Интеллектуальные системы включают в себя функции обнаружения, приведения в действие и управления, чтобы описывать и анализировать ситуацию, а также принимать решения на основе имеющихся данных прогнозирующим или адаптивным образом, тем самым выполняя интеллектуальные действия. В большинстве случаев «интеллектуальность» системы можно отнести к автономной работе, основанной на управлении с обратной связью , энергоэффективности и сетевым возможностям.
Характеристики
Умные системы обычно состоят из различных компонентов:
- Датчики для регистрации сигнала
- Элементы, передающие информацию в командно- административный блок
- Командно-контрольные подразделения, которые принимают решения и дают инструкции на основе доступной информации
- Компоненты, передающие решения и инструкции
- Приводы, которые выполняют или запускают требуемое действие
Разработка
Многие интеллектуальные системы произошли от микросистем . Они объединяют технологии и компоненты микросистемной техники (миниатюрные электрические, механические, оптические и жидкостные устройства) с другими дисциплинами, такими как биология, химия, нанонаука или когнитивные науки .
Есть три поколения интеллектуальных систем:
- Интеллектуальные системы первого поколения: устройства распознавания объектов , мониторинг состояния водителя и многофункциональные устройства для малоинвазивной хирургии
- Интеллектуальные системы второго поколения: активные миниатюрные искусственные органы, такие как кохлеарные имплантаты или искусственная поджелудочная железа , передовые системы управления энергией и сети датчиков окружающей среды.
- Интеллектуальные системы третьего поколения: сочетают в себе технический «интеллект» и когнитивные функции, чтобы обеспечить интерфейс между виртуальным и физическим миром.
Вызовы
Основной проблемой в технологии интеллектуальных систем является интеграция множества разнообразных компонентов, разработанных и произведенных с использованием самых разных технологий и материалов. Основное внимание уделяется разработке и производству совершенно новых рыночных продуктов и услуг для специализированных приложений (например, в медицинских технологиях) и для приложений массового рынка (например, в автомобильной промышленности).
В промышленном контексте, когда подчеркивается сочетание компонентов с целью объединения их функциональных и технических возможностей в функционально совместимую систему, используется термин «интеграция интеллектуальных систем». Этот термин отражает промышленные требования и особую сложность интеграции различных технологий, размеров компонентов и материалов в одну систему.
Системный подход требует интегрированного проектирования и производства и должен объединять междисциплинарные технологические подходы и решения ( конвергентные технологии ). Таким образом, производственные компании и научно-исследовательские институты сталкиваются с проблемами в плане специализированных технологических ноу-хау, квалифицированной рабочей силы, инструментов проектирования и оборудования, необходимого для исследований, проектирования и производства интегрированных интеллектуальных систем.
Приложения
Умные системы решают экологические, социальные и экономические проблемы, такие как ограниченные ресурсы, изменение климата, старение населения и глобализация. По этой причине они все чаще используются в большом количестве секторов. Ключевыми секторами в этом контексте являются транспорт, здравоохранение, энергетика, безопасность, логистика, ИКТ и производство.
Среда
Что касается экологических проблем, интеллектуальные решения для управления и распределения энергии, интеллектуального управления электроприводами, интеллектуальной логистики или энергоэффективного управления объектами могут к 2020 году сократить глобальные выбросы на 23%, что эквивалентно 9,2 Гт CO.
2е .
Автомобильный сектор
В автомобильном секторе интеграция интеллектуальных систем станет ключевым фактором, позволяющим использовать системы предупреждения столкновений и функции прогнозирующей помощи водителю для достижения цели Плана действий по обеспечению безопасности дорожного движения по сокращению вдвое количества смертей в результате дорожно-транспортных происшествий к 2020 году. для устойчивой и энергоэффективной мобильности, например, гибридной и электрической тяги.
Интернет вещей
Интеллектуальные системы также вносят значительный вклад в развитие будущего Интернета вещей , поскольку они обеспечивают интеллектуальную функциональность повседневным объектам, например, промышленным товарам в цепочке поставок или пищевым продуктам в цепочке поставок продуктов питания. С помощью активной технологии RFID , беспроводных датчиков, возможности распознавания и реагирования в реальном времени, энергоэффективности, а также сетевых функций объекты станут интеллектуальными объектами. Эти умные объекты могут поддержать пожилых людей и инвалидов. Тщательное отслеживание и мониторинг пищевых продуктов может улучшить снабжение и качество пищевых продуктов. Умные промышленные товары могут хранить информацию о своем происхождении, назначении, компонентах и использовании. А удаление отходов могло бы стать действительно эффективным процессом индивидуальной переработки .
Компания Armatix разработала пистолет, в котором используются наручные часы с функцией RFID .
Здравоохранение
В секторе здравоохранения технология интеллектуальных систем позволяет создавать более совершенные диагностические инструменты, улучшать лечение и повышать качество жизни пациентов за счет одновременного снижения затрат на государственные системы здравоохранения. Ключевыми разработками в этом секторе являются интеллектуальные миниатюрные устройства и искусственные органы, такие как искусственная поджелудочная железа или кохлеарные имплантаты .
Например, устройства Lab-on-a-chip имеют биохимические сенсоры, которые обнаруживают определенные молекулярные маркеры в жидкостях или тканях организма. Они могут включать в себя множество функций, таких как отбор образцов, подготовка образцов и предварительная обработка образцов, обработка и хранение данных, имплантируемые системы, которые могут реабсорбироваться организмом после использования, неинвазивные датчики, основанные на трансдермальных принципах, или устройства для быстрого реагирования. прием лекарства. В здравоохранении интеллектуальные системы часто работают автономно и внутри сетей, потому что эти системы могут обеспечивать мониторинг в реальном времени, диагностику, взаимодействие с другими устройствами и связь с пациентом или врачом.
Смотрите также
Рекомендации
- Ахрас, Г., "Умные материалы и умные системы для будущего" , Canadian Military Journal , 08/2000
- Программа работы Европейской комиссии в области ИКТ на 2007-08 гг. [1]
- Программа работы Европейской комиссии в области ИКТ на 2009-10 гг. [2]
- Гесснер, Томас, изд. (2008). Интеллектуальные системы интеграции 2008: вторая Европейская конференция и выставка по вопросам интеграции миниатюрных систем - микроэлектромеханических систем, интегральных схем и электронных компонентов, Барселона, Испания, 9-10 апреля 2008 года . Берлин: VDE-Verlag. ISBN 978-3-8007-3081-0.
- Гесснер, Томас (2007). Интеллектуальная системная интеграция 2007 Париж, Франция 27. - 28.03.2007; с CD-ROM . БерлинОффенбах: VDE-Verl. ISBN 978-3-8007-3009-4.
- Гесснер, Томас (2013). Интеграция интеллектуальных систем . БерлинОффенбах: VDE-Verl. ISBN 978-3-8007-3490-0.
- Мейер, Г. и др.: Advanced Microsystems for Automotive Applications 2009 - Smart Systems for Safety, Sustainability and Comfort, Springer 2009
- Интернет вещей в 2020 году - дорожная карта на будущее, 2008 год [3]
- Стратегический документ «Умные системы для полноценного электромобиля», 2008 г. [4]
- Варадан, ВК: Справочник по интеллектуальным системам и материалам , Inst Of Physics Pub, Лондон, 2005 г.
- Вадхаван, ВК: Умные структуры , Oxford University Press, 2005.
- Мейер, Гереон; и другие. (2018). Advanced Microsystems for Automotive Applications 2018: Smart Systems for Clean, Safe and Shared Road Vehicles . Берлин: Springer. ISBN 978-3-319-99762-9.
Внешние ссылки
- Европейская технологическая платформа интеграции интеллектуальных систем (EPoSS)
- Повестка дня стратегических исследований EPoSS на 2017 г.
- Демонстрация продукции Smart Systems Integrated®
- Smart Systems Integration 2009 - Европейская конференция и выставка
- Интеллектуальные системы для экологически чистых, безопасных и совместно используемых дорожных транспортных средств - 22-й Международный форум по передовым микросистемам для автомобильных приложений (AMAA 2018)