Condivisione della tecnologia

[Revisione finale dei punti di conoscenza completi per l'introduzione all'ingegneria dell'Internet delle cose] Capitolo 4 Internet delle cose Hardware intelligente e integrato

2024-07-11

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Capitolo 4 IoT Hardware intelligente e integrato

Concetti base della tecnologia embedded

Processo di sviluppo del sistema embedded
  • La prima fase: la fase di ricerca con il sistema di controllo programmabile come nucleo
  • La seconda fase: la fase basata sulla CPU dell'unità di elaborazione centrale incorporata e su un semplice sistema operativo come nucleo
  • La terza fase: la fase caratterizzata dal sistema operativo incorporato
  • La quarta fase: la fase di sviluppo di sistemi embedded basati sul funzionamento della rete
Architettura del sistema integrato

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Caratteristiche dei sistemi embedded

Sistemi informatici specializzati per applicazioni specifiche

Adattare l'hardware e il software del computer alle esigenze specifiche dell'applicazione

Adattarsi ai requisiti di funzionalità, affidabilità, costo, volume e consumo energetico del computer

Hardware intelligente per l'IoT

Concetti base di Hardware Intelligente

Incarna l'integrazione di molteplici tecnologie come "Internet sensor computing, comunicazione, controllo intelligente, big data cloud computing" e il suo nucleo èTecnologia intelligente

Segna la tendenza della tecnologia hardware a diventare metodi di interazione più intelligenti e più facili da usare e ad integrarsi nel "cloud". Indica che l'hardware intelligente diventerà un nuovo punto caldo nello sviluppo del settore dell'Internet delle cose.

L'"Azione speciale per l'innovazione e lo sviluppo dell'industria dell'hardware intelligente (2016-2018)" chiarisce cinque categorie di prodotti hardware intelligenti incentrati sullo sviluppo: dispositivi indossabili intelligenti, apparecchiature intelligenti montate su veicoli, apparecchiature mediche e sanitarie intelligenti, servizi intelligenti robot e apparecchiature hardware intelligenti di livello industriale.

AI

L'intelligenza artificiale è una scienza che studia e sviluppa teorie, metodi e sistemi di applicazione tecnica per simulare, estendere ed espandere l'intelligenza umana.

L’obiettivo della ricerca sull’intelligenza artificiale è dare alle macchine la capacità di pensare, identificare ed elaborare cose come gli esseri umani.

Contenuti di base della ricerca sull'intelligenza artificiale:

  1. Rilevamento intelligente
  2. Ragionamento intelligente
  3. Ragionamento intelligente
  4. Azione intelligente
interazione umano-computer

Le sei tecnologie che supportano l'hardware intelligente sono:Interazione uomo-computer, struttura hardware, applicazione software, collaborazione tra apparecchiature, sicurezza delle informazioni e controllo energetico

L'"innovazione delle applicazioni" è il fulcro dello sviluppo dell'Internet delle cose e l'"esperienza dell'utente" è l'anima della progettazione delle applicazioni dell'Internet delle cose. La diversità dei metodi di accesso degli utenti e le differenze negli ambienti applicativi dell'Internet delle cose determinano modalità di interazione uomo-computer dell'hardware intelligente dell'Internet delle cose

Una progettazione hardware intelligente IoT di successo deve risolvere coscienziosamente i problemi di interazione uomo-computer dell'hardware intelligente IoT sulla base di diversi requisiti di sistema dell'applicazione IoT e metodi di accesso degli utenti; molte idee meravigliose per l'interazione uomo-computer potrebbero persino diventare l'applicazione Internet delle cose in a determinato campo

Metodi di base dell'interazione uomo-computer

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Caratteristiche dell'interazione uomo-computer con l'hardware intelligente dell'IoT

I metodi tradizionali di input tramite tastiera e mouse, così come i metodi di interazione grafica e di testo sullo schermo, non sono più adatti alle esigenze applicative degli ambienti mobili e dei dispositivi terminali IoT portatili. I metodi tradizionali di interazione uomo-computer devono essere abbandonati e si devono adottare nuovi metodi di interazione uomo-computer essere sviluppato.

I dispositivi informatici indossabili vengono utilizzati nella ricerca sull'interazione uomo-computerInterazione virtuale, riconoscimento facciale, realtà virtuale e realtà aumentata, controllo EEG, display flessibile e batteria flessibile, ecc.La nuova tecnologia può adattarsi alle particolari esigenze dell’hardware intelligente dell’Internet delle cose e svolge un importante ruolo di riferimento e dimostrativo nella ricerca sulla tecnologia di interazione uomo-computer dell’hardware intelligente dell’Internet delle cose.

  1. tecnologia di interazione virtuale
  2. Tecnologia di riconoscimento facciale
  3. Realtà virtuale e tecnologia della realtà aumentata
    1. Caratteristiche della realtà virtuale: immersività, interattività e immaginazione
    2. Sistema di realtà virtuale desktop, sistema di realtà virtuale immersiva, sistema di realtà virtuale distribuita e sistema di realtà aumentata
  4. Tecnologia di visualizzazione flessibile
  5. Tecnologia della batteria flessibile

Ricerca sull'informatica indossabile e sua applicazione nell'Internet delle cose

Concetti base del wearable computing (wearable computing)

Con lo sviluppo delle applicazioni Internet of Things, le applicazioni informatiche indossabili si stanno attualmente estendendo e sviluppando nei campi dell’assistenza medica intelligente, delle case intelligenti, dei trasporti intelligenti, dell’industria intelligente e delle reti intelligenti.

Il wearable computing incarna le caratteristiche di "orientamento alle persone" e di "integrazione di uomo e macchina", oltre a fornire servizi "esclusivi" e "personalizzati" a chi lo indossa

I dispositivi informatici indossabili operano in modalità "cloud-end" e l'integrazione dell'informatica indossabile e della tecnologia dei big data avrà un enorme impatto sulla ricerca e sullo sviluppo di dispositivi informatici indossabili e sull'applicazione dell'Internet delle cose.

Classificazione
  1. cuffie
  2. Indossa lo stile
  3. indossato a mano
  4. Usura del piede

Ricerca sui robot intelligenti e le loro applicazioni nell'Internet delle cose

Le caratteristiche principali della prima generazione di robot sono: dispositivi elettromeccanici a posizione fissa, non programmati e senza sensori, che possono funzionare solo in una determinata sequenza di lavoro.

Le caratteristiche principali dei robot di seconda generazione sono: l'applicazione di sensori migliora l'operatività dei robot.I ricercatori installano vari sensori sui robot, come sensori tattili, sensori di pressione e sistemi di rilevamento visivo, per svilupparsi nella direzione dell'intelligenza artificiale

Le caratteristiche principali del robot di terza generazione sono: dotato di una varietà di sensori, capace di ragionamento logico complesso, giudizio e processo decisionale, con percezione rudimentale e capacità di generazione automatica di programmi e la capacità di evitare automaticamente gli ostacoli

Le principali caratteristiche dei robot di quarta generazione sono: intelligenza artificiale avanzata, autoreplicazione e assemblaggio automatico, e l'evoluzione dalle reti di robot ai "robot cloud"

Prospettive applicative

I robot intelligenti controllati attraverso la rete ci mostrano la loro percezione superpotente e le capacità di elaborazione intelligente del mondo.I robot intelligenti possono svolgere un ruolo importante nell’applicazione dell’Internet delle cose nella protezione ambientale, nella prevenzione e soccorso in caso di catastrofi, nella sicurezza, nell’aerospaziale, nel militare, nell’industria, nell’agricoltura, nell’assistenza medica e sanitaria e in altri campi, e diventeranno sicuramente un membro importante di l'Internet delle cose

L’obiettivo finale dello sviluppo dell’Internet delle cose non è semplicemente quello di interconnettere cose con altre cose, ma di generare molti dispositivi intelligenti con capacità di elaborazione, comunicazione, controllo, collaborazione e autonomia per ottenere percezione in tempo reale, controllo dinamico e servizi di informazione obiettivo della ricerca sui robot intelligenti Ciò che viene perseguito sono anche le capacità di comportamento, apprendimento e percezione della conoscenza del robot. A questo punto, i robot intelligenti hanno molte somiglianze con gli obiettivi di ricerca dell'Internet delle cose;

L'integrazione del cloud computing, dei big data e della tecnologia robotica intelligente ha portato alla nascita di "robot cloud" grazie alle potenti capacità di calcolo e archiviazione del cloud computing, su cui è possibile concentrare un gran numero di attività di calcolo e archiviazione dei robot intelligenti il cloud, consentendo al contempo a un singolo robot di accedere al cloud computing e alle risorse di archiviazione, che richiedono meno elaborazione e archiviazione a bordo per i robot, riduce i costi di produzione dei robot e aumenta l’altezza e la profondità delle applicazioni robotiche intelligenti nell’Internet delle cose.

Classificazione
  1. Robot industriale
  2. robot agricolo
  3. robot di servizio
  4. robot medico
  5. microrobot
  6. robot di micromanipolazione
  7. robot umanoide
  8. robot giocattolo
  9. Robot speciale
  10. robot spaziale
  11. robot militare