صفحة 20 - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 6: ابحث في الإنترنت عن مثال لتطبيق إنترنت الأشياء يوظف الرؤية الحاسوبية ومعالجة اللغات الطبيعية. دوّن ما عثرت عليه هنا وقم بوصفه.

الإجابة: س6: مثال: نظام أمن منزلي ذكي (كاميرا/جرس). - الرؤية الحاسوبية: اكتشاف الحركة والوجوه. - NLP: فهم الأوامر الصوتية وإرسال التنبيهات. - IoT: معالجة البيانات وتنفيذ الأوامر.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال: المطلوب هو البحث عن مثال حقيقي يجمع بين ثلاث تقنيات: إنترنت الأشياء (IoT)، والرؤية الحاسوبية (Computer Vision)، ومعالجة اللغات الطبيعية (NLP). الفكرة هنا هي أن نبحث عن جهاز أو نظام ذكي يستخدم الكاميرات لـ"يرى" (الرؤية الحاسوبية)، ويفهم الكلام أو النص (معالجة اللغات الطبيعية)، ويتصل بالإنترنت ليرسل أو يستقبل البيانات (إنترنت الأشياء). من الأمثلة الشائعة هو **نظام الأمن المنزلي الذكي** الذي يتضمن كاميرا أو جرس باب ذكي. هذا النظام: - يستخدم **الرؤية الحاسوبية** لتحليل لقطات الكاميرا، مثل اكتشاف وجود حركة غير معتادة أو التعرف على وجوه الأشخاص. - يستخدم **معالجة اللغات الطبيعية** لفهم الأوامر الصوتية من المستخدم (مثل "أظهر لي الكاميرا الأمامية") أو لتحليل النصوص في التنبيهات. - يعمل كجزء من **إنترنت الأشياء**، حيث يربط المستشعرات (الكاميرا) بالإنترنت لمعالجة البيانات في السحابة وإرسال التنبيهات إلى هاتف المستخدم أو تنفيذ الأوامر تلقائياً. إذن الإجابة هي: **نظام أمن منزلي ذكي (كاميرا/جرس) يجمع بين الرؤية الحاسوبية لاكتشاف الحركة والوجوه، ومعالجة اللغات الطبيعية لفهم الأوامر الصوتية، وإنترنت الأشياء لمعالجة البيانات وإرسال التنبيهات.**

سؤال 7: ابحث في الإنترنت عن معلومات حول تطبيق للواقع الافتراضي ينشئ بيئات افتراضية مزودة ببيانات مدخلة من مستشعرات إنترنت الأشياء.

الإجابة: س7: تطبيق التوأم الرقمي (Digital Twin). - الفكرة: نسخة افتراضية للمبنى تُحدّث ببيانات المستشعرات. - الفائدة: محاكاة الأعطال والصيانة عبر الواقع الافتراضي.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن **الواقع الافتراضي (VR)** يخلق بيئات ثلاثية الأبعاد يمكن للمستخدم التفاعل معها كما لو كانت حقيقية، وأن **إنترنت الأشياء (IoT)** يتضمن أجهزة مزودة بمستشعرات تجمع البيانات من العالم المادي. **الخطوة 2 (التطبيق):** بتطبيق هذا على السؤال، نبحث عن تطبيق يستخدم بيانات حية من مستشعرات إنترنت الأشياء (مثل درجة الحرارة، الرطوبة، الحركة) لتغذية وتحديث بيئة الواقع الافتراضي في الوقت الفعلي. هذا يسمح بإنشاء نسخة رقمية ديناميكية للعالم الحقيقي. **الخطوة 3 (النتيجة):** من التطبيقات الشهيرة التي تفعل ذلك هو **التوأم الرقمي (Digital Twin)**. هنا، يُنشَأ نموذج افتراضي دقيق لمبنى أو مصنع أو حتى مدينة. ثم تُربط مستشعرات إنترنت الأشياء المنتشرة في الموقع الحقيقي بهذا النموذج، فتزوده ببيانات مستمرة (مثل استهلاك الطاقة، حالة المعدات). يمكن للمهندسين بعد ذلك ارتداء نظارات الواقع الافتراضي والدخول إلى هذا التوأم الرقمي لمراقبة العمليات، ومحاكاة الأعطال المحتملة، وتخطيط عمليات الصيانة بشكل آمن وفعّال دون الحاجة إلى التواجد físico في الموقع. لذلك الإجابة هي: **تطبيق التوأم الرقمي (Digital Twin) الذي ينشئ نسخة افتراضية لمبنى أو منشأة تُحدّث ببيانات حية من مستشعرات إنترنت الأشياء، مما يسمح بالمحاكاة والمراقبة في بيئة الواقع الافتراضي.**

سؤال 8: ابحث في الإنترنت عن معلومات حول كيفية مساعدة تقنيات سلسلة الكتل في إنشاء أنظمة إنترنت الأشياء اللامركزية وتطبيقاتها.

الإجابة: س8: تدعم سلسلة الكتل اللامركزية عبر: - هوية موثوقة للأجهزة بلا خادم مركزي. - سجلات بيانات غير قابلة للتلاعب. - عقود ذكية للتنفيذ التلقائي.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن **سلسلة الكتل (Blockchain)** هي تقنية لامركزية تحفظ البيانات في سجلات موزعة وآمنة، وأن أنظمة **إنترنت الأشياء (IoT)** التقليدية تعتمد غالباً على خوادم مركزية لإدارة الاتصالات والبيانات. **الخطوة 2 (التطبيق):** بتطبيق هذا على السؤال، نبحث عن كيف يمكن لسلسلة الكتل أن تحل محل أو تكمل البنية المركزية التقليدية لأنظمة إنترنت الأشياء. الفكرة هي تمكين الأجهزة من التواصل والاتفاق على المعاملات مباشرة مع بعضها البعض، دون الحاجة إلى وسيط مركزي. **الخطوة 3 (النتيجة):** تدعم سلسلة الكتل إنشاء أنظمة إنترنت الأشياء اللامركزية بعدة طرق رئيسية: 1. **هوية موثوقة وآمنة للأجهزة:** حيث يمكن لكل جهاز في الشبكة أن يكون له هوية رقمية فريدة وغير قابلة للتزوير مسجلة على السلسلة، مما يلغي الحاجة لخادم مركزي لإدارة الهويات. 2. **سجلات بيانات شفافة وغير قابلة للتلاعب:** جميع البيانات التي تنتجها أو تتعامل معها أجهزة إنترنت الأشياء (مثل قراءات المستشعرات، أوامر التشغيل) يمكن تسجيلها في كتل، مما يضمن مصداقيتها ويجعل من الصعب جداً اختراقها أو تغييرها. 3. **التنفيذ التلقائي عبر العقود الذكية:** يمكن برمجة عقود ذكية على السلسلة لتنفيذ أوامر تلقائياً عند استيفاء شروط محددة (مثل: "إذا تجاوزت درجة الحرارة 30°C، فعِّل نظام التبريد")، مما يقلل الاعتماد على الخوادم المركزية للتحكم. من تطبيقات ذلك: سلاسل التوريد الذكية حيث تتعقب الأجهزة المنتج من المصنع إلى المستهلك، أو شبكات الطاقة الذكية حيث تتبادل الألواح الشمسية الطاقة مباشرة. إذن الإجابة هي: **تدعم سلسلة الكتل الأنظمة اللامركزية عبر توفير هوية موثوقة للأجهزة دون خادم مركزي، وحفظ سجلات بيانات غير قابلة للتلاعب، واستخدام العقود الذكية للتنفيذ التلقائي للأوامر.**

أي من الأمثلة التالية يمثل تطبيقاً لإنترنت الأشياء يجمع بين الرؤية الحاسوبية ومعالجة اللغات الطبيعية؟

• أ) محرك بحث على الإنترنت يستخدم خوارزميات الذكاء الاصطناعي لتحسين النتائج.
• ب) نظام أمن منزلي ذكي (كاميرا/جرس) يستخدم الرؤية الحاسوبية لاكتشاف الحركة والوجوه، ومعالجة اللغات الطبيعية لفهم الأوامر الصوتية.
• ج) تطبيق للتعليم عن بعد يوفر محاضرات مسجلة واختبارات تفاعلية.
• د) منصة للتجارة الإلكترونية تستخدم توصيات مخصصة بناءً على سجل المشتريات.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: نظام أمن منزلي ذكي (كاميرا/جرس) يستخدم الرؤية الحاسوبية لاكتشاف الحركة والوجوه، ومعالجة اللغات الطبيعية لفهم الأوامر الصوتية.

الشرح: 1. الرؤية الحاسوبية تمكن النظام من 'رؤية' وتحليل الصور (مثل اكتشاف الحركة). 2. معالجة اللغات الطبيعية تمكنه من فهم الكلام البشري (مثل الأوامر الصوتية). 3. إنترنت الأشياء يربط هذه المكونات بالإنترنت لمعالجة البيانات وإرسال التنبيهات.

تلميح: فكر في الأجهزة المنزلية الذكية التي تستخدم الكاميرات وتستجيب للأوامر الصوتية.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما هو التطبيق الذي ينشئ بيئات افتراضية تُحدّث ببيانات حية من مستشعرات إنترنت الأشياء، مما يسمح بالمحاكاة والمراقبة؟

• أ) لعبة فيديو واقع افتراضي تعتمد على رسومات ثلاثية الأبعاد مسبقة الصنع.
• ب) منصة اجتماعية تتيح للمستخدمين التفاعل في غرف افتراضية.
• ج) التوأم الرقمي (Digital Twin) الذي ينشئ نسخة افتراضية لمبنى أو منشأة تُحدّث ببيانات حية من مستشعرات إنترنت الأشياء.
• د) مختبر افتراضي لتعليم الكيمياء يحتوي على محاكاة للتجارب الشائعة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: التوأم الرقمي (Digital Twin) الذي ينشئ نسخة افتراضية لمبنى أو منشأة تُحدّث ببيانات حية من مستشعرات إنترنت الأشياء.

الشرح: 1. التوأم الرقمي هو نموذج افتراضي دقيق لكيان مادي. 2. يتم توصيله بمستشعرات إنترنت الأشياء في النسخة الحقيقية لجمع البيانات في الوقت الفعلي. 3. هذه البيانات تُغذي النموذج الافتراضي، مما يسمح بمحاكاة السيناريوهات وإجراء الصيانة التنبؤية في بيئة الواقع الافتراضي.

تلميح: يتعلق هذا المفهوم بإنشاء نسخة رقمية ديناميكية لعنصر في العالم الحقيقي.

التصنيف: تعريف | المستوى: صعب

كيف تدعم تقنية سلسلة الكتل (Blockchain) إنشاء أنظمة إنترنت الأشياء اللامركزية؟

• أ) عن طريق زيادة سرعة معالجة البيانات في الخوادم السحابية المركزية.
• ب) بتوفير هوية موثوقة للأجهزة دون خادم مركزي، وحفظ سجلات بيانات غير قابلة للتلاعب، واستخدام العقود الذكية للتنفيذ التلقائي.
• ج) من خلال تقليل تكلفة تصنيع مستشعرات إنترنت الأشياء.
• د) بتحسين جودة إشارة الاتصال اللاسلكي بين الأجهزة والخوادم.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: بتوفير هوية موثوقة للأجهزة دون خادم مركزي، وحفظ سجلات بيانات غير قابلة للتلاعب، واستخدام العقود الذكية للتنفيذ التلقائي.

الشرح: 1. توفر سلسلة الكتل هوية رقمية فريدة وآمنة لكل جهاز، مما يلغي الحاجة لخادم مركزي. 2. تحفظ جميع معاملات وبيانات الأجهزة في سجلات موزعة وآمنة لا يمكن تغييرها. 3. تسمح العقود الذكية المبرمجة على السلسلة بتنفيذ الأوامر تلقائياً عند استيفاء شروط محددة.

تلميح: تذكر خصائص سلسلة الكتل الأساسية: اللامركزية، الأمان، والشفافية.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: صعب