AIoT là gì? AIoT – Tương lai của nền công nghiệp 4.0

AIoT là gì?

Trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet of Things (IoT) là những công nghệ tiên tiến nhất và mang tính chuyển đổi đang thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp khác nhau. Sự tích hợp liền mạch giữa phần mềm AI và phần cứng IoT sẽ là công nghệ tạo nên cuộc cách mạng trong kỷ nguyên công nghiệp thông minh do nhu cầu nhanh chóng về trí thông minh máy móc và siêu tự động hóa. Khái niệm này được biết đến với tên gọi Trí tuệ nhân tạo vạn vật hay AIoT (Artificial Intelligence of Things).

Sự phát triển của kiến trúc mạng IoT

Để hiểu rõ hơn về tiềm năng của AIoT, trước tiên hãy cùng tìm hiểu về sự phát triển của kiến trúc mạng IoT. Sự phát triển của kiến trúc mạng IoT chủ yếu giải quyết cách dữ liệu được tạo ra, xử lý, thu thập và sử dụng cho các thuật toán thông minh hơn.

Sự khởi đầu – IoT và Điện toán đám mây

Nền tảng ban đầu của IoT (Internet of Things) được tạo ra từ việc triển khai các cảm biến và thiết bị IoT được sử dụng để thu thập dữ liệu. Việc thu thập dữ liệu để phân tích tiếp tục có lợi trong thời đại chuyển đổi kỹ thuật số do giá trị của nó đối với những hiểu biết sâu sắc. Với tập dữ liệu lớn, các ứng dụng thời đại mới có thể tận dụng trí thông minh của máy móc, thông tin chi tiết trong thời gian thực và cuối cùng là tránh được những rủi ro lớn trước mắt. Lợi ích chính của IoT là khả năng thu thập và truy cập dữ liệu để có thông tin chi tiết tốt hơn nhưng theo thời gian thực. Do đó, với ngày càng nhiều cảm biến và thiết bị IoT trực tuyến, dữ liệu lớn và tầm quan trọng của nó sẽ tiếp tục thúc đẩy các khung lưu trữ quan trọng để thu thập dữ liệu tốt hơn.

Sau khi dữ liệu được tạo và thu thập, nó thường được đẩy đến các trung tâm dữ liệu lớn hơn để xử lý bổ sung, được gọi là “đám mây”. Điện toán đám mây từ một trung tâm dữ liệu tập trung có lợi cho việc xử lý dữ liệu vì khả năng cung cấp vô số tài nguyên máy tính và các tùy chọn lưu trữ dung lượng cao cung cấp các mô hình cho học sâu. Mặc dù mang lại lợi ích cao, nhưng điện toán đám mây thường được dành để đào tạo các mô hình AI mới cho trí thông minh của máy móc. Thông tin chi tiết theo thời gian thực và khả năng ra quyết định yêu cầu tài nguyên tính toán gần hơn với nơi dữ liệu được tạo ra, loại bỏ các vấn đề về độ trễ khi truy cập tài nguyên trên đám mây.

Sự thay đổi từ Cloud sang Edge

Các công ty đang chuyển khối lượng công việc tính toán của họ từ đám mây sang vùng biên để giảm yêu cầu về độ trễ khi truy cập vào đám mây. Các kiến trúc cạnh sử dụng các máy tính biên được triển khai trực tiếp tại nơi các cảm biến và thiết bị IoT thu thập dữ liệu. Được triển khai ngay tại nơi dữ liệu được tạo ra làm giảm độ trễ cho đám mây và cho phép các ứng dụng cục bộ chạy trong thời gian thực với hiệu suất đáng kinh ngạc. Hơn nữa, điện toán biên làm giảm đáng kể lượng dữ liệu được gửi đến đám mây bằng cách lọc dữ liệu thô trước khi gửi đi để xử lý bổ sung; quá trình này làm giảm đáng kể việc sử dụng băng thông và tiết kiệm khối lượng công việc yêu cầu tài nguyên của đám mây.

Xem thêm: Edge AI là gì? Vai trò của Edge AI cho các ứng dụng AIoT

Sự trỗi dậy của AIoT – Trí tuệ nhân tạo trong các thiết bị IoT

Trong giai đoạn đầu, các thiết bị IoT khá đơn giản. Ví dụ: công tắc bật/ tắt từ xa hoặc cảm biến nhiệt độ sẽ gửi cảnh báo khi các thông số nằm ngoài trạng thái hoạt động bình thường của chúng. Khi công nghệ phát triển, các cảm biến IoT này phát triển thành các thiết bị thông minh hơn có khả năng nhận thức về môi trường của chúng, hiểu các mẫu dữ liệu và thực hiện các hành động ra quyết định để tối ưu hóa khối lượng công việc và ứng dụng mới. Để đạt được mức tối ưu hóa này, một kiến ​​trúc mới được gọi là Trí tuệ nhân tạo vạn vật (AIoT) đang ngày càng phổ biến trong các ứng dụng khác nhau và cơ sở hạ tầng dữ liệu của chúng cho tính toán biên. AIoT nhúng các thuật toán AI vào các thiết bị IoT để tạo điều kiện tự động hóa và trí thông minh của máy móc mà không cần bất kỳ sự can thiệp nào của con người. Với việc các mô hình AI được tích hợp vào các thiết bị IoT và nền tảng điện toán biên, các thiết bị thông minh mới này đang cung cấp các cấp độ tối ưu hóa và hiệu quả mới trong nhiều ứng dụng điện toán biên. Để tìm hiểu thêm về AIoT, đây là một số công nghệ chính định hình AIoT và chúng có lợi như thế nào đối với làn sóng điện toán thông minh tiếp theo.

Các công nghệ then chốt của AIoT

Trí tuệ nhân tạo

Các mô hình học sâu ngày càng chính xác và hiệu quả hơn khi chúng cần ít năng lượng hơn để hoạt động. Với AI, các thiết bị IoT được tăng cường ở hai khía cạnh khác nhau. Đầu tiên, quy trình dữ liệu đo từ xa hiệu quả hơn nhiều nhờ có các cảm biến và thiết bị IoT thông minh. Thứ hai, AI cho phép xử lý luồng (thời gian thực) và xử lý hàng loạt (Dữ liệu lớn) ở vị trí biên cho các ứng dụng phức tạp và quan trọng.

Ví dụ: một camera an ninh không được tăng cường trí thông minh sẽ truyền mọi khung hình đến để phân tích nguồn cấp dữ liệu cho các hành động đáng ngờ. Bằng cách triển khai AI trên thiết bị camera an ninh, nó chỉ gửi khung hình khi có hành động đáng ngờ. Điều này cải thiện đáng kể hiệu quả của ứng dụng IoT từ góc độ phần mềm và phần cứng.

Bộ tăng tốc phần cứng

Các bộ xử lý máy tính mạnh hơn như CPU và GPU của Intel, AMD, NVIDIA và Qualcomm đang thúc đẩy khả năng của các thiết bị IoT để dễ dàng thực thi các mô hình AI, Deep Learning và Machine Learning. Hơn nữa, các công ty công nghệ đang tạo ra nhiều bộ xử lý tập trung vào AI hơn như Intel’s Movidius VPU và Google’s TPUs có thể chạy các mô hình AI cực kỳ nhanh chóng và hiệu quả. Với sự đổi mới công nghệ liên tục cho học máy, các nhà sản xuất có thể tạo ra các thiết bị AIoT nhỏ gọn và mạnh mẽ hơn.

Mạng 5G

Mạng 5G là thế hệ kết nối không dây tiếp theo mang lại tốc độ cực nhanh (nhanh hơn 100 lần so với 4G/ LTE) và số lượng thiết bị được kết nối tăng gấp 100 lần. Mạng 5G sẽ tăng tốc các ứng dụng AIoT, làm cho chúng trở nên mạnh mẽ, di động, đáng tin cậy và hiệu quả hơn nhiều.

Big Data

Hiện tại, ước tính có khoảng 7 tỷ thiết bị IoT với hơn 1 triệu thiết bị mới kết nối internet hàng ngày. Các chuyên gia đang kỳ vọng con số sẽ tăng lên 30 tỷ thiết bị IoT vào năm 2025. Sự gia tăng của IoT được kết nối đã gây ra sự bùng nổ trong việc thu thập Dữ liệu lớn đang di chuyển giữa các thiết bị và mạng. Với rất nhiều dữ liệu được tạo ra từ các thiết bị IoT, các nhà phát triển AI đang đào tạo các mô hình Học sâu thông minh hơn để triển khai vào các thiết bị AIoT. Ngoài ra, các thiết bị AIoT giảm bớt khối lượng công việc trên đám mây bằng cách yêu cầu các thiết bị AIoT thu thập, lọc, xử lý và phân tích dữ liệu ngay trước khi gửi thông tin cần thiết nhất lên đám mây.

Các ứng dụng AIoT

Thành phố thông minh

Các thành phố thông minh đang trải qua quá trình chuyển đổi kỹ thuật số để mang lại các giải pháp sáng tạo cho những thách thức của đô thị. Lấy dữ liệu làm trung tâm và triển khai các thiết bị AIoT thông minh sẽ tạo ra một môi trường an toàn và thuận tiện hơn. Quy hoạch đô thị dựa trên công nghệ đang sử dụng vô số thiết bị AIoT để tối ưu hóa tất cả các cấp độ của thành phố từ mức tiêu thụ năng lượng đến lưu lượng giao thông.

Tự động hóa công nghiệp thông minh

AIoT cũng đang thúc đẩy quá trình chuyển đổi ngành công nghiệp 4.0. IIoT yêu cầu các hệ thống máy tính AI siêu bền để chạy phân tích dữ liệu thời gian thực và quản lý giao tiếp M2M (máy với máy) để tối ưu hóa hoạt động, hậu cần và quy trình sản xuất. Các thiết bị định hướng dữ liệu giúp các nhà sản xuất thấy trước những thách thức và ngăn ngừa các sự cố thời gian ngừng hoạt động tốn kém trên sàn nhà máy.

Việc triển khai Internet vạn vật nhân tạo (AIoT) trên toàn cầu đã gần hơn bao giờ hết; Và một ngày nào đó, nó sẽ ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta, liên tục hoạt động đằng sau hậu trường để cải thiện cuộc sống của mọi người và doanh nghiệp mà chúng ta không hề nhận ra.