدریجی فناوری در آن وجود دارد، اما هنوز توسعه پایدار به مسئله ای جدی تبدیل نشده است. سناریوی "انسانگرایی" آینده ای را نشان میدهد که در آن توسعه فناوری کند اتفاق می افتد و در عین حال اهداف توسعه پایدار با موفقیت اجرا می شوند.
جرالد دیویس -رئیس اجرائی سناریوهای انرژی جهانی - در شورای جهانی انرژی بیان می کند: «سناریوها داستان هایی درباره آینده هستند، اما هدف از آنها تصمیم گیری بهتر در زمان حال است.» بدین سبب هدف از ساخت سناریو تجزیه و تحلیل آینده به صورت معقول و منطقی بجای تمرکز بر پیش بینی های کوتاه مدت است. آنچه که مسلم است CPS فقط شامل سیستم های نرم افزاری، فناوری ارتباطات، سنسورها، محرک ها و فناوری های جاسازی شده نیست، بلکه بعنوان نیروی محرکه تحول دیجیتال پذیرفته می شود.
افزایش استفاده از این سیستم ها و مشارکت آنها در دیجیتالی شدن و نوآوری آشکار است، اما هنوز سوالاتی در مورد چگونگی طراحی، پیاده سازی و استفاده از این سیستم ها و مقابله با چالش هایی که خاصیت های جدید این سیستم ها به همراه دارد، وجود دارد و CPS های آینده، مانند شهرهای هوشمند، ربات های مشترک، وسایل نقلیه خودران، سیستم های حمل و نقل هوشمند و غیره، فقط نسخه های جدیدتری از سیستم هایی که امروز در حال توسعه و استفاده هستیم، نیستند. بلکه انتظار می رود این سیستم ها خاصیت های متفاوتی نسبت به سیستم های امروزی نشان دهند. این خاصیت های جدید چالش های جدیدی به همراه می آورد که تحقیقات و آموزش مهندسی ما برای آنها طراحی نشده است.
سه خاصیت این سیستم ها که با سیستم های امروزی تحقیقات مهندسی و آموزش ما متفاوت می باشد عبارتند از: هوشمندی، اتصال به شبکه و الکتریکی بودن. علاوه بر فرصت هایی که این خاصیت ها فراهم می کنند، چالش های جدیدی نیز وجود دارد که تحقیقات و آموزش مهندسی ما، آماده مقابله با آنها نیست.
در حقیقت اصطلاح «سیستم های فیزیکی سایبری» در حدود سال ۲۰۰۶ توسط هلن گیل در بنیاد ملی علوم (NSF) ابداع شد. در سال ۲۰۰۷، سمپوزیوم IEEE Real-Time Systems سیستم های فیزیکی سایبری را بعنوان یک بخش ویژه به سمپوزیوم اضافه کرد و در همان سال، شورای مشاوران رئیس جمهور ایالات متحده در بخش علوم و فناوری CPS را بعنوان اولویت اصلی اعلام نمود. در سال ۲۰۰۸، نخستین هفته CPS انجام شد که حالا بعنوان یکی از رویدادهای برتر CPS شناخته می شود و پنج کنفرانس برتر تحقیق CPS را در آن گرد هم آورد. در سال ۲۰۰۹، بنیاد ملی علوم برنامه CPS را شروع کرد و در سال ۲۰۱۰ ACM و IEEE از همایش CPS حمایت کردند، بعد از آن کنفرانسها درباره CPS به سرعت افزایش یافت.
در سال ۲۰۱۳، کمیسیون اروپا کارگاهی با عنوان "سیستم های سایبری-فیزیکی: ارتقا ظرفیت نوآوری اروپا" را برای شناسایی چالش های صنعتی، علمی، فناوری و اقتصادی - اجتماعی، نقاط قوت اروپا، ذی نفعان و اولویت های نوآوری در حوزه CPS ترتیب داد. ابتکارات صنعتی نسل ۴.۰ آلمان بعنوان نتیجه مستقیم طرح CPS ایالات متحده شروع شد. بعد از آن، تعداد بیشتری از پروژه های اقدام، هماهنگی و پشتیبانی در اروپا راه اندازی شدند. این مطالعات، PS را بعنوان اصلی ترین و توانمندترین بخش فناوری و متحول کننده رهبری اقتصادی در سیستم های جاسازی شده و فناوری های اطلاعاتی و ارتباطی، با اهمیت اجتماعی و اقتصادی معرفی کرده است.

سناریو A: ترمیناتور
سناریوی A جهانی را در سال ۲۰۳۰ نشان میدهد که در آن هیچ یک از اهداف توسعه پایدار صرف نظر از توسعه سریع تکنولوژیکی محقق نمی گردد. وقتی سرعت سریع تغییر با فناوری های غیرقانونی ترکیب شود، دنیای ۲۰۳۰ نسبت به یک دهه قبل کاملاً متفاوت به نظر می آید. خاصیت های کلیدی این سناریو عبارتند از: توسعه اطلاعاتی بی رویه، اتصال بالا، نفوذ اینترنت در همه چیز، کند شدن تلاش ها برای الکتریکی شدن، داده ها در کنترل چند شرکت انحصاری قدرتمند، سیستم های کاملاً خودکار فیزیکی سایبری، تغییر در بازار کار از کارگران غیرمتخصص به افراد با مهارت های بسیار بالا، از دست دادن مکانیسم های یادگیری مادام العمر، شرایط آموزش عالی بسیار رقابتی، اخلاق داده ها در اولویت قرار نگرفته و در نتیجه عدم اعتماد به فناوری. در این دنیا قدرت توسط چند شرکت فناوری کنترل می شود.
داده ها پیشرفت های در رابطه با هوشمندی را به پیش برده اند و راهکارهای نوآورانه جدید در هر زمینه توسعه یافته است. با این وجود، توزیع مزایای این نوآوری ها و پیشرفت ها با همه به اشتراک گذاشته نمی گردد برای اینکه هیچ مکانیسم اخلاقی وجود ندارد که این نتیجه را تضمین کند. موضوعات مربوط به توزیع مزایا و عدم اولویت بندی اهداف توسعه پایدار منجر به کاهش اعتماد به فناوری می شود. تغییر در بازار کار به کارگران ماهر نیاز دارد و این منجر به افزایش نابرابری در درآمد می شود. با این وجود، فضای آموزش عالی رقابتی و نه میان رشته ای نه فقط به این چالش ها پاسخ نمی دهد بلکه به سبب ذهنیت سود محور از آنها چشم پوشی می کند.
آموزش عالی درمورد موضوعات در رابطه با CPS، برنامه های درسی علوم داده را به برنامه های خود اضافه می کند، با این وجود تحقیقات بسیار مهم در کنترل شرکت های قدرتمند است - جنبه های اجتماعی داده ها با آموزش CPS یکپارچه نیستند و توسط سازمان های بودجه ریز پشتیبانی نمی شوند. باوجود توسعه قوی فناوری، فاقد اخلاق داده های اولویت دار و SDG، هنوز تقاضای زیادی برای تحقیق و آموزش در مورد فناوری CPS وجود دارد.
با این وجود، این امر منجر به تاکید بر کاربردهای نظامی / سلاح های مبتنی بر هوش مصنوعی، فناوری های نظارت دائمی و کنترل افراد می شود. عدم اعتماد به این معنا است که امنیت برای موفقیت استفاده از CPS لازم است و از ین جهت، تحقیقات باید روی این موارد متمرکز شوند. علاوه بر این، دسترسی به داده ها تهاجمی می شود، برای اینکه از یک طرف داده ها بوسیله اینترنت اشیا فراوان است و از جانب دیگر، داده ها توسط چند شرکت بزرگ کنترل می شوند. آیا می توان CPS جدید را بدون دستکاری به همه چیز متصل کرد؟

سناریو B: غول آهنی
سناریو B جهانی را در سال ۲۰۳۰ نشان میدهد که در آن همه اهداف توسعه پایدار محقق می شود و پیشرفت های سریع تکنولوژیکی در آن وجود دارد. تحولات سریع فناوری با اهداف توسعه پایدار برای جهانی محافظت شده بدون فقر که در آن بیشتر مردم از صلح و رفاه برخوردار می باشند، ادغام شده اند. خاصیت های کلیدی این سناریو عبارتند از: توسعه هوشمندی تنظیم شده، اتصال بالا و در نتیجه اینترنت اشیا همگانی، الکتریکی شدن بالا، داده های باز، سیستم های خودکار فیزیکی سایبری که در آن انسان و ماشین با هم کار می کنند، تغییر در بازار کار از غیر ماهر به کارگران ماهر بسیار زیادی که بوسیله محیط های یادگیری مادام العمر، شرایط آموزش عالی مشارکتی و بین رشته ای آموزش دیده اند.
اخلاق داده ها نه فقط اولویت بندی می شوند بلکه سازوکارهای پشتیبانی نیز توسعه می یابند و در نتیجه اعتماد به فناوری های تازه توسعه یافته بسیار زیاد است. اهداف توسعه پایدار برای بهبود برابری، تنوع و پشتیبانی از کاهش تغییرات آب و هوایی در اولویت قرار دارند و منابع برای دستیابی به این اهداف تامین می شوند. در صورتیکه پیشرفت های فناوری هنوز بوسیله مقررات لازم در حال تغییر جهان هستند، دنیای آموزش و تحقیقات توانسته از فناوری های نوظهور به نفع همه برای ساختن جهانی پایدار استفاده نماید. این تغییرات و فرصت های برابر اعتماد به فناوری را بهبود بخشیده است.
حتی اگر خیلی از مشاغل ناپدید شده باشند، مشاغل جدید ظهور کردند. بوسیله استراتژی های آموزش و پرورش و آموزش های مادام العمر، افراد به آسانی با تعاریف جدید کار سازگار می شوند و مهارت های جدید را به سرعت و به سادگی کسب می کنند. این بدون آموزش میان رشته ای در آموزش عالی که خیلی از افراد را قادر به تامین نیازهای مشاغل جدید می کند، امکان پذیر نبود. آموزش مربوط به داده ها تقریباً در همه رشته ها جاسازی شده است. علاوه بر این، نتایج اخلاقی و اجتماعی داده ها و فناوری به خوبی برای همه قابل درک است.
برای تحقیق و آموزش CPS، این بدان مدلول است که تمرکز به ادغام انسان و ماشین تغییر یافته است. ما در آستانه رسیدن به نقطه تکین هستیم و افراد باید بطور مداوم مهارت و درک خودرا از نحوه اداره داده ها در یک محیط شدیدا متغیر و پیچیده بهبود بخشند. بوسیله اینترنت اشیا همگانی، دسترسی به داده ها بسیار زیاد و همین طور باز است. آموزش در یک محیط مشارکتی برای مقابله با چگونگی تمایز بین اعتماد در مقابل داده های جعلی انجام می گیرد. بنظر می رسد نتایج تحقیقات به سبب پیشرفت سریع، مدت زمان بسیار کوتاهی دارند و پژوهشگران باید با موضوعات و بودجه های جدید بسیار به روز باشند.

سناریو C: انسان گرایی
سناریو C دنیایی را در سال ۲۰۳۰ نشان میدهد که در آن اهداف توسعه پایدار محقق می شوند اما پیشرفت های تکنولوژیکی تدریجی است. پیشرفت های فنی یک نیروی محرک نیستند و پیوندی نسبتاً ضعیف با اهداف توسعه پایدار دارند. از خاصیت های کلیدی این سناریو می توان به ترکیدن حباب هوش مصنوعی، استفاده مداوم از اینترنت اشیا، الکتریکی شدن موفقیت آمیز، استفاده نکردن از داده ها، اتوماسیون کند، افزایش مشاغل کارگران ماهر پایه، یادگیری مادام العمر متمرکز بر پایداری، و استفاده اولویت دار از داده ها، درک اخلاق، آموزش عالی مشترک و اعتماد نسبی به تکنولوژیهای جدید اشاره نمود.
در این جهان، پیشرفت فناوری که زمانی بعنوان یک فرصت تلقی می شد، اتلاف وقت، انرژی و پول شمرده می شود. نیازهای نسل آینده، دستیابی به اهداف توسعه پایدار و تأثیرات غیرمنتظره چندین فناوری، همچون افزایش کاربردهای هوش مصنوعی، استراتژی های متفاوت برای شیوه های سنتی کار، یادگیری و زندگی است. از آنجائیکه اعتماد به فناوری کاهش یافته است، بودجه تحقیقات مربوط به CPS در حال کاهش است. آموزش CPS به آرامی از روش های داده محور دور می شود، اما جنبه های اخلاقی داده ها و نتایج اجتماعی تغییرات سریع فناوری هنوز مورد توجه خیلی از پژوهشگران است.
انفجار حباب هوش مصنوعی به این معنا بود که پژوهشگران باید باردیگر به آزمایشگاه های خود برگردند تا روش های جدیدی را برای ادغام CPS با روش های جدید کار امتحان کنند. دانشجویان به تأیید جدیدی درباره آینده احتمالی CPS احتیاج دارند، برای اینکه اعتماد به داده ها مجدداً زیر سوال رفته است. توجه بسیاری به توسعه پایدار معطوف است و تا حدی بنظر می رسد که توسعه CPS سهم بیشتری در این امر داشته باشد. بنابراین، بااینکه CPS و توسعه فناوری بخش های اساسی جامعه هستند، اما توجه به آنها نسبتاً کم است. پژوهشگران به هر حال بودجه کار خودرا پیدا می کنند، اما منابع زیادی وجود ندارد.

سناریو D: پیشرفت کند
سناریوی D نشان دهنده جهانی در سال ۲۰۳۰ است که در آن پیشرفت های فناوری و اهداف توسعه پایدار به آرامی در حال پیشرفت هستند. در این سناریو، جهان و اروپا هنوز به دنبال دستیابی به اهداف توسعه پایدار هستند، که هنوز به آنها نرسیده اند، در صورتیکه پیشرفت فناوری از سال ۲۰۱۹ توسعه زیادی به خود ندیده است. از خاصیت های کلیدی این سناریو می توان به تلاش اندک برای تنظیم مقررات توسعه اطلاعات، افزایش اتصال به شبکه، پیشرفت آهسته تلاش ها برای الکتریکی شدن، کنترل عمده داده ها در انحصار چند شرکت قدرتمند و در عین حال افزایش حرکت به سمت ابتکارات داده باز، افزایش استفاده از سیستم های سایبر فیزیکی خودکار، و تغییر کند در بازار کار اشاره نمود.
گزینه های یادگیری مادام العمر از کارگران غیرمتخصص تا مهارت بالا وجود دارد اما بعنوان یک اولویت، آموزش عالی رقابتی، تحولات کند در اخلاق داده ها و در نتیجه اعتماد اندک به توسعه فناوری دیده می شود. در جهان این سناریو، افزایش استفاده از فناوری و داده های تولیدشده هنوز تحت کنترل چند انحصار است، با بحث های مداوم در مورد چگونگی مقابله با این انحصار، اما مقرراتی وجود ندارد و مناطق مختلف جهان استراتژی های مختلفی را برای کنار آمدن با آن تهیه کرده اند و نتایج اخلاقی و اجتماعی فناوری و استفاده از داده ها هنوز در اولویت قرار ندارند، با این وجود گروه های تحقیقاتی و برنامه های دانشگاهی این عوامل را بررسی می کنند.
مشابه دنیای امروز، الکتریکی شدن وسایل نقلیه توسط برخی کشورها پشتیبانی می شود، اما نیروی محرکه آن کشورها نیست. همه اینها سرعت اجرای اهداف توسعه پایدار را می کاهد و جهان هنوز فرصتی برابر برای همه فراهم نمی نماید. تحقیق و آموزش CPS بر دستیابی به داده ها از راه های درست و در زمان های مناسب متمرکز است. حالا جنبشی برای افزایش گشودگی و اجازه تسلط شرکت های بزرگ بر بازار وجود ندارد.
به لطف پیشرفت نسبتاً کند فناوری، امکاناتی در ایجاد مجموعه های جدیدی از مقررات، توافق نامه ها، روش ها، بهترین شیوه ها/استانداردها، مقررات (برای اجتناب از مشکلات و عوارض جانبی با فناوری های جدید) وجود دارد. دانشجویان به دنبال فهم این هستند که چگونه اتوماسیون می توانند از توسعه پایدار پشتیبانی کند، که با وجود عدم موفقیت در دستیابی به SDG و دستور کار ۲۰۳۰، یک موضوع بسیار مهم در جامعه است. هنوز هم در یافتن راه های جدید عزم وجود دارد - سوال این است که چگونه؟ این یکی از مسائلی است که جامعه پژوهشی در این جهان اهتمام در حل آن دارد.
این مطالعه نشان میدهد که چگونه عدم قطعیت ها و روند فعلی ممکنست آینده های متفاوتی را برای آموزش و تحقیقات CPS بوجود آورد. حتی اگر سناریوهای ارائه شده در این مطالعه تنها چند مورد از خیلی از آینده های احتمالی باشد، برای کمک به پژوهشگران، مربیان و موسسات برای ایده پردازی، تجسم و درک آینده بسیار باارزش هستند. این مطالعه نشان میدهد که پیشرفت های تکنولوژیکی همچنان درحال افزایش است و همگام بودن با سرعت این تحول برای همه چالش برانگیز است.




منبع:

1399/10/11
01:14:31
0.0 / 5
179
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۷ بعلاوه ۵
الف دانلود