Table of Contents
ويبرز حواسيب الفوج بسرعة كقاعدة أساسية لتطبيقات الجيل القادم من الواقع المعزز، إذ أن تحويل تجهيز البيانات من مراكز البيانات السحابية البعيدة إلى حافة الشبكة، يؤدي حاسب الضباب إلى الحدة، ويحسن كفاءة عرض النطاق الترددي، ويعزز العوامل الحاسمة الأهمية للخصوصية من أجل تحقيق تجارب غير مستقرة وحقيقية، ومع انتقال الأجهزة السمعية البصرية إلى أجهزة نظيفة ذات وزن خفيف، ورؤوس، وأجهزة صناعية.
فهم تقاطع حاسبة الفوج والحقيقة المحظورة
إن الواقع المبشر يُبالغ في المعلومات الرقمية والبيانات والصوت على وجهة نظر المستخدم للعالم المادي، خلافاً للواقع الافتراضي الذي يُغذّر المستخدمين في بيئة صناعية تماماً، يثري العالم الحقيقي بمحتوى رقمي مدرك للسياق، ويتطلب ذلك تجهيزاً مستمراً ونادراً منخفضاً للبيانات المستشعرة من الكاميرات، ووحدات قياسية متعددة الأطراف، ومجسات قياسية للعمق، ومجمعة في كثير من الأحيان، ومواضع للأشعة، وأجهزة تحديد المواقع الجغرافية،
أما نماذج الحوسبة السحابية التقليدية فترسل جميع البيانات إلى الخواديم المركزية لتجهيزها، ثم تُعاد النتائج إلى الوراء، وفي حين أن الوقت المخصص للرحلة ذهاباً وإياباً من 50 إلى 200 ميل ثانية على الشبكة الدولية لا يمكن أن يُحدث فارقاً ملحوظاً في التفاعلات بين الجرعات، وبطاقات التسلسل المستمر، وقلة خبرة المستخدمين، ويعالج هذا التمثال بواسطة توزيع وظائف الحافة، والتخزين،
How Fog Computing Enables Real-Time AR
نظام AR يستخدم حامض الضباب عادة ثلاثة مستويات: جهاز النهاية (مثل النظارات الاصطناعية) وطبقة الضباب (الرموز المقطعية المتوسطة) و السحابة، عندما ينتقل المستخدم إلى رأسه، تلتقط نقطة النهاية مساراً مستمراً من الأطار المرئية وبيانات الاستشعار، بدلاً من إرسال السائل السحابي الكامل إلى السحابة، تؤدي نقطة النهاية تجهيزاً للوزن الخفيف
الفوائد الرئيسية لحواسيب الفوج لتطبيقات البحث والتطوير
درجة حرارة الأرض للتفاعلات في الوقت الحقيقي
أكثر فائدة من حاسب الضباب في الأشعة المقطعية هو التخفيض المفاجئ في الرطوبة، تظهر الدراسات أن التأخيرات في التغذية البصرية فوق 20 ميلاً الثانية يمكن أن تسبب عدم ارتياح المستخدمين وارتفاع أداء المهام في تطبيقات الأشعة المقطعية التفاعلية، عن طريق تجهيز البيانات في عدد قليل من الهوايات من الحافة،
حفظ النظامين وكفاءة الشبكات
وتنتج تطبيقات البحث والتطوير كميات هائلة من البيانات - وهي كاميرا نمطية نموذجية على نظارات البحث والتطوير يمكن أن تنتج أكثر من 1 غبض من الفيديو الخام، وتعطيل هذا على الشبكات الخلوية سيزداد بسرعة ازدحاماً، وتخفف من ذلك عن طريق المضغ والرش والبث الانتقائي عند الحافة، ولا تظهر سوى البيانات السحابية ذات الصلة (مثلاً، نماذج معترف بها، وتضع تقديرات) أو أشرطة فيديو مجهزة بدرجة عالية.
تعزيز خصوصية البيانات وأمنها
وبالإضافة إلى ذلك، فإن العديد من حالات الاستخدام المتحققة تنطوي على سجلات طبية حساسة، وبيانات قياسية حيوية شخصية، أو تاريخ موقع، أو مخططات صناعية محتفظ بها، كما أن حاسبة الفوج لا تسمح بتجهيز هذه البيانات محلياً على أقراص الحواف داخل شبكة موثوق بها (مثلاً شبكة المستشفيات المحلية أو مجمع الشركات)، مما يقلل من التعرض للشبكة العامة أو لمقدمي السحب من الأطراف الثالثة، مثلاً، نظاماً للتحكم في استخدامه في المواد الكيميائية لأغراض التدريب على الخصوصية على المواد الكيميائية.
القابلية للتسويق والاعتماد
ونظراً لأن اعتماد نظام تقييم الأداء ينمو - ويتوقع أن يصل إلى 1.5 بليون جهاز بحلول عام 2025 - فإن الطلب على الموارد الحاسوبية سيرتفع إلى حد كبير، فالحسابات الفوجية توفر هيكلاً قابلاً للتصعيد بتوزيع أعباء العمل عبر العديد من أجهزة تحديد الحواف بدلاً من الاعتماد على عدد قليل من الخواديم المركزية، وهذا أيضاً يحسن من التسامح: إذا فشل أحد رموز الضباب، فإن العوالق القريبة يمكن أن تُطُل في التجهيز.
حالات الاستخدام الحقيقي في العالم وتنفيذها
الصيانة الصناعية والصناعة التحويلية
وفي المصانع، يمكن للعمال الذين يرتدون رؤوساً من طراز AR أن يروا تعليمات إصلاح تدريجية تتجاوز الآلات، ويمكِّن حاسب الفوج من الكشف عن المكونات في الوقت الحقيقي، وقراءة الأرقام التسلسلية، وتوليف أدلة التصليح دون الاعتماد على الخواديم النائية، وقد أظهرت شركات مثل PTC وSemens منابر AR تستخدم الخواديم المحلية لمعالجة نماذج السحب وبيانات الاستشعار التي تنشرها وحدات الصيانة من طراز IoT، مما يقل عن الوقت.
الرعاية الصحية والتطبيب عن بعد
"الـ "الـ "جـرّانـون" يستعملون "أ" لـ "إس" لـ "إس" لـ "إس" لـ "إس" لـ "إس" لـ "إس" لـ "إس" و"إسـتـمـا" "الـ "إسـيـمـا"
التجزئة والتسويق
المتاجرون يستخدمون الـ "آر" ليحاولوا على الملابس أو يصورون الأثاث في منازلهم، فحسابات الفوج تمكن من تقديم منتجات في جهاز المستخدم في الوقت الحقيقي
التعليم والتدريب
ويحول التعليم من خلال التمكين من نماذج تفاعلية من 3D، ومن التشريح الافتراضي، والتجاوزات التاريخية، وفي سيناريو الفصول الدراسية، يمكن للطلاب المتعددين الذين يرتدون رؤوساً من ذوي النظرات الفوقية أن يتفاعلوا مع المحتوى المتجانس، ويستخدم برمجيات تزامن الدولة عبر الأجهزة عن طريق تجهيز مدخلات على حاسوب خدمة محلية وتحديثات للبث الإذاعي لجميع النقاط النهائية ذات الحد الأدنى، مما يتيح القيام بأنشطة تعليمية تعاونية حيث يتحكم الطلاب في موضوع مشترك.
الاتجاهات المستقبلية في مجال تشغيل الحاسوب الفوقي في مجال البحث والتطوير
التكامل مع شبكة 5G
5G's ul-reliable low-latency communication (URLC) offers sub-10 ms latency and high bandwidth, making it a natural complement to fog computing. Mobile edge computing (MEC) nodes, act as fog nodes.
AI and Machine Learning at the Edge
(أ) أن نواة (فوج) مجهزة بشكل متزايد بـ (جي بي يو) و (وحدات التجهيز العصبي) التي يمكن أن تُدير نماذج (آي) للتعرف على الجسم وتتبع الوجه وفهم اللغة الطبيعية، بدلاً من إرسال البيانات إلى السحابة للإستدلال، يمكن لأجهزة (آر إي) أن تُستفسر عن نموذج محلي للتعلم على ظهر الضباب، وهذا يقلل من الرطوبة ويُعُل من التشغيل.
ARographic and Volumetric AR
ويهدف الجيل القادم من التقرير إلى توليد ثلاثية الأبعاد من أجل تغيير منظور الحركة الرأسية، مما يتطلب جعل الحقول الخفيفة المعقدة أو الغيوم المحتوية على ملايين النقاط في الإطار الواحد، ويمكن للوريد الحاسوبية أن تحقق بيانات عمق ونسيجية قبل التجهيز، ثم تتدفق فقط التحديثات اللازمة إلى نقطة النهاية، مما يقلل من العبء المحسوب على نظارات الوزن الخفيف.
قطع ونوعية الخدمات (المكتب)
(ج) لا يسمح قطاع الشبكة في 5 زاي للمشغلين المتنقلين بتكديس شريحة افتراضية من أجل حركة النقل البحري مع ضمان النسل والقطع، ويمكن تركيب نواة الفوج داخل هذه الشرائح لتحديد أولويات تدفقات البيانات المتعلقة بالنقل عبر المعلومات الأساسية، وهذا يكفل الأداء المستمر حتى في بيئات عالية الكثافة مثل الملاعب أو الأماكن الموسيقية التي يمكن فيها لآلاف مستخدمي نظم المعلومات الإدارية أن يحصلوا على نفس الخدمات.
التحديات ومسائل البحث المفتوح
المسؤوليات الأمنية في إدج
وفي حين أن حاسب الضباب يحسن الخصوصية عن طريق تحديد مواقع البيانات، فإنه يستحدث أيضا ناقلات هجوم جديدة، وقد تكون عقيدات الادج أقل أمنا من مراكز البيانات السحابية، مما يجعلها أهدافا للتشغيل، أو هجمات الميكانيكي الجانبي، أو حقن الشفرة الخبيثة، أما بالنسبة للتطبيقات المأمونة للسلامة (مثلا، التدقيق أو التوجيه الجراحي)، فإن مبيدات الحشرات المسببة يمكن أن تؤدي إلى حدوث نتائج خاطئة.
عدم التوحيد القياسي وإمكانية التشغيل المتبادل
إن النظام الإيكولوجي المحوسب للضباب مجزأ، إذ أن الباعة مثل سيسكو، ومايكروسوفت، والأمازون توفر حلولاً حية ذات أطر مختلفة، وصيغ البيانات، ومنابر الإدارة، وبالنسبة لمطوري البحث والتطوير، فإن بناء التطبيقات التي تعمل بلا هوادة عبر بيئات متعددة من الضبابات أمر صعب، وقد نشرت اتحادات الصناعة مثل كونسورتيوم مفتوح العضوية (وهو جزء من تطبيقات الرصد المتكامل المباشر للكيم) وهي هياكل مرجعية تدريجية.
إدارة الموارد وكفاءة الطاقة
يجب أن تخصص وحدات الوقود بشكل ديناميكي موارد وحدة احتواء المركبات والذاكرة والشبكة لمختلف العملاء في مجال البحث والتطوير، وضخامة النفايات، وقلة التجهيز تسبب ارتفاعاً في معدلات الطوارئ، والجدول الزمني للموارد الذي يُستخدم في إطار مبادرة آي والذي يُتوقع أن يُستخدم على أساس حركة المستخدمين وتعقيد المشاهد، بالإضافة إلى أن أجهزة التكييف الذاتي للبطارية تُقلل من استهلاك الطاقة على الشبكة بنسبة 5 في المائة.
موثوقية الشبكة وتحملها
وبالنسبة لمستخدمي الأجهزة المحمولة، فإن الحفاظ على صلة مستقرة بشعار الضباب أثناء الانتقال أمر بالغ الأهمية، فالتغطية بين رموز الضباب - خاصة عندما تجتاز الحدود بين خلايا التردد 5G أو نقاط الدخول في الشبكة لا يمكن أن تكون متماسكة لتجنب انقطاع الخدمات، فالبحث في التسليم الافتراضي استناداً إلى مسار المستخدم باستخدام التعلم الآلاتي يمكن أن يقلل من سرعة التسليم إلى أقل من 5 أمتار، مثلاً في متنزه سلس.
خاتمة
(أ) أن يكون البرمجيات الإلكترونية غير قابلة للتداول، وأن تكون هذه البيانات قابلة للتداول، وأن تكون قابلة للتداول في المستقبل، وأن تكون هذه البيانات قابلة للتداول، وأن تكون قابلة للتأثر.