Генезис знань розумний інтернет речей

Тренд інтернету речей зараз набирає все більшої популярності. Найчастіше поняття інтернету речей нерозривно пов'язано з чимось розумним: розумні будинки, розумний транспорт, розумні підприємства ... Але коли дивишся на цю інтелектуальність уважніше, то часто розчаровуєшся: віддалене управління лампочкою в будинку - це в кращому випадку автоматизація, але ніяк не розумний хата. Здається, що і інтернет виходить не таким вже й розумним ... А що ж таке розумний інтернет речей?

Взагалі, історію інтернету можна розділити на 4-5 етапів, зараз ми знаходимося в епоху Інтернету речей (Internet of things, IoT). Коротко його можна описати так: збільшення кількості пристроїв, які з'єднано не тільки з користувачами, але й один з одним. Тобто кожна кавоварка має доступ в мережу - але ось для чого їй цей доступ потрібен, тільки треба буде розв'язати.

Будинок вийшов не «розумним», адже такий підхід слабо змінює ситуацію: людина як і раніше повинен все контролювати, він - центр управління всього. Виходить, це "всього лише" автоматизація. При цьому не можна принижувати міць прогресу, яка до неї привела. Просто хочеться чогось більшого, потрібен "розумний" інтернет.

Що в нашому розумінні означає розумний інтернет речей? Це інтернет речей, який дозволить змінити парадигму досягнення результату: хочеться ставити цілі, а не способи їх досягнення.

• Розумний інтернет речей - постійна підтримка людини предметами, які його оточують.
• Розумний інтернет речей - це прозорість процесів, це орієнтація на результат.
• Розумний інтернет речей - це говорити не як треба робити, а що повинно вийти.

Як цього досягти технічно?

По-перше, мультиагентні технології - вони вже по всіх усюдах, і інтернет речей без них неможливий. Кожному учаснику з реального світу (тобто кожній людині і кожному пристрою) ставиться у відповідність програмний агент - об'єкт з певним ступенем інтелектуальності, що представляє його інтереси в світі віртуальному. Віртуальний світ можна назвати певною мірою поліпшеною копією нашого життя: там є ті ж учасники, які найчастіше йдуть заздалегідь встановленим і відомими правилами, надаючи достовірні відповіді на поставлені запитання, чесні і відкриті - альтруїсти, в загальному. При цьому взаємозв'язок реального та віртуального світів двунаправленная: рішення з віртуального світу віддаються в реальність для виконання, а всі події реального світу (дуже часто непередбачені) відображаються на світі віртуальному.

Як живуть і працюють агенти?

Життєвий цикл агентів досить простий. Спочатку вони сприймають інформацію із зовнішнього світу. Потім її потрібно обробити, тобто запланувати якісь дії. Ну а дії вже потрібно виконати - віддавши відповідні команди в реальний світ.

Виходить, що в нашому "розумному" будинку агент людини постійно спілкується з агентами кавоварки, лампочок та інших холодильників - віддаючи їм команди і обмінюючись інформацією. Щось схоже ми бачимо в офлайні: припустимо, людина хоче запустити прання. Він завантажує речі в пральну машинку, хоче засипати порошок і розуміє, що його не вистачить для прання. Після чого йде в магазин, купує порошок і знову намагається запустити прання. Добре ще, якщо кондиціонер для білизни у нього є і в магазин більше йти не треба.

Змоделюємо цю ситуацію з точки зору агентів, при цьому пам'ятаємо, що кожен агент у нас знає всю інформацію про свою фізичну сутність.

Тоді агент прального порошку попросить закупитися їм ще до того, як запаси будуть вичерпані. Як він попросить? Швидше за все, він потрапить в чергу до агента покупок і куплений буде саме тоді, коли у людини буде фізична можливість його принести - або навіть буде замовлена ​​доставка, без участі людини. Чи зручно це? Так. Чи складно це? Теж так. Чи це можливо? І знову так.

Все це здається надто вже далеким майбутньому. Але згадаємо про таку чудової речі, як онтології. Це щодо універсальний і машинозчитуваний спосіб представлення знань, причому знання там можуть бути описані найрізноманітніші. В онтології ми можемо описати важливі для нас концепції, описати логічні правила - а наші інтелектуальні агенти використовувати ці знання для досягнення і взаємодії цілей.

Чи можна розробити одну універсальну онтологію, яка буде містити всі потрібні для розумного інтернету речей знання? Напевне так. Але яким повинен бути обсяг цієї онтології, страшно навіть уявити. Набагато більш простим здається можливість підтримки онтологій предметних областей - і, при необхідності, матчінга між ними. Виходить, що користувач може створити онтологію будинку, онтологію робочого простору - і дані, описані в них, повинні мати відповідність. При такому підході виходить, що у нас може бути і "розумний" офіс, і "розумний" будинок.

Онтологія для логіки роботи

Найбільш частий спосіб застосування онтологій - це лише спосіб зберігання знань, які жорстко структуровані. При цьому знання ці, як правило, говорять лише про якусь суті фізичного світу. А чому б не піти далі і не зберігати в онтологіях і правила взаємодії, логіку роботи розумного інтернету речей? На практиці це може виглядати так: при створенні агент дивиться на сутність, до якої він належить. Для коректного розуміння властивостей цієї сутності агент повинен звернутися до онтології - звідти він почерпне інформацію, що може робити ця сутність, які у неї потреби. А чи знає він, як досягти ці потреби, як застосувати її здібності? Ця інформація теж лежить в онтології! Розглянемо приклад - придбання кондиціонера. При підключенні кондиціонера в загальну мережу у нього з'являється програмний агент. Агент цей може знати про своє призначення. Тоді йому достатньо лише заявити про себе: «Я агент кондиціонера! Я можу охолоджувати! Я хочу витрачати енергію! Я можу ламатися! Я хочу профілактику раз на рік! ».

Ці повідомлення повинні отримати всі зацікавлені учасники - наприклад, агент будинку, який відповідає за споживання електрики. Далі ці два агента повинні будуть домовлятися про споживання енергії в будинку - інтернет речей повинен бути економним. При цьому агент кондиціонера може вплинути на інші процеси, які споживають енергію - у випадках, коли підтримка високої температури будинку має високий пріоритет.

Агент кондиціонера і сам може потребувати інформації. Наприклад, непогано було б враховувати поточну температуру за вікном і прогноз на день-два: тоді годі й охолоджувати будинок в спеку перед сильним похолоданням. Як можна отримати необхідні дані? Треба дізнатися з онтології, хто може їх надати.

Розумний інтернет речей - це тільки розумний будинок?

Всі приклади вище - про інтернет речей в побуті, про розумні будинки. Але це не єдина область застосування таких потужних технологій. Підприємства вже зараз виявляють велику зацікавленість до інтернету речей. Так, Airbus в своєму звіті про підприємства майбутнього бачить IoT однією з важливих технологій.

Спробуємо визначити, як інтернет речей може застосовуватися на сучасних підприємствах. На таких підприємствах, як правило, є безліч різних верстатів, безліч різних замовлень на виробництво продукції, безліч різних технологічних процесів. Взагалі, там багато всього різного. І, звичайно, в інтелектуальних системах інтернету речей цих підприємств буде безліч різних агентів. Всі ці агенти зобов'язані входити в єдиний інформаційний простір - тоді застосування інтернету речей дозволить показати більш високу ефективність. Розглянемо приклад - агент замовлення на виробництво продукції хоче, щоб його виконали. Для цього йому треба знайти вільних робочих - і пошук треба починати саме зі свого цеху! А якщо в цеху вільних робочих немає, у всіх висока зайнятість, то логічно буде спробувати знайти цих людей десь ще. Щоб знайти вільну робочу силу з певними компетенціями, треба зрозуміти, а де взагалі її шукати. Для цього достатньо «лише» звернутися до онтології, яка підкаже, в якому цеху мешкають робочі з потрібними можливостями. А після відповіді вже починати спілкування з цими цехами і намагатися знайти працівників для виконання замовлення.

Інший приклад - це агент верстата, який сам стати проактивним і шукати собі роботу. Цьому агенту треба зрозуміти, які замовлення він може виконувати - для цього йому потрібна інформація про замовлення і технологічних процесах їх виконання. Якщо така інформація у нього вже є, то агент верстата може з онтології визначити, хто приймає рішення про планування цих замовлень - і намагатися переманити їх до себе. Як правило, рішення може приймати або сам замовлення, або менеджер цього замовлення - людина.
Варто відзначити, що в описаному інтелектуальному інтернеті речей людина є повноправним учасником всіх процесів - він постійно бачить актуальну інформацію, може вважати ціну виробленої продукції по-справжньому чесно. При цьому кінцеве слово в прийнятті рішень може залишатися за ним - але йому буде надана якісна підтримка для цього прийняття, а рішення буде повністю прозорим і гнучким.

сетецентріческой принцип

Зрозуміло, всі наші сфери життя (в яких, ми впевнені, буде інтернет речей), будуть тісно перетинатися. Вкрай важливо, щоб перетин таких сфер було життєздатним і корисним користувачеві. Адже якщо в цих наших інтернетах кожна область буде використовувати свої власні стандарти взаємодії, то ні до чого хорошого це не призведе.

У 80-х роках минулого століття маршал Радянського Союзу Н.В. Огарков сформулював сетецентріческой підхід щодо ведення бойових дії (а в США ці ідеї отримали розвиток завдяки віце-адміралу ВМС Артуру Себровскі і професора Джона Гартска). Відповідно до цього підходу всі ресурси, які здатні виконати завдання, повинні входити в одну інформаційну мережу і вміти обмінюватися інформацією для виконання цього завдання. Нічого не нагадує? Інтернет речей - це вкрай логічне застосування сетецентріческой підходу, адже він використовує сучасні інформаційні технології для інтеграції розподілених елементів в глобальну систему, здатну до адаптації під мінливі умови зовнішнього світу.

короткі висновки

Інтернету речей - бути, в цьому вже ніхто не сумнівається. Бути чи розумному інтернету речей - це велике питання, але хотілося б, щоб він був. Вплинути на цю ситуацію можуть компанії, які беруть участь в розробці ПЗ і заліза для інтернету речей. Яким ми бачимо цей вплив? Хочеться, щоб були єдині і чіткі стандарти, які будуть застосовні по всіх усюдах. Хочеться, щоб було єдине і виразне розуміння, яким має бути інтернет речей. Хочеться, щоб цей розумний інтернет речей з'явився якомога швидше.