كيف تستخدم الشركات الحديثة بيانات إنترنت الأشياء (IOT) لتحفيز الابتكار

لم تستحوذ أيٌّ من التقنيات الحديثة على الخيال الجماعي كما فعل التطور الأخير في إنترنت الأشياء (IoT). يصِف المصطلح، الذي اخترعه المبتكر Kevin Ashton عام 1999، عالمًا واسعًا ومترابطًا من الأشياء التي تتبادل المعلومات عبر الإنترنت، ما يمكِّن الأجهزة المتصلة من تنفيذ المهام بشكل ذاتي.¹

اليوم، وبفضل انتشار تقنية الجيل الخامس (5G)، أصبحت أجهزة إنترنت الأشياء منتشرة في كل مكان. من المركبات والأجهزة المنزلية إلى الطائرات دون طيار والأقمار الصناعية وحتى المصانع بالكامل، تعمل المستشعرات المدمجة على جمع البيانات ومشاركتها عبر شبكات فائقة السرعة، ما يُتيح ازدهار تقنيات متقدمة مثل الذكاء الاصطناعي (AI) والحوسبة السحابية. وفقًا لمجلة فوربس، تضاعَف عدد أجهزة إنترنت الأشياء في السنوات الأخيرة، من 10.3 مليارات جهاز في عام 2018 إلى 25 مليارًا في عام 2025.²

ومع ذلك، تعتمد العديد من تطبيقات إنترنت الأشياء على كم هائل من البيانات الكبيرة التي يتعين على الشركات جمعها وتخزينها بأمان لضمان عمل هذه التطبيقات. بدءًا من منشآت التصنيع المؤتمتة بالكامل إلى المدن الذكية وشبكات الطاقة المتقدمة، تولِّد أجهزة إنترنت الأشياء كمًّا من البيانات يفوق ما تستطيع الشركات التعامل معه.

وهنا يأتي دور حوسبة الحافة، وهي تقنية تُتيح للمؤسسات مرونة أكبر في كيفية معالجة البيانات التي تنتجها أجهزة إنترنت الأشياء. تُعَد حوسبة الحافة إطار عمل للحوسبة الموزعة يُتيح معالجة البيانات بالقرب من مصدرها - أي "عند الحافة" من الشبكات السريعة التي تنتقل عبرها البيانات. يؤدي هذا إلى تقليل مشكلات زمن الانتقال وعرض النطاق الترددي التي تحدث بشكل شائع عند معالجة بيانات إنترنت الأشياء في مراكز البيانات المركزية.

يُشير مصطلح "البيانات الكبيرة" إلى المعلومات التي تجمعها الشركات من مصادر متعددة، بما في ذلك وسائل التواصل الاجتماعي، والإنترنت، وقواعد البيانات. من الناحية التقنية، تُعَد بيانات إنترنت الأشياء جزءًا من البيانات الكبيرة التي تتعامل فقط مع المعلومات التي يتم جمعها من جهاز متصل بشبكة إنترنت الأشياء، مثل جهاز استشعار أو مقياس. ومع ذلك، فإن بيانات إنترنت الأشياء تختلف عن أنواع البيانات الأخرى بثلاث طرق مهمة ويجب التعامل معها وفقًا لذلك.

يتم إنشاء بيانات إنترنت الأشياء بواسطة جهاز متصل بالإنترنت. لكن البيانات الكبيرة يمكن أن تصدر من مصادر متعددة، مثل سجل مستخدمي وسائل التواصل الاجتماعي، والمعاملات المالية، وغيرها. وهذا يعني أن بيانات إنترنت الأشياء تكون غالبًا منظمة ومنسقة بدقة، إذ تخضع لقيود الأجهزة التي ترسل المعلومات، مثل العدادات أو المستشعرات. ومع ذلك، فإن البيانات الكبيرة عادةً ما تكون غير منظمة.

غالبًا ما تكون مراكز البيانات المصممة لمعالجة مجموعات البيانات الكبيرة وغير المنظمة غير مؤهلة لمعالجة البيانات بشكل مستمر، وهو مطلب أساسي لمعظم تطبيقات إنترنت الأشياء، ما قد يؤدي إلى حدوث مشكلات في زمن الانتقال والدقة.

تؤدي الزيادة المستمرة في عدد أجهزة إنترنت الأشياء المتصلة إلى توليد كمية مذهلة من البيانات. أشارت دراسة حديثة إلى أن أجهزة إنترنت الأشياء أنتجت 86 بيتابايت من البيانات في عام 2022، ومن المتوقع أن يصل هذا الرقم إلى أكثر من 1,100 بيتابايت بحلول عام 2027، بمعدل نمو يتجاوز 1,000%.³

لم يتم تصميم مراكز البيانات التقليدية للتعامل مع هذا الحجم من البيانات، خاصةً عندما يتم نقلها بشكل مستمر كما هو الحال مع أجهزة إنترنت الأشياء. فتدفق البيانات الهائل يملأ أنظمة التخزين لديها ويؤدي إلى حدوث مشكلات.

يتم إرسال بيانات إنترنت الأشياء في الوقت الفعلي وتجب معالجتها فورًا لتعمل التطبيقات التي تعتمد عليها بكفاءة. تخيَّل لو أن سيارة ذاتية القيادة اضطرت إلى انتظار معالجة بيانات إشارات المرور في مركز بيانات وإرسالها مرة أخرى قبل أن تتمكن من التفاعل. غالبًا ما تتضمن البيانات الكبيرة بيانات تاريخية يمكن معالجتها على دفعات، بمرور الوقت، دون التأثير في أداء التطبيقات المرتبطة بها.

تم تصميم مراكز البيانات التقليدية -وهي مبانٍ مادية محلية تضم البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات- لتخزين ومعالجة كميات كبيرة من البيانات غير المنظمة على دفعات، بمرور الوقت. في حين أن هذه البنية قد تكون مثالية لمعالجة البيانات المعقدة على نطاق واسع، إلا إنها أقل من مثالية للحجم والنطاق واحتياجات الوقت الفعلي لأعباء عمل إنترنت الأشياء.

إن عدد مصادر البيانات التي تعتمد عليها تقنيات إنترنت الأشياء وتعقيدها، إلى جانب حجم البيانات وسرعة نقلها، غالبًا ما يتجاوز قدرة مراكز البيانات التقليدية. تعمل حوسبة الحافة وما يُعرف باسم "مراكز بيانات الحافة" على تخزين ومعالجة البيانات بطرق تجعلها أكثر ملاءمة لهذا النوع من التطبيقات.

توفِّر حلول الحافة بديلًا مقنعًا لنماذج مراكز البيانات التقليدية لأجهزة إنترنت الأشياء. وعلى عكس طرق معالجة البيانات التقليدية، تتمثل إحدى ميزات حوسبة الحافة في إمكانية معالجة البيانات وتحليلها عند استلامها. إذ يتم تخزينها ومعالجتها قريبًا من موقع توليدها، بدلًا من إرسالها إلى السحابة أو إلى قاعدة بيانات تقليدية.

مع حل حوسبة الحافة، يمكن معالجة وتحليل البيانات التي يولِّدها جهاز إنترنت الأشياء في الوقت الفعلي بواسطة تطبيق قاعدة بيانات غير علائقية (NoSQL) تقع عند حافة الشبكة. على سبيل المثال، في حالة السيارات ذاتية القيادة، تُعَد حوسبة الحافة أمرًا حساسًا في توفير القدرات لتجنب الاصطدام في الوقت الفعلي.

يتم استخدام هذا النهج -مع وجود اختلافات طفيفة في التصميم اعتمادًا على الجهاز- في العديد من تطبيقات إنترنت الأشياء، ما يساعد على تقليل ازدحام الشبكة وتمكين القدرات في الوقت الفعلي. ومع ذلك، حتى مع حلول الحافة المحسَّنة هذه، لا تزال أجهزة إنترنت الأشياء تجمع بيانات أكثر مما تحتاج إليه للعمل.

نظرًا لأن أجهزة إنترنت الأشياء تستخدم جزءًا صغيرًا فقط من كمية البيانات التي تولِّدها، تقرر بعض الشركات التخلص من البيانات الإضافية. ظاهريًا، قد يبدو هذا الحل بسيطًا نسبيًا، لكن بيانات إنترنت الأشياء ليست مثل النفايات التي يمكن وضعها في أكياس وأخذها إلى الرصيف. توجد أجهزة إنترنت الأشياء في المنازل والسيارات وأماكن خاصة أخرى، وغالبًا ما تحتوي على معلومات شخصية حساسة وتخضع لضوابط صارمة.

بالإضافة إلى الكشف عن سرعة الرياح أو لون إشارة المرور، على سبيل المثال، يمكن لجهاز إنترنت الأشياء توليد كميات كبيرة من معلومات التعريف الشخصية (PII). بعض الأمثلة هي: موقع الفرد وتاريخه المالي واستخدام الإنترنت وغير ذلك. ويجب جمع هذه البيانات وتخزينها وتحليلها وفقًا لقوانين سيادة البيانات الصارمة التي يُعَد انتهاكها مكلفًا.

لذا، إذا كان يجب تخزين البيانات التي تجمعها أجهزة إنترنت الأشياء بشكل آمن، فكيف يمكن للشركات استخدامها لتوليد الرؤى وخدمة بعض أغراض الأعمال الأكبر؟

حالات الاستخدام المحتملة للبيانات التي تولِّدها أجهزة إنترنت الأشياء المتصلة مذهلة للغاية. ووفقًا لتقرير صدر مؤخرًا، فإن البيانات التي تولِّدها أجهزة إنترنت الأشياء من المتوقع أن تحقق قيمة تتراوح بين 5.5 و12.6 تريليون دولار أمريكي على مدى السنوات الخمس المقبلة.⁴

عندما يتم تخزينها ومعالجتها بأمان بما يتوافق مع جميع القوانين المحلية ذات الصلة، يمكن للبيانات التي يتم إنشاؤها بواسطة أجهزة إنترنت الأشياء أن تساعد الشركات في العثور على الرؤى واكتشاف التوجهات والتخطيط للمنتجات المستقبلية وغير ذلك. فيما يلي خمسة مجالات تستخدِم فيها الشركات الحديثة بيانات إنترنت الأشياء.

تساعد أجهزة إنترنت الأشياء مثل الثلاجات الذكية والسيارات ذاتية القيادة وأجهزة استشعار الطاقة في المنازل الذكية العملاء على أتمتة العمليات التي كانت تتطلب في السابق إدخالًا يدويًا. ولكن يمكنها أيضًا توليد رؤى قيِّمة حول سلوك العملاء وتفضيلاتهم وأيضًا مساعدة الشركات على التخطيط لمنتجات جديدة.

باستخدام البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة ثلاجة ذكية، على سبيل المثال، يمكن للشركة معرفة المنتجات التي يفضلها العميل وبيع هذه المعلومات إلى طرف ثالث أو استخدامها لتسويق المزيد من الخدمات له.

تنطوي حوسبة الحافة على إمكانات هائلة للطرق التي يختار بها المزارعون المحاصيل التي سيزرعونها، وكيفية حصادها، وكيفية التخطيط للظروف الجوية المتغيرة.

باستخدام المعلومات في الوقت الفعلي من أجهزة الاستشعار المضمَّنة في التربة والمحاصيل، يمكنهم إدارة النمو والأسمدة بشكل أكثر فاعلية، وتحديد التهديدات المحتملة مثل الإصابة. يتجه مربو الماشية الذين يديرون قطعان الماشية إلى حوسبة الحافة لمراقبة الحيوانات عن بُعد واكتشاف العلامات المبكرة للمرض.

تتضمن أنظمة المراقبة الذكية في المنشآت الصناعية المئات من أجهزة إنترنت الأشياء المزودة بمستشعرات توفِّر معلومات عن درجة الحرارة والكفاءة التشغيلية والسرعة وغير ذلك. بينما تساعد هذه الأنظمة على أتمتة العمليات التي كانت تتطلب تدخلًا بشريًا في السابق، فإنها تولِّد أيضًا بيانات يمكن استخدامها بطرق أخرى.

في مجال الصيانة التنبؤية، على سبيل المثال، تستخدِم الشركات بيانات إنترنت الأشياء لتحسين تخطيط فترات التعطل والحفاظ على تشغيل أصولها الأكثر قيمة بأقصى كفاءة. تساعد المعلومات المستمدة من حساسات الأجهزة على التنبؤ بدقة بموعد تعطل بعض المكونات، ما يدعم ممارسات الصيانة ويساعد المديرين على جدولة الإصلاحات خلال أوقات انخفاض الاستخدام.

تُسهم الأجهزة الذكية في قطاع الرعاية الصحية -مثل الساعات التي تراقب معدل ضربات القلب ومستوى الجلوكوز في الدم وغيرها- في تحسين الرعاية والنتائج الصحية للمرضى الذين يعانون من أمراض مختلفة. كما هو الحال في قطاعات أخرى، تجمع هذه الأجهزة معلومات من المريض تفوق ما هو ضروري لعمل جهاز إنترنت الأشياء.

على سبيل المثال، في حالة مريض يستخدِم جهازًا قابلًا للارتداء لتتبُّع معدل ضربات القلب، يمكنه الاشتراك في خدمة تستخدِم بيانات الجهاز لتقديم توصيات بشأن المكملات الغذائية أو التمارين الرياضية استنادًا إلى معلومات أخرى يجمعها الجهاز.

تؤثِّر أجهزة إنترنت الأشياء مثل الكاميرات وأجهزة استشعار الحركة المتصلة بالشبكة بشكل كبير في صناعة الأمن. تقلِّل أجهزة إنترنت الأشياء الجديدة من المخاطر التي يتعرض لها المشغلون وأفراد الأمن، وتُغني أحيانًا عن الدوريات الميدانية.

ومع ذلك، فإن المعلومات التي تولِّدها هذه الأجهزة تُسهم أيضًا في تحسين طريقة تقديم شركات الأمن لخدماتها. يمكن تحليل المعلومات التي تجمعها هذه الكاميرات وأجهزة الاستشعار الأخرى، على سبيل المثال، للتنبؤ بالتهديدات وتحديد الأنماط وتصميم استجابات أكثر استباقية.

تولّد أجهزة إنترنت الأشياء بيانات تفوق ما تستطيع الشركات التعامل معه، لكن بفضل الاتصال اللاسلكي بتقنية الجيل الخامس (5G) وحوسبة الحافة، بدأت تكتشف تطبيقات جديدة لها.

أصبحت أجهزة إنترنت الأشياء اليوم موجودة في كل مكان تقريبًا، حيث تجمع المعلومات من مجموعة واسعة من الأجهزة، بما في ذلك الأجهزة المنزلية والمركبات ذاتية القيادة والأقمار الصناعية وغيرها الكثير. ومعالجة البيانات على الحافة وفي الوقت الفعلي، بدلًا من نقلها إلى خوادم كما كان الحال في الماضي، تمهِّد الطريق لتطوير تطبيقات جديدة رائدة.  

من المصانع والمدن الذكية إلى حلول الرعاية الصحية المدعومة بإنترنت الأشياء ومراقبة المنشآت والمعدات عن بُعد، تتزايد تطبيقات المؤسسات لإنترنت الأشياء وحوسبة الحافة بسرعة كبيرة. ومن خلال الاستثمار في حوسبة الحافة وإنترنت الأشياء، يمكن للمؤسسات تسريع التحول الرقمي، والمساعدة على الكشف عن رؤى جديدة للعمليات والسماح لنفسها بالتصرف على الفور باستخدام البيانات المباشرة.