سیستم های فیزیكی در آینده هوشمند و متصل به شبكه خواهند بود
به گزارش ابزار اپل 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 ابزار اپل 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 تاثیر این خصوصیت های جدید بر آموزش و تحقیقات در ارتباط با CPS در سال ۲۰۳۰ است، تاریخی که توسط سازمان ملل متحد برای دستیابی به دستور کار توسعه پایدار مشخص شده است.
بر همین مبنا 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 داده است 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 معروف به "پیشرفت آهسته"، آینده ای را نشان داده است که پیشرفت های تدریجی فناوری در آن وجود دارد، اما هنوز توسعه پایدار به مساله ای جدی تبدیل نشده است. سناریوی "انسانگرایی" آینده ای را نشان داده است که در آن توسعه فناوری کند اتفاق می افتد و در عین حال اهداف توسعه پایدار با موفقیت اجرا می شوند.
جرالد دیویس -رئیس اجرایی 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.» ازاین رو هدف از ساخت سناریو تجزیه و تحلیل آینده به صورت معقول و منطقی به جای تمرکز بر پیشبینی 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 خصوصیت 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، صرفا نسخه های جدیدتری از سیستم هایی که امروز در حال توسعه و استفاده هستیم، نیستند. بلکه انتظار می رود این سیستم ها خصوصیت های متفاوتی نسبت به سیستم های امروزی نشان دهند. این خصوصیت های جدید چالش های جدیدی به همراه می آورد که تحقیقات و آموزش مهندسی ما برای آنها طراحی نشده است.
سه خصوصیت 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 خصوصیت ها فراهم می کنند، چالش های جدیدی هم وجود دارد که تحقیقات و آموزش مهندسی ما، آماده مقابله با آنها نیست.
در واقع 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 برگزار گردید 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 داده است 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. خصوصیت 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 چونکه هیچ مکانیسم اخلاقی وجود ندارد که این نتیجه را تضمین کند. موضوعات در ارتباط با 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 تنها به این چالش ها پاسخ نمی دهد بلکه به علت 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 شرکتهای 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 مفهوم است که امنیت برای موفقیت استفاده از CPS ضروریست و ازاین رو، تحقیقات باید روی این موارد متمرکز شوند. علاوه بر این، دسترسی به داده ها تهاجمی می شود، چونکه از یک طرف داده ها از راه اینترنت اشیا فراوان است و از سوی 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 داده است 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. خصوصیت 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 از راه محیط های یادگیری مادام العمر، شرایط آموزش عالی مشارکتی و بین رشته ای آموزش دیده اند.
اخلاق داده ها نه تنها اولویت بندی می شوند بلکه سازوکارهای پشتیبانی هم 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 تأمین می شوند. در حالیکه پیشرفت های فناوری هنوز از راه 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. از راه استراتژی های آموزش و پرورش و آموزش های مادام العمر، افراد به سادگی با تعاریف جدید کار سازگار می شوند و مهارت های جدید را به سرعت و به راحتی کسب می کنند. این بدون آموزش میان رشته ای در آموزش عالی که خیلی از افراد را قادر به تأمین نیازهای مشاغل جدید می کند، امکان پذیر نبود. آموزش در ارتباط با 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 مفهوم است که تمرکز به ادغام انسان و ماشین تغییر یافته است. ما در آستانه رسیدن به نقطه تکین هستیم و افراد باید به صورت مداوم مهارت و درک خویش را از نحوه اداره داده ها در یک محیط شدیدا متغیر و پیچیده بهبود بخشند. از راه اینترنت اشیا همگانی، دسترسی به داده ها بسیار زیاد و همینطور باز است. آموزش در یک محیط مشارکتی برای مقابله با چگونگی تمایز بین اعتماد در مقابل داده های جعلی انجام می گیرد. به نظر می آید نتایج تحقیقات به علت پیشرفت سریع، مدت زمان بسیار کوتاهی دارند و محققان باید با موضوعات و بودجه های جدید بسیار به روز باشند.
سناریو C: انسان گرایی
سناریو C دنیایی را در سال ۲۰۳۰ نشان داده است 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 خصوصیت 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 فناوری های نوین اشاره نمود.
در این جهان، پیشرفت فناوری که زمانی بعنوان یک فرصت تلقی می شد، اتلاف وقت، انرژی و پول به حساب می آید. 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 در ارتباط با 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 محققان است.
انفجار حباب هوش مصنوعی به این مفهوم بود که محققان 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، چونکه اعتماد به داده ها مجدداً زیر سوال رفته است. توجه بسیاری به توسعه پایدار معطوف است و تا حدی به نظر می آید که توسعه CPS سهم بیشتری در این امر داشته باشد. بنابراین، باآنکه CPS و توسعه فناوری بخش های اساسی جامعه هستند، اما توجه به آنها نسبتاً کم است. محققان به هر حال بودجه کار خویش را 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 حالیکه پیشرفت فناوری از سال ۲۰۱۹ توسعه زیادی به خود ندیده است. از خصوصیت 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 طریق های درست و در زمان های مناسب متمرکز است. حالا جنبشی برای افزایش گشودگی و اجازه تسلط شرکتهای 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 علیرغم عدم موفقیت در دستیابی به SDG و دستور کار ۲۰۳۰، یک مبحث 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 تلاش در حل آن دارد.
این مطالعه نشان داده است که چگونه عدم قطعیت ها و روند فعلی امکان دارد آینده های متفاوتی را برای آموزش و تحقیقات CPS ایجاد نماید. حتی اگر سناریوهای عرضه شده در این مطالعه تنها چند مورد از خیلی از آینده های احتمالی باشد، برای کمک به محققان، مربیان و موسسات برای ایده پردازی، تجسم و درک آینده بسیار پرارزش هستند. این مطالعه نشان داده است که پیشرفت های تکنولوژیکی همچنان در حال افزایش می باشد و همگام بودن با سرعت این تحول برای همه چالش برانگیز است.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب