نظام ذكي

التطبيقات

من جهة ثانية، تواجه الأنظمة الذكية للتحديات البيئية والاجتماعية والاقتصادية مثل الموارد المحدودة وتغير المناخ وشيخوخة السكان والعولمة. فهي لهذا السبب تستعمل بشكل متزايد في عدد كبير من القطاعات. القطاعات الرئيسية في هذا السياق هي النقل والرعاية الصحية والطاقة والسلامة والأمن واللوجستيات وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات والتصنيع.

مميزات الأنظمة الذكية

مجسات لاقتناء الإشارة

تتشكل الأنظمة الذكية في العموم من مكونات متنوعة:

عناصر تنقل المعلومات إلى وحدة القيادة والتحكم

مكونات نقل القرارات والتعليمات

المحركات التي تؤدي أو تؤدي الإجراء المطلوب

كذلك، وحدات القيادة والسيطرة التي تتخذ القرارات وتعطي التعليمات بناءً على المعلومات المتاحة

التحديات

وعلى صعيد آخر، في سياق صناعي، وعند التأكيد على الجمع بين المكونات بهدف دمج قدراتها الوظيفية والتقنية في نظام قابل للتشغيل البيني، يتم استخدام مصطلح «تكامل الأنظمة الذكية». يعكس هذا المصطلح المتطلبات الصناعية والتحدي الخاص لدمج التقنيات المختلفة وأحجام المكونات والمواد في نظام واحد.

إضافةً إلى ذلك، يستدعي نهج الأنظمة تصميمًا وتصنيعًا متكاملين ويجب أن يجمع بين الأساليب والحلول التكنولوجية متعددة التخصصات (التقنيات المتقاربة). لذلك تواجه شركات التصنيع ومعاهد البحوث تحديات فيما يتعلق بالمعرفة التكنولوجية المتخصصة، والعمالة الماهرة، وأدوات التصميم، والمعدات اللازمة للبحث وتصميم وتصنيع الأنظمة الذكية المتكاملة.

علاوةً على ذلك، يتمثل أحد التحديات الرئيسية في تكنولوجيا الأنظمة الذكية في دمج الكثير من المكونات المتنوعة التي يتم تطويرها وإنتاجها في تقنيات ومواد مختلفة تمامًا. ينصب التركيز على تصميم وتصنيع منتجات وخدمات جديدة تمامًا قابلة للتسويق للتطبيقات المتخصصة (مثلًا، في التقنيات الطبية)، ولتطبيقات السوق الشامل (مثلًا، في صناعات السيارات).

عرض المنتجات Smart Systems Integrated®

تكامل النظم الذكية 2009 - المؤتمر والمعرض الأوروبي

وفي السياق ذاته، الأنظمة الذكية للمركبات النظيفة والآمنة والمشتركة - المنتدى الدولي الثاني والعشرون حول النظم الدقيقة المتقدمة لتطبيقات السيارات (AMAA 2018)

تطوير الأنظمة الذكية

وعلى صعيد آخر، الجيل الثالث : تجمع بين «الذكاء» الفني والوظائف الإدراكية حتى يتمكنوا من توفير واجهة بين العالم الافتراضي والعالم المادي

كذلك، تطورت الكثير من الأنظمة الذكية انطلاقا من النظم المصغرة. فهي تجمع بين التقنيات والمكونات من تقنية النظم الميكروية (الأجهزة الكهربائية والميكانيكية والبصرية والفلوانية المصغرة) مع التخصصات الأخرى مثل البيولوجيا والكيمياء وعلم النانو والعلوم المعرفية.

إضافةً إلى ذلك، الجيل الثاني: الأعضاء الصناعية المصغرة النشطة مثل غرسات القوقعة الصناعية أو البنكرياس الاصطناعي، وأنظمة إدارة الطاقة المتقدمة، وشبكات الاستشعار البيئية

هناك ثلاثة أجيال من الأنظمة الذكية:

من جهة ثانية، الجيل الأول: أجهزة التعرف على الأشياء، ومراقبة حالة السائق، والأجهزة متعددة الوظائف لإجراء عمليات جراحية طفيفة التوغل

إنترنت الأشياء

علاوةً على ذلك، تساهم الأنظمة الذكية كذلك إلى حدّ كبير في تطوير إنترنت الأشياء المستقبلي، حيث توفر وظائف ذكية للكائنات اليومية، مثلًا، للسلع الصناعية في سلسلة التوريد، أو في المنتجات الغذائية في سلسلة الإمداد الغذائي. بمساعدة تقنية RFID النشطة، وأجهزة الاستشعار اللاسلكية، والإحساس بالقدرة على الاستجابة في الوقت الحقيقي، وكفاءة الطاقة، فضلاً عن وظائف الشبكات، ستصبح الكائنات كائنات ذكية. هذه الأشياء الذكية يمكن أن تدعم كبار السن والمعوقين. يمكن للتتبع والمراقبة عن كثب للمنتجات الغذائية تحسين إمدادات الأغذية وجودتها. يمكن للسلع الصناعية الذكية تخزين معلومات حول منشأها ووجهتها ومكوناتها واستخدامها. ويمكن أن يصبح التخلص من النفايات عملية إعادة تدوير فردية فعالة حقًا.

الرعاية الصحية

• انظر كذلك
• انترنت الأشياء
• تعلم الآلة
• Microbotics
• RoboBee
• الشبكة الذكية
• مدينة ذكية
• نظام ميكانيكي كهربائي مصغر
• المراجع

من جهة ثانية، في قطاع الرعاية الصحية، تؤدي تقنية الأنظمة الذكية إلى تحسين أدوات التشخيص، وتحسين العلاج ونوعية الحياة للمرضى من خلال خفض تكاليف أنظمة الرعاية الصحية العامة في وقت واحد. التطورات الرئيسية في هذا القطاع هي الأجهزة المصغرة الذكية والأعضاء الاصطناعية مثل البنكرياس الاصطناعي أو زراعة القوقعة.

كذلك، مثلًا، تحتوي أجهزة Lab-on-a-chip على أجهزة استشعار كيميائية حيوية تكتشف علامات جزيئية معينة في سوائل أو أنسجة الجسم. يمكن أن تشمل وظائف متعددة مثل أخذ العينات، وإعداد العينات، وعينة ما قبل المعالجة، ومعالجة البيانات، والتخزين، والأنظمة القابلة للزرع والتي يمكن استيعابها من قبل الجسم بعد الاستخدام، وأجهزة الاستشعار غير الغازية على أساس مبادئ عبر الجلد، أو الأجهزة للاستجابة إدارة الدواء. في مجال الرعاية الصحية، غالبًا ما تعمل الأنظمة الذكية بشكل مستقل وداخل الشبكات، لأن هذه الأنظمة قادرة على توفير المراقبة والتشخيص والتفاعل مع الأجهزة الأخرى في الوقت الحقيقي والتواصل مع المريض أو الطبيب.

قطاع السيارات

ومن جهة أخرى، في قطاع السيارات، سيكون تكامل الأنظمة الذكية عاملًا رئيسيًا لأنظمة ما قبل الانهيار وميزات مساعدة السائق التنبؤية للوصول إلى هدف خطة عمل السلامة على الطرق لخفض عدد الوفيات الناجمة عن حوادث المرور إلى النصف بحلول عام 2020. علاوة على ذلك، تعتبر الأنظمة الذكية أساسية للتنقل المستدام والفعال بالطاقة، مثلًا، الجر الهجين والكهربائي.

البيئة

ومن جهة أخرى، فيما يتعلق بالتحديات البيئية، يمكن للحلول الذكية لإدارة الطاقة وتوزيعها، والتحكم الذكي في المحركات الكهربائية، أو إدارة المنشآت الموفرة للطاقة، بحلول عام 2020، أن تخفض الانبعاثات العالمية بنسبة 23٪، أي ما يعادل 9.2 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون.