人工智能在物联网 (IoT) 中的应用

2025年4月14日 | 阅读时间:4分钟

在后来的发展中,物联网(IoT)被定义为万物互联的延伸,成为全球数十亿人及设备不可或缺的一部分。然而,随着设备数量的增加,收集到的信息量庞大且复杂,传统方法无法有效分析数据并揭示洞察。人工智能(AI)应运而生:这项技术正在真正革新物联网的工作方式,使其更具可寻址性、智能化和灵活性。通过将 AI 和 IoT 相结合,一个智能自动化和互联互通的新时代正在扩展。

理解物联网和人工智能

物联网(Internet of Things)可以定义为日常使用的物品通过互联网连接起来,以系统化的方式收集、共享和分析数据。但原始数据只有在有快速有效的方法对其进行分类和分析时才非常有价值。

而这正是 AI 的用武之地;它利用 机器学习(ML)和深度学习算法来分析 IoT 数据并进行理解。将 AI 集成到 IoT 系统中,可以实现更好的决策制定,更快、更自主(或至少部分自主)的操作。

AI 在物联网中的应用

  1. 智能家居: AI 极大地丰富了物联网家居,使其智能化并根据用户进行定制。家庭助手、气候控制系统和入门摄像头会学习用户的行为,以节省能源、提高舒适度和安全性。例如,智能恒温器可以学习家庭的作息时间,并自行控制温度,以提供舒适感,同时节省能源。
  2. 医疗保健: AI 和 IoT 这两项先进技术的互动极大地促进了医疗保健领域的发展。上述设备可以检测患者的生命体征,并将数据发送给能够预测患者病情恶化情况的 AI 系统。此外,它还有助于减少患者的就医频率,同时协助管理疫情爆发和预防疾病。
  3. 工业物联网(IIoT): 在制造业中,AI 驱动的 IoT 系统促进了预测性维护,最大限度地减少了停机时间并提高了运营效率。AI 算法分析来自机械设备的传感器数据,以识别潜在的故障,从而在发生中断之前进行维修。此外,这些系统通过分析性能数据来优化生产流程。
  4. 智慧城市: 在很大程度上,AI 和 IoT 被用作开发智慧城市的基础,能源效率、废物减少和安全得到了可持续的保障。例如,使用人工智能的交通控制系统接收来自物联网传感器的数据,然后进行交通管制。
  5. 农业: AI 和 IoT 促进了智能农业,这是一个资源得到充分利用的过程。IoT 设备收集土壤、天气和作物状况的自动化技术,而人工智能算法则分析这些数据以提供纠正措施。它还减少了浪费,提高了作物产量,从而提高了社会和国家之间的粮食安全。

AI 在物联网中的主要优势

  1. 提高效率: AI 可以即时处理大量的 IoT 数据,从而实现快速决策和自动化。这极大地提高了从能源到供应链的各个领域的效率。
  2. 预测能力: AI 在企业中对 IoT 数据的考虑,使得在问题出现时能够制定处理措施。这在设备维护中最明显,因为可以最大限度地减少设备停机时间和维修成本。
  3. 个性化: AI 通过用户的行为发现客户的偏好和模式,从而为智能家居、医疗保健等提供定制服务。它还提高了用户的满意度,并促进了消费技术的发展。
  4. 改进安全性: 鉴于 IoT 系统具有更开放的连接介质,它们一直被认为容易受到网络威胁。AI 在安全方面表现出色,因为它可以读取网络的不同模式,识别威胁并防止风险升级。
  5. 节省成本: 由于流程的顺利运行、效率的消除以及设备故障的最小化,由人工智能支持的 IoT 系统可以帮助消费者和企业节省大量资金。

AI 在物联网中的未来

随着新技术的不断涌现,为 IoT 系统的日益复杂、有效性和集成做好了准备,AI 在 IoT 领域的未来前景乐观。塑造这一未来的关键趋势包括:

  1. 边缘 AI: 边缘 AI 使计算无处不在,使计算能力能够在 IoT 设备本身或附近可用,从而最大限度地减少延迟并实现实时处理。这在汽车和制造自动化等领域非常有益。
  2. AI 驱动的自动化: 未来,当 AI 为 IoT 构建更复杂的解决方案时,行业系统将变得更加自主。这将转变交通、供应链和农业等行业。
  3. 5G 和 IoT: 5G 网络的部署将显著增强 IoT 的优势和数据传输速度,进而增强 AI 系统处理数据能力。
  4. 绿色物联网: 可持续性正成为这里的一个重要关注点。新一代 AI IoT 技术将主要关注能源效率及其对环境的影响,从而提高可持续性。

结论

人工智能并非物联网的次要用途,而是这一现象的渐进式演变,它影响着设备的运行方式,甚至它们的学习方式。两者通过更好的系统、更好的自动化和更好的客户体验,为各行业的创新铺平了道路。

然而,要充分发挥 AI 在物联网中的潜力,就必须解决数据保护、集成和自主学习方面的一些问题。随着这两种技术不断改进和完善彼此的流程,AI 和 IoT 的集成将是巨大的;随着这两种技术开始塑造我们生活和工作的世界,其集成的未来将具有变革性。这种连接性和智能性的巨大协同作用,为我们构建一个更智能、更高效、更互联的社会铺平了道路。