تخيل عالماً تتعاون فيه الأشياء اليومية—من الأجهزة المنزلية إلى البنية التحتية للمدن—بسلاسة لتعزيز الكفاءة والراحة. هذا هو واقع إنترنت الأشياء (IoT). 

اعتباراً من عام 2024، تم توصيل أكثر من 18.8 مليار جهاز IoT على مستوى العالم، بزيادة ملحوظة عن 16.6 مليار جهاز في عام 2023. يعكس هذا النمو التزايد المستمر في دمج التكنولوجيا الذكية في حياتنا اليومية، مما يُحَوِّل شكل الصناعات والمنازل والبيئات الحضرية.

في هذه المقالة، سنستكشف المفاهيم الأساسية لإنترنت الأشياء ومبادئ عمله وكيف يشكِّل مستقبل الاتصال والأتمتة.

النقاط الرئيسية

• يربط إنترنت الأشياء الأدوات اليومية، مما يتيح تبادل البيانات بسلاسة واتخاذ قرارات أكثر ذكاءً.

• تتراوح أجهزة إنترنت الأشياء بين منظمات الحرارة الذكية والأجهزة القابلة للارتداء وحتى المستشعرات الصناعية والمركبات ذاتية القيادة.

• تغطي تطبيقات إنترنت الأشياء مجالات مثل الرعاية الصحية والزراعة والتصنيع والمدن الذكية.

• يُعَدّ أمان إنترنت الأشياء مصدر قلق متزايد، إذ قد تكون الأجهزة المتصلة عرضة للهجمات الإلكترونية وتسريبات البيانات.

ما هو إنترنت الأشياء؟

إنترنت الأشياء هو شبكة هائلة من الأجهزة المادية—often called IoT devices—المزوّدة بأجهزة استشعار وبرامج وتقنيات اتصال. تتصل هذه الأجهزة وتبادل البيانات فيما بينها عبر الإنترنت، مما يمكّنها من العمل معاً بطرق غير مسبوقة.

على عكس الأجهزة التقليدية المنفردة، تجمع حلول إنترنت الأشياء البيانات وتشاركها باستمرار، مما يسمح للصناعات والشركات والأسر بتحليل المعلومات وتحسين العمليات وزيادة الكفاءة. هذا الترابط يفتح آفاقاً لا حصر لها لتحسين الأداء وتقليل الهدر وتعزيز تجارب المستخدمين.

كيف يعمل إنترنت الأشياء؟

يعمل إنترنت الأشياء عبر عملية متسلسلة تحول البيانات الخام إلى إجراءات مفيدة. إليك كيفية عمله:

• الاستشعار: تُجهَّز أجهزة إنترنت الأشياء بمستشعرات تلتقط بيانات من البيئة المحيطة، بدءاً من درجة الحرارة والحركة وحتى الضغط وشدة الإضاءة.

• الاتصال: يتم نقل البيانات المجمعة إلى نظام قائم على السحابة أو خوادم محلية عبر شبكات الواي فاي أو البلوتوث أو الاتصالات الخلوية.

• معالجة البيانات: بمجرد وصول البيانات إلى السحابة، يتم تحليلها باستخدام البرمجيات والذكاء الاصطناعي لاكتشاف الأنماط وتقديم الرؤى.

• الإجراء: بناءً على البيانات المعالجة، يمكن للنظام تنفيذ استجابة تلقائية أو عرض معلومات مناسبة للمستخدمين لاتخاذ قرارات أفضل.

هذه الدورة المستمرة من الاستشعار والإرسال والمعالجة والتنفيذ هي ما يجعل إنترنت الأشياء قوياً ومؤثراً.

تطبيقات إنترنت الأشياء

يمتد تأثير إنترنت الأشياء ليشمل مجموعة واسعة من القطاعات والتطبيقات اليومية. فيما يلي بعض الأمثلة البارزة:

المنازل الذكية: تجربة معيشية متصلة

يُعيد إنترنت الأشياء تعريف كيفية تفاعل الناس مع منازلهم. حيث تضبط منظمات الحرارة الذكية درجة الحرارة وفقاً لعادات المستخدم، مما يقلل استهلاك الطاقة. كما تعمل أنظمة الإضاءة على التشغيل والإيقاف بناءً على الإشغال، بينما توفر الكاميرات الأمنية مراقبة لحظية يمكن الوصول إليها من أي مكان في العالم. 

وباستخدام منصات التشغيل الآلي المنزلي مثل Google Nest وAmazon Alexa، يمكن لأصحاب المنازل إدارة منازلهم بالكامل عبر الأوامر الصوتية أو تطبيقات الهواتف الذكية.

يشهد الطلب على أجهزة المنزل الذكي ارتفاعاً كبيراً. ففي عام 2024، أصبح لدى ما يقارب 400 مليون منزل حول العالم تقنيات منزلية ذكية قائمة على إنترنت الأشياء. ولا يقتصر هذا التحول على الراحة، بل يشمل أيضاً كفاءة استهلاك الطاقة والأمان والاتصال السلس.

الأتمتة الصناعية

في القطاع الصناعي، يقود إنترنت الأشياء المرحلة التالية من التحول الرقمي. تساعد المستشعرات المتصلة والتحليلات المعززة بالذكاء الاصطناعي المصنّعين على مراقبة أداء المعدات والتنبؤ بالأعطال وأتمتة جداول الصيانة. والنتيجة؟ انخفاض وقت التوقف عن العمل، وتكاليف تشغيلية أقل، وزيادة في الإنتاجية.

بالنسبة لسلاسل التوريد، تتبّع حلول إنترنت الأشياء البضائع في الوقت الفعلي، مما يتيح إدارة دقيقة للمخزون ولوجستيات محسّنة. وتقوم شركات عملاقة مثل Siemens وGE وBosch بدمج إنترنت الأشياء في أنظمتها الصناعية، والاستفادة من الصيانة التنبؤية والتحليلات المعتمدة على الذكاء الاصطناعي لتبسيط العمليات.

الرعاية الصحية

يُحدث إنترنت الأشياء تحولاً في قطاع الرعاية الصحية عبر التمكين من مراقبة المرضى في الوقت الفعلي، وتحسين التشخيص، وتعزيز كفاءة المستشفيات. تتابع الأجهزة القابلة للارتداء مثل Fitbit وApple Watch وأجهزة الاستشعار الطبية الحيوية العلامات الحيوية، وتنبّه الأطباء والمستخدمين عند ظهور أية خلل.

تدمج المستشفيات أنظمة إنترنت الأشياء لمراقبة المعدات، وتتبع الأصول الطبية، وحتى إدارة حركة المرضى. تضمن الأجهزة المتصلة التواصل اللحظي بين الطواقم الطبية، مما يحسّن نتائج المرضى. كما تجعل الرعاية الصحية عن بُعد المعتمدة على إنترنت الأشياء الرعاية الطبية أكثر سهولة، حيث تقلل من زيارات المستشفى وتتيح التشخيص عن بُعد.

بحلول عام 2024، قامت أكثر من 60% من مقدمي الرعاية الصحية حول العالم بتطبيق شكل من أشكال المراقبة القائمة على إنترنت الأشياء، مما يقلل التكاليف ويُحَسِّن جودة الرعاية.

الزراعة

تشهد الزراعة تحولاً رقمياً متزايداً. فالممارسات الزراعية الدقيقة المدعومة بإنترنت الأشياء تعزز إنتاج المحاصيل وتوفر المياه وتقلل من الهدر في الموارد.

• أنظمة الري الذكية تضبط كمية المياه بناءً على رطوبة التربة وبيانات الطقس.

• تضمن الجرارات المجهزة بأنظمة تحديد المواقع GPS والمستشعرات إنجاز عمليات الزراعة والحصاد بكفاءة عالية.

• تقوم الطائرات المسيَّرة المعززة بالذكاء الاصطناعي بمسح مساحات شاسعة من الأراضي الزراعية، وتحديد الأمراض قبل انتشارها.

يشير المزارعون الذين يستخدمون الزراعة الدقيقة القائمة على إنترنت الأشياء إلى ارتفاع يصل إلى 30% في غلة المحاصيل، مع خفض تكاليف التشغيل بشكل ملحوظ. ومع ارتفاع الطلب العالمي على الغذاء، من المتوقع أن يلعب إنترنت الأشياء دوراً رئيسياً في إطعام سكان العالم المتزايد بشكل مستدام.

النقل والمدن الذكية

أحد أكثر تطبيقات إنترنت الأشياء طموحاً هو ظهور المدن الذكية. إذ تقوم الحكومات حول العالم بدمج البنية التحتية الحضرية المدعومة بإنترنت الأشياء لتحسين الخدمات العامة وتقليل الازدحام وتعزيز الاستدامة.

• تحلل أنظمة إدارة المرور البيانات الآنية لتقليل الازدحام.

• تعدل أعمدة الإنارة الذكية شدة الإضاءة بناءً على حركة المشاة، مما يوفر في استهلاك الطاقة.

• تستخدم أنظمة النقل العام إنترنت الأشياء للتنبؤ بالجداول الزمنية وإدارة الأساطيل.

تعيد المركبات المتصلة أيضاً تشكيل قطاع النقل. من السيارات ذاتية القيادة إلى التتبع المستند إلى إنترنت الأشياء، يتبنى قطاع السيارات البيانات اللحظية لتعزيز السلامة والكفاءة. وتستثمر شركات مثل Tesla وBMW وFord بكثافة في الأنظمة الذاتية المدعومة بإنترنت الأشياء، لتسريع مستقبل التنقل.

المكونات الأساسية لإنترنت الأشياء

ينطوي إنترنت الأشياء على علاقة تكاملية بين الأجهزة المادية والبرمجيات ووسائل الاتصال. وتشمل المكونات الرئيسية ما يلي:

المستشعرات والمحركات (Sensors and Actuators)

تعتبر المستشعرات والمحركات عناصر خط المواجهة التي تجمع البيانات وتنفذ الإجراءات. تعمل معاً لتمكين الأجهزة من الاستجابة بذكاء لبيئاتها.

• المستشعرات: تكتشف التغيرات في البيئة، مثل درجة الحرارة أو الضوء أو الحركة. على سبيل المثال، يقيس مستشعر درجة الحرارة في منظم الحرارة حرارة الغرفة.

• المحركات (Actuators): تقوم باتخاذ إجراء استناداً إلى بيانات المستشعر. في مثال منظم الحرارة، إذا كانت الغرفة باردة جداً، يشغل المحرك المدفأة لتدفئتها.

الاتصال

تحتاج أجهزة إنترنت الأشياء إلى وسيلة اتصال لمشاركة البيانات التي تجمعها. 

• تستخدم الاتصالات السلكية الكابلات الفعلية، مثل الإيثرنت، لربط الأجهزة.

• تعتمد الاتصالات اللاسلكية على الإشارات لربط الأجهزة دون استخدام كابلات.

معالجة البيانات

تُخزَّن البيانات بأمان في السحابة، حيث تعمل محركات المعالجة القوية على تحليلها. غالباً ما يُستخدم التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي لتنبؤ الاتجاهات وتحسين الأداء. فعلى سبيل المثال، يجمع متتبع اللياقة البدنية البيانات حول مستويات النشاط، ثم تُرسل هذه المعلومات إلى تطبيق يقوم بتحليلها لتقديم رؤى صحية.

واجهة المستخدم

أخيراً، يتم عرض النتائج في شكل سهل الاستخدام، سواء عبر لوحات تحكم أو تطبيقات جوال أو تنبيهات تلقائية. على سبيل المثال، يقوم جرس الباب الذكي بإرسال بث فيديو إلى هاتفك، مما يسمح لك برؤية الزوار والتواصل معهم.

فوائد إنترنت الأشياء

يُعِيد إنترنت الأشياء تشكيل الصناعات، ويقود الأتمتة، ويخلق مستويات غير مسبوقة من الكفاءة. لنلقِ نظرة على الفوائد التي تدفعه إلى التوسع:

1. الكفاءة والأتمتة على مستوى جديد

لا يقتصر دور إنترنت الأشياء على الاتصال فحسب—بل يتعلق بأتمتة العمليات وإزالة أوجه القصور. فالمصانع الذكية، على سبيل المثال، تستخدم المستشعرات المدعومة بإنترنت الأشياء لمراقبة أداء الآلات واكتشاف الأعطال قبل وقوعها وتحسين تدفق العمل.

وفي المنازل، تقود الأتمتة إلى توفير الطاقة والراحة. حيث تعدل منظمات الحرارة الذكية والإضاءة والأجهزة نفسها تلقائياً بناءً على أنماط الاستخدام، مما يقلل فواتير الكهرباء مع تحسين مستوى الراحة.

[aa quote-global]

معلومة سريعة

أشار   استطلاع أجرته الجمعية الأمريكية للجودة (ASQ)    إلى أن الشركات التي تعتمد العمليات الرقمية وإنترنت الأشياء الصناعي أبلغت عن زيادة في الكفاءة بنسبة تصل إلى 82% وانخفاض في العيوب بنسبة 49%. 

[/aa]

2. اتخاذ القرارات المدعوم بالبيانات

يحوِّل إنترنت الأشياء البيانات الخام إلى رؤى قوية. فمن خلال تتبع سلوك المستخدم والتغيرات البيئية وأداء الأنظمة، تُمكِّن الأجهزة المتصلة الشركات من اتخاذ قرارات أذكى وفي الوقت الفعلي.

في قطاع البيع بالتجزئة، يتيح إنترنت الأشياء تتبع أنماط حركة العملاء، مما يحسِّن تصميم المتاجر لزيادة معدلات التحويل. وفي الرعاية الصحية، توفر الأجهزة القابلة للارتداء العاملة بإنترنت الأشياء مراقبة مستمرة للعلامات الحيوية، وتُنَبِّه الأطباء إلى المخاطر الصحية المحتملة قبل تفاقمها.

ومع دمج الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في أنظمة إنترنت الأشياء، لا يقتصر الأمر على التفاعل مع البيانات فحسب—بل يتجاوز ذلك للتنبؤ بالاتجاهات قبل حدوثها.

3. توفير التكاليف على نطاق واسع

عندما تعمل الشركات بكفاءة أكبر، تنخفض التكاليف. يمكِّن إنترنت الأشياء الشركات من أتمتة المهام وتقليل الهدر في الموارد وتحسين سلاسل التوريد، ما يؤدي إلى تحقيق وفورات مالية كبيرة.

تعمل الشبكات الذكية على تحسين توزيع الطاقة، مما يجعل الكهرباء أرخص. كما توظف الزراعة الدقيقة مستشعرات إنترنت الأشياء لمراقبة رطوبة التربة، فتساعد في الحفاظ على المياه وزيادة غلة المحاصيل. وتمنع الصيانة التنبؤية الأعطال المكلفة قبل حدوثها، ما يضمن بقاء كل شيء في حالة عمل مثالية.

 تقدِّر شركة ماكنزي آند كومباني  أنه بحلول عام 2030، يمكن لإنترنت الأشياء تمكين قيمة اقتصادية عالمية تتراوح بين 5.5 إلى 12.6 تريليون دولار، وتشمل كلاً من التطبيقات الاستهلاكية والمؤسسية.

4. تغيير تجربة العملاء

لا يقتصر دور إنترنت الأشياء على الكفاءة الخلفية فحسب—بل يعمل على تحسين تجارب المستخدم عبر قطاعات متعددة. فالنتيجة هي تجارب سلسة تزيد من الرضا والاندماج.

تُسهم البنية التحتية المتصلة في تقليل الازدحام المروري وتحسين جودة الهواء في المدن الذكية. وفي مجال الترفيه، توفر التوصيات الذكية المعتمدة على عادات المستخدم محتوى مخصصاً يلائم اهتماماتهم. وفي الوقت نفسه، تقدم السيارات الذكية تشخيصات آنية، مما يجعل القيادة أكثر أماناً وذكاءً.

تحديات إنترنت الأشياء

بالرغم من إمكاناته الهائلة، لا يخلو إنترنت الأشياء من المخاطر—إذ لا تزال المخاوف الأمنية وقضايا خصوصية البيانات وتحديات التوسُّع عوائق ملحة. فيما يلي أبرز التحديات التي قد تحدد مستقبل إنترنت الأشياء:

1. التهديدات الأمنية والمخاطر الإلكترونية

مع تزايد عدد الأجهزة المتصلة، تصبح الأمن السيبراني بمثابة نقطة ضعف رئيسية لإنترنت الأشياء. فكل مستشعر أو كاميرا أو جهاز ذكي جديد يمكن أن يشكِّل هدفاً للقراصنة.

على سبيل المثال، تسمح البروتوكولات الأمنية الضعيفة للمجرمين الإلكترونيين باستغلال الثغرات. ويمكن لهجمات حجب الخدمة الموزعة (DDoS) التي تعتمد على شبكات "بوت نت" الخاصة بإنترنت الأشياء أن تعطِّل الشبكات بالكامل، في حين تؤدي عمليات الاختراق إلى كشف بيانات حساسة للمستخدمين والشركات.

2. مخاوف الخصوصية

مع جمع أجهزة إنترنت الأشياء لكمٍّ هائل من البيانات الشخصية، يبرز سؤال مهم: من يتحكم في هذه المعلومات وكيف يتم استخدامها؟

• تستمع أجهزة المنازل الذكية وتتابع الأنماط السلوكية—فأين تذهب هذه البيانات؟

• تخزن الأجهزة القابلة للارتداء الخاصة بالصحة بيانات طبية—ولكن هل يتم حمايتها؟

• تسجل السيارات المتصلة عادات القيادة—فهل يمكن بيع تلك المعلومات؟

على الرغم من وجود لوائح مثل اللائحة العامة لحماية البيانات (GDPR) وقانون حماية المستهلك في كاليفورنيا (CCPA)، لا يزال الكثير من المستهلكين قلقين بشأن كيفية تعامل شركات إنترنت الأشياء مع بياناتهم. وستكون الشفافية وسياسات حماية البيانات الأكثر صرامة أمراً حاسماً في مستقبل إنترنت الأشياء.

3. مشكلة التوافق التشغيلي (Interoperability)

إن نظام إنترنت الأشياء يفتقر إلى التكامل، حيث يستخدم المصنعون معايير وبروتوكولات مختلفة. وهذا يخلق مشكلة كبيرة: فالأجهزة لا يمكنها دوماً التواصل بسلاسة مع بعضها البعض.

على سبيل المثال، قد لا يتكامل نظام الأمن الذكي المنزلي مع نظام الإضاءة الذكي من علامة تجارية أخرى. أو قد تواجه المصانع صعوبة في دمج الأنظمة القديمة مع مستشعرات إنترنت الأشياء الحديثة.

لكي يصل إنترنت الأشياء إلى كامل إمكانياته، يحتاج القطاع إلى بروتوكولات اتصال موحَّدة تضمن التوافق الشامل.

[aa quote-global]

معلومة سريعةيهدف

ظهور معيار   Matter    المفتوح المصدر والمدعوم من أمازون وآبل وجوجل، إلى حل مشكلات التوافق التشغيلي لأجهزة المنزل الذكي. 

[/aa]

4. تحديات التوسع في سوق ينمو بسرعة

مع توقع وصول عدد أجهزة إنترنت الأشياء إلى 40 مليار جهاز بحلول عام 2030، يشكِّل الحجم الهائل لشبكات إنترنت الأشياء تحدياً. فالمزيد من الأجهزة يعني زيادة هائلة في البيانات التي يجب تخزينها وتحليلها وتأمينها.

علاوة على ذلك، تواجه شبكات الجيل الرابع (4G) والواي فاي صعوبة في التعامل مع الطلب المتزايد على الاتصال السلس. كما يعني وجود مليارات أجهزة إنترنت الأشياء زيادة استهلاك الطاقة، مما يثير القلق حول الاستدامة والأثر البيئي.

مستقبل إنترنت الأشياء

إن رحلة إنترنت الأشياء ما زالت في بدايتها. ومع التقدم في مجالات الذكاء الاصطناعي والحوسبة الطرفية وتقنية الجيل الخامس، يعد مستقبل إنترنت الأشياء بقدر أكبر من الترابط والأتمتة الذكية. وتشمل الاتجاهات الناشئة ما يلي:

• الحوسبة الطرفية (Edge Computing): سيساعد معالجة البيانات بالقرب من مصدرها على تقليل زمن الاستجابة وتحسين قدرات اتخاذ القرارات في الوقت الفعلي.

• دمج الذكاء الاصطناعي: سيؤدي دمج إنترنت الأشياء مع الذكاء الاصطناعي إلى تطوير أنظمة أكثر قدرة على التنبؤ والتكيف، قادرة على التعلم والتطور بمرور الوقت.

• زيادة الأتمتة: مع ازدياد دمج إنترنت الأشياء في الحياة اليومية، ستتجاوز الأتمتة نطاق الأجهزة الفردية وصولاً إلى النظم الكاملة، مما يجعل المدن والصناعات أكثر كفاءة.

لن تساهم هذه الاتجاهات في دفع الابتكار التكنولوجي فحسب، بل ستفتح مجالات جديدة لتطبيقات إنترنت الأشياء في العديد من المجالات.

الخلاصة

يعيد إنترنت الأشياء (IoT) تشكيل الصناعات ويدفع عجلة الأتمتة ويخلق مستويات غير مسبوقة من الكفاءة. ومع استمرار دمج مليارات الأجهزة المتصلة في حياتنا اليومية، يستفيد كل من الشركات والمستهلكين من إمكاناته في تبسيط العمليات وخفض التكاليف وتقديم الرؤى اللحظية.

ومع تزايد تبني هذه التقنيات من قبل الشركات والمستهلكين، سيكون التصدي لتحديات مثل أمان إنترنت الأشياء والتوافق التشغيلي أمراً جوهرياً لإطلاق العنان لكامل إمكانات إنترنت الأشياء.

الأسئلة الشائعة

ما المقصود بإنترنت الأشياء؟

يشير إنترنت الأشياء إلى شبكة من الكائنات المادية المُدمجة بأجهزة استشعار وبرمجيات وتقنيات أخرى تسمح لها بالاتصال وتبادل البيانات عبر الإنترنت. وهو يحوِّل الأجهزة العادية إلى أدوات ذكية وتفاعلية تعزز الكفاءة واتخاذ القرارات.

كيف يُستخدم إنترنت الأشياء اليوم؟

يستخدم إنترنت الأشياء لمراقبة الأنظمة وإدارتها عن بُعد في مختلف القطاعات، بما في ذلك المنازل الذكية والرعاية الصحية والزراعة والأتمتة الصناعية. تتيح هذه التقنية جمع وتحليل البيانات في الوقت الفعلي، مما يؤدي إلى تحسين الأداء وتوفير التكاليف في البيئات الشخصية والمهنية على حدٍ سواء.

هل يُعدّ الهاتف الذكي جهاز إنترنت أشياء؟

لا، لا يُعتبر الهاتف الذكي جهازاً ضمن إنترنت الأشياء. تشمل الأجهزة غير المُصنَّفة ضمن إنترنت الأشياء الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية والحواسيب الشخصية والمحمولة والهواتف الثابتة. فهذه الأجهزة تُستخدم أساساً كأدوات تواصل، ولا تعمل بشكل مستقل لتجميع البيانات وتبادلها دون تدخل بشري، على عكس أجهزة إنترنت الأشياء المصمَّمة خصيصاً لجمع البيانات ومشاركتها تلقائياً.