Xuất bản: 2016-03-18 12:56:05
Từ xa xưa con người đã có ý thức về việc xây dựng các loại hình kết nối. Con người từ những nhóm nhỏ, cá thể riêng biệt đã biết kết nối với nhau để xây dựng thành một cộng đồng lớn hơn, qua đó giúp gia tăng sức mạnh để chóng chọi với các mối nguy hại từ bên ngoài. Hay đơn giản hơn, đó là việc sử dụng tre, nứa và các loại thân cây để dẫn nước từ nguồn về nơi sinh sống, "kết nối" gió với cối xay để nâng cao năng suất lao động…
Theo nhận định của các chuyên gia, để xây dựng thành công một thành phố thông minh thì một trong những việc đầu tiên là đảm bảo yếu tố cơ sở hạ tầng (Infrastructure). Thông thường khi nhắc đến Cơ sở hạ tầng chúng ta thường nhắc đến các thành phần như: đường sá, cầu cống, trường, lớp…các thành phần này thường được gọi chung là hạ tầng cứng (hard infrastructure). Tuy nhiên với cơ sợ hạ tầng người ta còn nhắc đến một khái niệm khác đó chính là hạ tầng mềm (Soft infrastructure). Hạ tầng mềm được ví như những mạch máu để nuôi dưỡng sự sống, sự tồn tại cho cơ thể. Đối với một thành phố thông minh, hạ tầng mềm chính là mạng lưới những kết nối các hệ thống của thành phố để chúng hoạt động hiệu quả hơn, đem lại nhiều lợi ích hơn. Những mạng lưới kết nối như vậy thường được biết đến với cái tên kết nối thông minh (smart connection).
Các hình thức kết nối thông minh
Từ xa xưa con người đã có ý thức về việc xây dựng các loại hình kết nối. Con người từ những nhóm nhỏ, cá thể riêng biệt đã biết kết nối với nhau để xây dựng thành một cộng đồng lớn hơn, qua đó giúp gia tăng sức mạnh để chóng chọi với các mối nguy hại từ bên ngoài. Hay đơn giản hơn, đó là việc sử dụng tre, nứa và các loại thân cây để dẫn nước từ nguồn về nơi sinh sống, “kết nối” gió với cối xay để nâng cao năng suất lao động…Từ những sự kết nối như vậy đã làm cho cuộc sống của con người ngày càng trở nên thoải mái hơn. Ngày nay cùng với sự phát triển của Khoa học kỹ thuật, các loại hình kết nối cũng ngày càng trở nên đa dạng. Sẽ không khó để bắt gặp cảnh tượng hai người ở hai quốc gia khác nhau, cách nhau nữa vòng trái đất vẫn có thể trò chuyện với nhau một cách thoải mái hay Bác sỹ có thể chẩn đoán, điều trị mà không nhất thiết phải gặp gỡ trực tiếp bệnh nhân…Với thành phố thông minh cũng vậy, chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp những sự kết nối, mối liên kết vẫn đang diễn ra hàng ngày. Chúng ta có thể tạm phân loại kết nối thông minh dưới dạng:
- Kết nối về mặt cơ học, vật lý: Trong kỷ nguyên kết nối vạn vật (internet of things) ngày nay, các hệ thống vật lý, cơ học tưởng chừng như vô hồn thì giờ đây hoàn toàn có thể “giao tiếp” với thế giới. Chúng ta đã từng nghe nói về những hệ thống giao thông thông minh, ở đó những chiếc đèn đường được gắn thêm “bộ não” để có khả năng giao tiếp với thế giới xung quanh. Chúng có khả năng bật sáng khi trời tối và tắt đi khi “cảm nhận” được sự xuất hiện của mặt trời. Hay trong lĩnh vực di động, con người ngày nay đã có thể nói chuyện với những chiếc điện thoại thông minh và máy tính bảng của mình. Những phương tiện liên lạc tưởng chừng như vô tri vô giác ấy thì giờ đây đã là những người trợ lý ảo thân thiện. Sự phát triển của ngành công nghệ sản xuất thiết bị đầu cuối cũng đã cho ra đời hàng loạt bộ cảm biến (sensor) có khả năng được tích hợp vào nhiều hệ thống khác nhau, giúp con người có thể thu thập được một khối lượng dữ liệu khổng lồ. Từ những thông tin thu được giúp con người có thể đưa ra được những hành động kịp thời cũng như những dự báo về xu hướng phát triển cho nhiều lĩnh vực. Các thiết bị cảm biến này được xem như một phần không thể tách rời trong việc xây dựng mạng lưới kết nối cho một thành phố thông minh. Tùy thuộc vào đặc thù của từng thành phố, việc sử dụng các thiết bị cảm biến đầu cuối cũng có sự khác nhau về tính đa dạng, quy mô và chủng loại. Điển hình tại Amsterdam trên các tuyến phố người ta lắp đặt các bộ cảm biến cho phép đo đạc và thu thập các dữ liệu liên quan đến chất lượng không khí, nồng độ CO, NO2, độ ẩm và các chỉ số liên quan đến mức độ ô nhiễm môi trường, các dữ liệu này được tổng hợp và truyền về trung tâm xử lý. Thông qua những dữ liệu thu được các nhà chức trách có thể xác định được chất lượng môi trường sống tại các khu dân cư và từ đó đưa ra những hành động thích hợp.
- Kết nối về mặt cộng đồng: Đây được xem là đỉnh cao của các loại hình kết nối sử dụng trong mô hình thành phố thông minh. Các mạng lưới kết nối dù có thông minh đến đâu đi chăng nữa cũng nhằm mục đích duy nhất là nâng cao chất lượng cuộc sống, xóa bỏ mọi khoảng cách, rào cản giữa con người với nhau. Có nhiều hình thức kết nối cộng đồng khác nhau đó có thể là thông qua kết nối cơ học vật lý hoặc bằng những hình thức khác. Tại Barcedona người ta xây dựng một mạng xã hội giành riêng cho người già, những người sống neo đơn. Tại đây những người có cùng hoàn cảnh có thể kết bạn giao lưu chia sẽ với nhau về cuộc sống. Bên cạnh đó thông qua mạng xã hội này những người già, người sống neo đơn còn có cơ hội nhận được sự giúp đỡ của chính quyền khi gặp các vấn đề liên quan đến sức khỏe. Tại New Songdo – một trong những thành phố thông minh bậc nhất thế giới, trẻ em ở đây còn có cơ hội tiếp cận với môi trường giáo dục hiện đại. Thông qua mạng kết nối giáo dục, trẻ em ở những nơi khác nhau vẫn có thể đến lớp, nhận được những chương trình đào tạo tốt nhất và sự hỗ trợ từ những giáo viên tốt nhất. Có thể nói những kết nối về mặt công nghệ tạo đã ra cơ hội gắn kết cho những con người sống trong cùng cộng đồng.
Công nghệ cho kết nối thông minh
Để xây dựng một mạng lưới kết nối cho thành phố thông minh chắc hẳn sẽ liên quan đến việc áp dụng rất nhiều công nghệ khác nhau. Có thể kể đến một số cái tên như:
- Điện toán đám mấy: Đứng đầu trong số các xu hướng phát triển công nghệ, kết nối thông minh cũng không nằm ngoài phạm vi ảnh hưởng của lĩnh vực này. Trong các hệ thống kết nối thông minh, dữ liệu thu thập được từ các thiết bị đầu cuối được lưu trữ tại các đám mây. Thông qua việc phân tích các dữ liệu thu được, các đám mây cũng đóng vai trò cung cấp các dịch vụ đến người sử dụng. Ví dụ tại Barcedona, các dữ liệu về giao thông được thu thập và lưu trữ lên đám mây. Tại đây các dữ liệu thu thập được đem ra phân tích giúp phản ánh được các thông số liên quan đến tình hình giao thông theo thời gian thực như: mật độ giao thông tại các địa điểm trong thành phố, mức độ ô nhiễm do khói bụi…người tham gia giao thông có thể cập nhật những thông tin này thông qua các dịch vụ đám mây.
- Kết nối không dây: Để xây dựng mạng lưới kết nối thông minh, chúng ta có thể sử dụng đến các công nghệ kết nối không dây khác nhau. Tùy phạm vi hệ thống và nhu cầu người sử dụng, các nhà sản xuất sẽ đưa vào áp dụng những công nghệ kết nối không dây thích hợp. Ví dụ đối với các hệ thống nhà thông minh (Smart Home) một số hãng sử dụng đến công nghệ ZigBee. Đây là công nghệ kết nối không dây phù hợp đối với các thiết bị giao tiếp tầm ngắn.
- Sản xuất thiết bị đầu cuối: Đây là một lĩnh vực có quy mô rộng lớn. Trong mạng lưới kết nối thông minh các thiết bị đầu cuối như: cảm biến, thiết bị thông tin liên lạc… đóng một vai trò quan trọng và không thể tách rời. Chất lượng của thiết bị ảnh hưởng đến tính chính xác của dữ liệu mà chúng thu thập. Với một thành phố thông minh chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp những hệ thống liên quan đến việc sử dụng các thiết bị cảm biến đầu cuối như: Giao thông, Quản lý rác thải, quản lý nguồn nước, quản lý năng lượng…
Những thách thức mà lĩnh vực kết nối thông minh phải đối mặt
- Tiêu chuẩn chung: Hiện nay có rất nhiều hãng công nghệ trên thế giới đã và đang bắt đầu tham gia vào quá trình sản xuất các sản phẩm liên quan đến việc xây dựng hệ thống kết nối thông minh. Một trong những thách thức mà các nhà sản xuất này phải đối mặt đó là sự thống nhất về các bộ tiêu chuẩn liên quan đến sản phẩm. Một hệ thống kết nối thông minh được xây dựng từ quá trình tích hợp nhiều thành phần khác nhau, việc không thống nhất các bộ tiêu chuẩn giao tiếp giữa các thành phần trong hệ thống có thể sẽ dẫn đến hoạt động của hệ thống không thể thực hiện một cách thông suốt.
- Vấn đề về Bảo mật: Vấn đề về bảo mật và An toàn thông tin luôn là một chủ đề nóng hổi. Các hệ thống kết nối sử dụng trong các thành phố thông minh là nơi lưu trữ số lượng lớn dữ liệu quan trong và tham gia vào quá trình điều khiển nhiều hoạt động quan trọng trong thành phố như: Giao thông, ứng cứu sự cố, quản lý năng lượng… Việc không đảm bảo tính bảo mật và an toàn cho các hệ thống này có thể sẽ trở thành cơ hội cho các thành phần xấu truy cập, trục lợi và thực hiện các hành vi phá hoại.
- Chi phí đầu tư: Để tạo ra mạng lưới kết nối thông minh đòi hỏi phải có nguồn kinh phí đầu tư ban đầu khá lớn, đây là một thách thức không hề nhỏ nhất là đối với các địa phương có nền kinh tế chưa phát triển. Tuy nhiên những hệ thống này sẽ đem lại những lợi ích trong dài hạn. Ví dụ trong lĩnh vực giao thông, chi phí đầu tư cho hệ thống đèn giao thông thông minh so với hệ thống đèn truyền thống cao gấp nhiều lần tuy nhiên nếu xét về lâu dài hệ thống này có thể đem lại nhiều hiệu quả hơn về mặt kinh tế. So với hệ thống cũ, hệ thống mới có khả năng tiết kiệm điện năng hơn, tuổi thọ cao hơn và hoạt động có sự linh hoạt cao hơn.
Kết nối thông minh và tiềm năng phát triển
Rõ ràng những lợi ích mà hệ thống kết nối thông minh đem lại là rất lớn. Ngày nay những hệ thống kết nối thông minh đã len lỏi vào mọi lĩnh vực của cuộc sống như: Giáo dục, Giao thông, Y tế, Năng lượng, Quản lý rác thải…Thông qua các hệ thống kết nối thông minh chất lượng cuộc sống con người được nâng cao lên rõ rệt. Con người ở những khu vực khác nhau vẫn có thể có cơ hội tiếp xúc với những hệ thống giáo dục tốt nhất, được sử dụng những dịch vụ chăm sóc sức khỏe tốt nhất… Kết nối thông minh đồng thời cũng trở thành phương tiện giúp các nhà quản lý thu thập và xử lý các thông tin liên quan đến mọi mặt của xã hội. Tuy nhiên lĩnh vực này vẫn còn phải đối mặt với không ít những khó khăn và thách thức. Để xây dựng một hệ thống kết nối thông minh phát triển toàn diện cần có sự tham gia chung sức của nhiều thành phần khác nhau trong xã hội như: doanh nghiệp, chính quyền và cả người dân…
Vũ Phan
Nhận xét