ارائه معماری سایبر - فیزیکی داده محور برای مدارس هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیاء و تحلیل های هوشمند

این پژوهش با هدف طراحی و تحلیل یک معماری سایبر فیزیکی داده محور برای مدارس هوشمند انجام شد و در زمره تحقیقات توسعه ای کاربردی و طراحی سیستم قرار می گیرد. رویکرد تحقیق کیفی-تحلیلی و مبتنی بر روش طراحی علم طراحی (Design Science Research) است، به گونه ای که هدف اصلی تولید یک مصنوع علمی (Artifact) و ارزیابی کارآمدی مفهومی آن است. فرآیند پژوهش شامل پنج مرحله مرور نظام مند، ادبیات، تحلیل مفهومی، طراحی مدل مفهومی، اعتبارسنجی سناریو محور و تحلیل نهایی مزایا بود. معماری پیشنهادی شامل پنج لایه اصلی، ادراک، ارتباطات و شبکه، مدیریت و ذخیره سازی داده، تحلیل هوشمند و کاربرد و تصمیم سازی به همراه لایه حاکمیت و امنیت داده ها است که در قالب یک چرخه بازخورد، هوشمند داده ها را از محیط فیزیکی به تحلیل و تصمیم مدیریتی و آموزشی منتقل می کند. نتایج نشان داد که معماری طراحی شده توانسته است داده های محیطی و آموزشی را به صورت یکپارچه جمع آوری، تحلیل پیش بینانه و تصمیم سازی بلادرنگ را ممکن سازد، مقیاس پذیری و انعطاف پذیری بالایی داشته باشد، امنیت و حریم خصوصی داده ها را تضمین کند و کاربردهای مدیریتی و آموزشی را بهبود دهد. همچنین حلقه بازخورد سایبر-فیزیکی، محیط آموزشی را به یک سیستم تطبیق پذیر و هوشمند تبدیل کرده است. بر اساس یافته ها پیشنهاد می شود معماری پیشنهادی در مدارس واقعی با زیرساخت های متنوع پیاده سازی شود، الگوریتم های تحلیل پیش بینانه توسعه یابند، اپلیکیشن های آموزشی شخصی سازی شده طراحی شود، امنیت داده ها با فناوری های نوین تقویت گردد و سناریوهای کاربردی متنوع برای مدیریت انرژی، ایمنی و منابع ایجاد شود. این پژوهش چارچوبی نوآورانه و عملیاتی برای تحقق آموزش هوشمند شخصی سازی شده و مدیریت مبتنی بر داده ارائه می دهد و می تواند مبنای توسعه و تحقیقات آینده در حوزه مدارس هوشمند نسل جدید باشد.

کلیدواژه ها:

مدرسه هوشمند ، معماری سایبر-فیزیکی ، اینترنت اشیاء ، تحلیل هوشمند ، داده ، تحول دیجیتال آموزشی