Internet of Things – Cơ sở hạ tầng mới
Với sự bùng nổ của “Internet of Things” (IoT), Internet có một sự chuyển dịch hình thái căn bản, từ môi trường, công cụ trao đổi thông tin trở thành hệ thống điều khiển các vật thể theo ý muốn của con người. Trong thực tế, “hệ thống điều khiển các vật thể” đó chính là nhà thông minh, thiết bị thông minh, trang trại thông minh, giao thông thông minh, thành phố thông minh… hiện đang là xu thế phát triển của cuộc sống hiện đại. Các quốc gia đã có sự quan tâm đặc biệt đến IoT như là cơ sở quan trọng cho việc phát triển kinh tế với làn sóng công nghệ mới, là thành tố quan trọng của Cách mạng công nghiệp lần thứ 4.
Đến năm 2013, IoT mới thực sự được khẳng định là một xu thế phát triển công nghệ phổ quát và tất yếu, với việc Sáng kiến tiêu chuẩn toàn cầu (Global Standard Initiative – GSI) coi IoT là “Cơ sở hạ tầng của xã hội thông tin”.
Hiện trạng và vấn đề của IoT
Hiện nay, việc triển khai các hệ thống IoT rất phức tạp, tốn nhiều thời gian, không đủ linh hoạt để nhanh chóng thay đổi, bổ sung thiết bị, qui trình và đòi hỏi phải có các chuyên gia về điện tử tự động hóa và công nghệ thông tin. Có hai vấn đề mấu chốt khi triển khai các ứng dụng IoT.
Một là làm thế nào để dễ dàng kết nối các thiết bị đầu vào và đầu ra vào cùng hệ thống trên nền Internet. Điều này dẫn đến yêu cầu phải có Hệ Điều Hành mới chuyên dùng cho IoT, bởi vì các hệ điều hành phổ biến hiện nay cho máy tính, smartphones chỉ cho phép dễ dàng kết nối các thiết bị thông dụng như bàn phím, chuột, máy in… nhưng lại rất khó khăn và phức tạp khi kết nối các thiết bị căn bản và đa dạng khác như rờ le, cảm biến nhiệt độ, động cơ servo…
Hai là làm thế nào để dễ dàng tạo ra các chương trình điều khiển cho các qui trình, tình huống đa dạng trong IoT. Cho đến nay vẫn đòi hỏi các ngôn ngữ lập trình cho hệ thống thông tin – lãnh địa của các chuyên gia phần mềm, và ngôn ngữ lập trình cho tự động hóa – lãnh địa của các chuyên gia về tự động hóa. Trên thực tế, hiện nay đang tồn tại hơn 10 ngôn ngữ lập trình về IoT, với những đặc thù chủ yếu để đáp ứng các yêu cầu của thiết bị phần cứng và giao tiếp người-máy. Sự lựa chọn ngôn ngữ nào để theo đuổi việc phát triển các hệ thống IoT là hết sức khó khăn cho các chuyên gia của hai lĩnh vực này. Điều này dẫn đến yêu cầu phải có Ngôn ngữ lập trình mới chuyên dùng cho IoT càng gần ngôn ngữ tự nhiên của con người càng tốt
Đây là yếu tố cơ bản làm hạn chế đáng kể việc áp dụng IoT nhanh chóng và rộng rãi cho tất cả các lĩnh vực chuyên ngành trong đời sống kinh tế xã hội.
V-LOGIC – Hệ điều hành chuyên cho IoT cho phép lập trình bằng ngôn ngữ tự nhiên
Từ năm 2012, vào thời điểm mà IoT có dấu hiệu của sự bùng nổ toàn cầu, công ty Hệ thống Việt – V-SYS đã phát triển thành công một bộ giải pháp bao gồm ngôn ngữ lập trình gần với ngôn ngữ tự nhiên và nền tảng Hệ điều hành V-Logic cho IoT hoàn toàn mới, nhằm phục vụ cho việc lập trình các qui trình tự động cùng với hệ thống phần cứng điều khiển nhúng I-O Easy.
Với bộ giải pháp Hệ điều hành V-Logic này, một người bình thường không phải là chuyên gia về công nghệ thông tin hay tự động hóa đều thiết kế, lập trình, phát triển một hệ thống có thể dễ dàng kết nối và giao tiếp với các thiết bị cảm biến đầu vào và các thiết bị chấp hành đầu ra.
Sau đó, dễ dàng thiết lập các qui trình tự động theo dạng thức “khi có điều này xảy ra, điều nọ xảy ra ở mức độ nào đó thì cần có chuỗi hành động nào, theo trình tự nào, điều kiện nào, hay ở mức độ tối ưu nào ”. Các hệ thống này có thể kết nối, cấp quyền và điều khiển lẫn nhau thông qua Internet. Chúng có thể hoạt động như là một hệ thống điều khiển liên hợp với số lượng thiết bị kết nối không giới hạn trong môi trường Internet.
Gần đây, công ty V-SYS đã phát triển thêm giải pháp cho phép mọi người có thể viết chương trình điều khiển hệ thống tự động bằng ngôn ngữ tự nhiên. Người Việt dùng tiếng Việt, người Mỹ dùng tiếng Anh, người Bulgari dùng tiếng Bulgari… để lập trình hệ thống IoT cũng như phát triển các apps trên smartphones, tablets. Được phát triển trên nguyên tắc giao tiếp như ngôn ngữ của con người bao gồm ngữ pháp (grammar) và từ vựng (danh từ, tính từ, động từ, trạng từ, liên từ và giới từ) , thay vì logic truyền thống của tất cả các ngôn ngữ lập trình khác,
V-Logic với việc đóng gói và chuyển giao tri thức chuyên ngành
Điểm ưu việt của V-Logic vượt ra ngoài phạm vi của ngôn ngữ lập trình. V-Logic cung cấp cho các chuyên gia trong các chuyên ngành (domain experts) khả năng thiết lập các hệ thống kiểm soát và điều khiển của ngành mình mà không cần nhiều kiến thức về công nghệ thông tin và không cần sự trợ giúp nào của chuyên gia lập trình.
Với việc sử dụng V-Logic, các chuyên gia thuộc các chuyên ngành sẽ nạp các qui trình tối ưu cho hệ thống, với know-hows trong các lĩnh vực tương ứng thành một hệ tri thức ngành được đóng gói. Ví dụ, chuyên gia về nhà thông minh sẽ đưa ra quy trình cho nhà thông minh, chuyên gia về thủy sản sẽ đưa ra qui trình cho ăn tối ưu phù hợp từng giống tôm, cá… theo ngày tuổi, điều kiện thời tiết, ao hồ; chuyên gia cứu hỏa sẽ đưa ra qui trình tối ưu cho các đối tượng cần phòng cháy; chuyên gia về châm cứu sẽ đưa ra trình tự, thủ pháp cấp xung điện cho các huyệt đạo theo nhịp điệu và cường độ phù hợp các bài châm…
Như vậy hệ thống IoT thông thường chỉ là công cụ cho việc tự động hóa việc thu thập, xử lý thông tin rồi điều khiển thiết bị chấp hành. Chỉ khi nào có các qui trình tối ưu, với know- hows của các chuyên gia chuyên nghành thì hệ thống mới thực sự là “thông minh”, đáp ứng được các yêu cầu điều khiển ở mức cao nhất, với chi phí và thời gian đầu vào là thấp nhất. Như vậy các chuyên gia chuyên nghành sẽ là những người đóng vai trò chính yếu tạo nên giá trị gia tăng trong hệ sinh thái IoT này mà không cần có sự tham gia của các chuyên gia lập trình, hay nói cách khác, họ cũng chính là “chuyên gia về IoT”.
Hơn thế nữa, với V-Logics, trẻ em cũng có thể trở thành “chuyên gia IoT”. Chúng có thể thiết lập các hệ thống vui chơi – học tập, theo sự hướng dẫn, hay theo ý thích của mình mà không cần học kiến thức lập trình. V-Logic có thể được truyền đạt thông qua một giáo trình rất đơn giản, ngắn gọn, có thể được thực hiện trong vòng vài giờ. Như vậy, sự phát triển trí tuệ và sáng tạo của trẻ sẽ được tập trung vào các quy trình chuyên biệt, như là mục tiêu, thay vì tập trung vào lập trình, chỉ như là một công cụ.
V-Logic là hệ điều hành và ngôn ngữ cho việc hiện thực hóa kinh tế tri thức
V-SYS hướng tới mục tiêu hoàn thiện V-Logic như là một bộ công cụ nền tảng để các chuyên gia bất kỳ chuyên nghành nào cũng có thể dễ dàng đóng gói các tri thức know-hows của mình trong các hệ thống IoT và phân phối chúng ra thị trường.
Trong những năm vừa qua, công ty V-SYS đã chuyển giao kiến thức về V-Logic cho các chuyên gia trong các lĩnh vực nhà ở thông minh, nhà máy, kho bãi thông minh, chăn nuôi và trồng trọt thông minh, bán lẻ thông minh… Với việc các chuyên gia có thể tự thiết lập hệ thống điều khiển, thời gian hoàn thành một công trình giảm xuống từ 10 đến 20 lần và tương tự, chi phí cũng giảm còn chỉ còn 5-10% so với các công trình ứng dụng IoT hiện nay trên thị trường sử dụng các phương pháp phổ biến khác.
Đây là cách thức hiệu quả nhất để mọi người khai thác tri thức chuyên gia – đóng gói thành hàng hóa theo dạng có thể dễ dàng phân phối toàn cầu thông qua IoT – mà bản chất chính là hiện thực hóa nền kinh tế tri thức không biên giới.
Các ví dụ ứng dụng V-Logic thành công
Hệ thống điều khiển theo IoT của V-SYS có thể bao trùm tất cả các lĩnh vực trong đời sống kinh tế xã hội. Hiện nay, V-SYS đã triển khai ứng dụng cho một số ngành như sau:
- Nhà thông minh, tòa nhà thông minh
- Hệ thống bán lẻ: Máy bán hàng tự động thông minh
- Nông nghiệp thông minh: Trang trại thủy sản; Trang trại rau quả
- Y tế: Máy châm cứu có thể thực hiện các thủ pháp châm cứu chuyên sâu; Máy nhắc uống thuốc tự động
- Nhà máy: Robot cộng sự (Collaborative robots) trong dây chuyền lắp ráp điện tử.
- Giáo dục: Đồ chơi robot, cho phép trẻ em có thể tự ráp và lập trình điều khiển robot.
- Trợ lý ảo tư vấn sản phẩm bán hàng bằng giọng nói.
Dưới đây là ví dụ về tài liệu mô tả qui trình đóng mở cổng của bãi đậu xe. Tài liệu mô tả này cũng chính là chương trình điều khiển qui trình đóng mở cổng của bãi đậu xe:
Khi cổng mở hết hành trình, dừng chuyển động cổng and cho hiện lên bảng đèn LED “Xin mời qua”.
Khi xe đã chạy qua khỏi cổng, chờ 3 giây cho an toàn rồi sau đó đóng cổng và cho hiện lên bảng đèn LED “Cổng đang đóng”.
Khi cổng đã đóng hoàn toàn, dừng chuyển động cổng.
Kết thúc qui trình và quay lại từ đầu.
