چالش ها و راهکارهای پیاده سازی اینترنت اشیاء در مقیاس کلان

عنوان : چالش ها و راهکارهای پیاده سازی اینترنت اشیاء در مقیاس کلان

اینترنت اشیاء (IoT) به عنوان یک فناوری کلیدی در تحول دیجیتال، امکان اتصال و تبادل داده میان میلیاردها دستگاه فیزیکی را فراهم می سازد که منجر به ایجاد شبکه های پیچیده و توزیع شده ای می شود. این فناوری زمینه ساز توسعه سیستم های هوشمند در حوزه هایی چون شهرهای هوشمند، سلامت از راه دور، کشاورزی دقیق، و صنعت 4.0 می باشد (Atzori et al., 2010). با این وجود، پیاده سازی IoT در مقیاس کلان با چالش های فناورانه، امنیتی، و مدیریتی فراوانی روبه رو است که نیازمند رویکردهای نوین تحقیقاتی و مهندسی می باشد.

از منظر فناورانه، مدیریت حجم عظیم داده های تولید شده توسط دستگاه های متصل یکی از دشوارترین مسائل است. داده ها با نرخ های بسیار بالا و در قالب های متنوع از سنسورها و دستگاه ها تولید می شوند که نیازمند زیرساخت های پردازشی با مقیاس پذیری و قابلیت اطمینان بالا است. رایانش لبه (Edge Computing) و رایانش ابری (Cloud Computing) به عنوان راهکارهای مکمل، امکان پردازش داده ها در نزدیکی منابع تولید را فراهم می آورند تا کاهش تاخیر و مصرف پهنای باند حاصل شود (Shi et al., 2016).

امنیت و حریم خصوصی در شبکه های IoT به دلیل توزیع گسترده دستگاه ها، محدودیت های سخت افزاری و نرم افزاری، و نیاز به ارتباط بی وقفه از حساسیت ویژه ای برخوردار است. پیاده سازی پروتکل های امنیتی سبک وزن، استفاده از فناوری های نوظهور مانند بلاکچین برای تضمین یکپارچگی داده ها و مکانیزم های احراز هویت چندعاملی از جمله راهکارهای مورد توجه پژوهشگران می باشد (Roman et al., 2013; Dorri et al., 2017). بلاکچین، با ارائه دفتر کل توزیع شده و مقاوم در برابر دستکاری، به عنوان یک بستر امن برای ثبت تراکنش ها در محیط های IoT مطرح شده است.

چالش دیگر، عدم وجود استانداردهای فراگیر و هماهنگ برای پروتکل های ارتباطی در IoT است که به دلیل تنوع کاربردها و محدودیت های سخت افزاری مختلف، همخوانی و تعامل میان دستگاه ها را پیچیده می کند. تلاش های استانداردسازی توسط نهادهای بین المللی نظیر IETF، IEEE و ITU ادامه دارد اما هنوز به یک چارچوب واحد و جامع دست نیافته است (Miorandi et al., 2012).

پیشرفت فناوری ارتباطات نسل پنجم (5G) با ویژگی هایی چون پهنای باند بالا، تاخیر پایین و قابلیت اتصال همزمان میلیاردها دستگاه، امکان ارتقاء کارایی و گسترش کاربردهای IoT را به خصوص در حوزه هایی با نیاز به ارتباط بلادرنگ افزایش داده است (Zhou et al., 2020). همچنین، الگوریتم های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در تحلیل و پردازش داده های حجیم IoT نقش کلیدی دارند که منجر به بهبود تصمیم گیری ها و بهینه سازی عملکرد سیستم ها شده است.

از لحاظ مقرراتی، حفظ حریم خصوصی و امنیت داده های کاربران به عنوان یکی از چالش های اساسی مطرح است. قوانین بین المللی مانند GDPR تاکید بر شفافیت در جمع آوری داده ها و حفظ حقوق کاربران دارند که پیروی از این استانداردها برای توسعه دهندگان IoT حیاتی است (Perera et al., 2014).

در نهایت، موفقیت در پیاده سازی اینترنت اشیاء در مقیاس کلان مستلزم یک رویکرد میان رشته ای و همکاری فعال میان بخش های مختلف صنعتی، تحقیقاتی و قانونی است. پیشرفت های فناورانه، توسعه استانداردهای یکپارچه، و راهکارهای نوین امنیتی هم زمان باید مدنظر قرار گیرند تا پتانسیل کامل IoT به طور امن و پایدار محقق شود.