رایانش لبه چیست؟
رایانش لبه (Edge Computing) یکی از مهم‌ترین روندهای رایانش ابری است که امکان پردازش و تحلیل داده‌ها را به‌صورت محلی، یعنی روی خود دستگاه یا در نقطه نزدیک به محل تولید داده، فراهم می‌کند؛ نه در فضای ابری و مراکز داده‌ متمرکز. واژه «لبه» به نقطه‌ای از شبکه اشاره دارد که در آن داده‌ها تولید و پردازش می‌شوند؛ این در حالی‌ست که در مدل‌های سنتی، داده‌ها به یک مرکز پردازش مرکزی ارسال می‌شوند. در رایانش لبه، پردازش و تحلیل در همان محل تولید داده‌ها انجام می‌شود. این موضوع افزایش سرعت و کارایی فرایند تصمیم‌گیری را به همراه دارد.
بیشتر بخوانید:
روندهای رایانش ابری در سال ۲۰۲۴، کاتالیزور کسب‌وکارها در فرایند تحول دیجیتال!
مفهوم رایانش لبه در پاسخ به نیاز روزافزون به پردازش و تحلیل آنی داده‌ها در عصر اینترنت اشیاء (IoT) شکل گرفت. با افزایش تعداد دستگاه‌ها و حسگرهای متصل، حجم عظیمی از داده تولید می‌شود. معماری‌های سنتی رایانش ابری که بر مراکز داده متمرکز متکی هستند، توانایی مدیریت این حجم و سرعت داده را ندارند.
رایانش لبه با نزدیک‌کردن پردازش و ذخیره‌سازی به محل تولید داده، نیاز به ارسال مکرر داده‌ها بین دستگاه و فضای ابری را کاهش می‌دهد. این رویکرد نه‌تنها تأخیر ارتباطی را که معمولاً در رایانش ابری دیده می‌شود، کاهش می‌دهد، بلکه موجب تصمیم‌گیری سریع‌تر و مصرف پهنای باند کمتر می‌شود.
از سوی دیگر، رایانش لبه می‌تواند امنیت داده‌ها را نیز افزایش دهد؛ چراکه پردازش در همان محل تولید داده انجام می‌شود و نیازی به ارسال اطلاعات از طریق شبکه به فضای ابری نیست. این موضوع احتمال رهگیری یا نفوذ به داده‌های حساس را کاهش می‌دهد.
رایانش لبه این امکان را فراهم می‌کند که داده‌ها مستقیماً در خود خودرو و به‌صورت آنی پردازش شوند، بدون اینکه نیاز باشد به فضای ابری ارسال شوند. نتیجه این قابلیت، افزایش دقت در ناوبری، شناسایی بهتر موانع و مدیریت بهینه جریان ترافیک است که همگی به افزایش ایمنی و کاهش تصادفات کمک می‌کنند.
رایانش لبه، یک فناوری‌ تحول‌آفرین در شیوه پردازش و تحلیل داده‌هاست و این فرایندها را سریع‌تر، بهینه‌تر و امن‌تر می‌کند. با توجه به قابلیت رایانش لبه در نزدیک‌کردن عملیات پردازش و ذخیره‌سازی به منبع داده، این فناوری می‌تواند زمینه‌ساز جهش‌هایی در بهره‌وری و نوآوری در صنایع مختلف از جمله صنعت خودروهای خودران باشد.

شیوه‌های پیاده‌سازی رایانش لبه در صنعت خودرو
رایانش لبه در صنعت خودروسازی به معنای استقرار منابع پردازشی، ذخیره‌سازی و قابلیت‌های شبکه‌ای در نزدیکی محل تولید و مصرف داده‌ها، یعنی خودروها است. این رویکرد موجب کاهش تأخیر، افزایش سرعت عکس‌العمل و ارتقای امنیت داده‌ها می‌شود؛ چرا که پردازش و تحلیل اطلاعات به‌صورت محلی انجام می‌گیرد و نیازی به ارسال داده‌ها به فضای ابری مرکزی نیست.
رایانش لبه در خودروهای خودران به چند شیوه قابل پیاده‌سازی است:
1. رایانش لبه درون‌خودرویی (In-Vehicle Edge Computing): در این روش، منابع پردازشی در داخل خود خودرو تعبیه می‌شوند. این منابع می‌توانند شامل رایانه‌های داخلی، پردازنده‌ها یا میکروکنترلرهایی باشند که برای ارتقای عملکرد خودرو در شرایط محیطی سخت طراحی شده‌اند.
2. رایانش لبه در شبکه (Edge Computing in the Network): در این حالت، منابع پردازشی نزدیک به لبه شبکه مانند ایستگاه‌های پایه سلولی (cellular base stations)، واحدهای کنار جاده یا نقاط دسترسی مستقر می‌شوند. این شیوه، تأخیر شبکه را کاهش داده و توانایی پردازش داده‌ها را افزایش می‌دهد.
3. رایانش ابری لبه‌ای (Cloud-to-Edge Computing): در این رویکرد، منابع پردازشی هم در فضای ابری و هم در لبه شبکه مستقر هستند. این ترکیب، امکان پردازش داده‌ها را به‌صورت محلی و از راه دور فراهم کرده و بهره‌وری بالاتری را در تحلیل داده‌ها ایجاد می‌کند.
بیشتر بخوانید:
رایانش لبه چیست و چه نقشی در آینده تکنولوژی‌ بازی می‌کند؟
ورود خودران‌ها در حوزه سلامت چگونه به تحول این صنعت کمک می‌کند؟

مزایای رایانش لبه در خودروهای خودران
رایانش لبه در حوزه خودروهای خودران مزایای متعددی دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
1. کاهش تأخیر: رایانش لبه با امکان‌پردازش آنی داده‌ها، تأخیر در انتقال و پردازش اطلاعات را به‌حداقل می‌رساند. این ویژگی برای کاربردهایی مانند رانندگی خودران که تصمیم‌گیری لحظه‌ای در آن‌ها حیاتی است کاملاً ضروری و تأثیرگذار است.
2. افزایش امنیت: با پردازش و تحلیل داده‌ها به‌صورت محلی و بدون نیاز به ارسال آن‌ها به فضای ابری متمرکز، رایانش لبه خطر افشای اطلاعات یا دسترسی‌های غیرمجاز به داده‌های حساس را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.
3. کاهش هزینه‌ها: رایانش لبه نیاز به ارسال مداوم داده‌ها به فضای ابری را کاهش می‌دهد و در نتیجه هزینه‌های مربوط به انتقال و پردازش داده‌ها نیز کاهش می‌یابد. این مزیت می‌تواند منجر به صرفه‌جویی‌های چشمگیری برای شرکت‌های فعال در صنعت خودروسازی شود.
4. افزایش توان پردازشی: با امکان‌پردازش محلی داده‌ها، رایانش لبه موجب بهینه‌سازی استفاده از منابع محاسباتی می‌شود. این موضوع به تحلیل سریع‌تر و دقیق‌تر اطلاعات و در نهایت افزایش ظرفیت پردازش سیستم‌ها کمک می‌کند.

آیا خودروهای خودران به رایانش لبه نیاز دارند؟

خودروهای خودران برای عملکرد مؤثر و ایمن، به‌شدت به پردازش داده و ارتباطات بلادرنگ متکی هستند. این خودروها برای تصمیم‌گیری‌های هوشمندانه و لحظه‌ای در رانندگی، به اطلاعات آنی از محیط پیرامون خود نیاز دارند؛ اطلاعاتی مانند موقعیت سایر خودروها، وضعیت جاده و موانع احتمالی. این داده‌ها از طریق حسگرها و تجهیزات متعددی نظیر دوربین‌ها، فناوری سنجش از راه دور لیدار (LIDAR)، رادار و گیرنده‌های GPS که روی خودرو نصب شده‌اند جمع‌آوری می‌شود. با این حال، پردازش و تحلیل این حجم عظیم از داده‌ها در لحظه، به توان پردازشی بالایی نیاز دارد که ممکن است در سیستم‌های داخلی خودرو در دسترس نباشد.

در این‌جا، رایانش لبه به‌عنوان یک معماری محاسباتی توزیع‌شده وارد عمل می‌شود. این فناوری، پردازش داده‌ها را به نزدیک‌ترین نقطه به محل تولید داده یعنی «لبه شبکه» منتقل می‌کند. رایانش لبه با استقرار تجهیزات محاسباتی کوچک مانند میکروسرورها، درگاه‌ها (Gateways) و حسگرهای هوشمند در نزدیکی منبع داده، امکان پردازش و تحلیل آنی اطلاعات را فراهم می‌سازد. این رویکرد، نیاز به انتقال داده به مراکز داده متمرکز را کاهش داده، تأخیر (Latency) را به حداقل می‌رساند و کارایی عملیات پردازش را افزایش می‌دهد.

خودروهای خودران می‌توانند به شکل‌های گوناگون از مزایای رایانش لبه بهره‌مند شوند:

• بهینه‌سازی بار شبکه و پردازش

پردازش داده‌ها در نزدیکی منبع تولید آن، به‌طور قابل‌توجهی تأخیر را کاهش می‌دهد و امکان پاسخ‌دهی فوری در موقعیت‌هایی را فراهم می‌سازد که نیاز به عملکرد آنی دارند. در لحظات بحرانی که زمان برای واکنش بسیار محدود است، خودروهای خودران می‌توانند از منابع محاسباتی لبه‌ای نزدیک استفاده کنند؛ در این صورت دیگر نیازی به ارسال داده‌ها به مراکز داده ابری دوردست نیست.

رایانش لبه‌ای با رشد و تنوع نیازهای پردازشی خودروهای خودران، می‌تواند بار داده را متعادل کند. این فناوری با انجام پیش‌پردازش روی داده‌ها و انتقال اطلاعات ضروری به فضای ابری، ضمن بهینه‌سازی مصرف پهنای باند و انرژی، موجب کاهش هزینه‌های انتقال داده می‌شود. همچنین با آزاد کردن منابع ابری و پالایش داده‌های دریافتی از چندین سرور لبه‌ای، نیاز به ارتباطات گسترده را کاهش داده و مدل‌های یادگیری جامع‌تری را برای ارائه خدمات رانندگی خودران قوی‌تر و تطبیق‌پذیرتر توسعه می‌دهد.

• کاهش وابستگی به مراکز داده متمرکز و فضای ابری

رایانش لبه باعث می‌شود خودروهای خودران برای پردازش داده‌ها به زیرساخت‌های ابری یا مراکز داده متمرکز وابسته نباشند؛ زیرساخت‌هایی که ممکن است در معرض اختلالات شبکه، تأخیر یا تهدیدات امنیتی قرار بگیرند. با پردازش داده‌ها در سطح محلی (درون خودرو)، این وسایل نقلیه می‌توانند حتی در مناطقی با پوشش ضعیف یا در شرایط قطع ارتباط شبکه نیز عملکرد خودران داشته باشند.

بیشتر بخوانید:

امنیت سایبری در عصر دیجیتال: محافظت از داده‌ها در دنیای آنلاین

۱۰ تهدید امنیت سایبری که در سال ۲۰۲۵ باید مراقب آن‌ها باشید!

• افزایش دقت و قابلیت اطمینان در تحلیل داده‌ها

حسگرها و دوربین‌های نصب‌شده روی خودروهای خودران، حجم عظیمی از داده‌های خام تولید می‌کنند که باید در لحظه پالایش، تحلیل و تفسیر شوند تا به تصمیم‌های رانندگی دقیق و ایمن منتهی شوند. رایانش لبه این امکان را فراهم می‌سازد تا داده‌ها به‌صورت آنی پردازش شوند و خودرو بتواند نسبت به تغییرات جاده‌ای سریع‌تر واکنش نشان دهد و از بروز حوادث جلوگیری کند.

• امکان ارتباط و همکاری میان خودروها و زیرساخت‌های شهری

رایانش لبه، امکان تبادل داده بین خودروهای خودران و سیستم‌های زیرساختی مانند چراغ‌های راهنمایی، تابلوهای جاده‌ای و پارکینگ‌ها را فراهم می‌سازد. این ارتباطات به بهینه‌سازی جریان ترافیک و کاهش تراکم کمک می‌کنند. برای مثال، زمانی که خودرویی به تقاطعی پرترافیک نزدیک می‌شود، می‌تواند با سایر وسایل نقلیه در تعامل قرار گیرد و حرکات خود را با آن‌ها هماهنگ کند تا احتمال تصادف کاهش یابد.

• پشتیبانی از قابلیت‌های پیشرفته

رایانش لبه امکان اجرای عملکردهایی نظیر نگهداری پیشگیرانه (Predictive Maintenance)، برنامه‌ریزی خودکار مسیر و ارائه خدمات شخصی‌سازی‌شده را فراهم می‌سازد. این قابلیت‌ها نیازمند تحلیل داده‌هایی هستند که از منابع متعددی مانند حسگرها، دوربین‌ها و حتی شبکه‌های اجتماعی جمع‌آوری می‌شوند. رایانش لبه پردازش این داده‌های عظیم را به‌صورت سریع و بهینه ممکن می‌سازد.

کاربردهای رایانش لبه در صنعت خودرو

رایانش لبه یک پارادایم محاسباتی توزیع‌شده (distributed computing paradigm) است که به‌جای اتکا به زیرساخت‌های ابری متمرکز،  پردازش داده‌ها را در نزدیکی محل تولید آن‌ها انجام می‌دهد. این رویکرد مزایای متعددی از جمله کاهش تأخیر، افزایش قابلیت اطمینان و بهبود امنیت را به همراه دارد. در صنعت خودروسازی، رایانش لبه به‌دلیل توانایی در تسریع تصمیم‌گیری و بهره‌وری بیشتر از منابع، به‌سرعت در حال گسترش است. در ادامه با برخی از مهم‌ترین کاربردهای رایانش لبه در خودروهای خودران آشنا می‌شویم:

1.خودروهای خودران  (Autonomous Driving)

خودروهای خودران داده‌های حجیمی از جمله داده‌های حسگرها، اطلاعات ترافیکی و شرایط آب‌وهوا را تولید می‌کنند. به‌منظور تصمیم‌گیری آنی، رایانش لبه امکان پردازش این داده‌ها را مستقیماً روی خودرو فراهم می‌کند. این موضوع موجب افزایش سرعت واکنش خودرو به شرایط جاده‌ای و جلوگیری از تصادفات می‌شود.

2. نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه  (Predictive Maintenance)

رایانش لبه از طریق جمع‌آوری و تحلیل داده‌های حسگرهای نصب‌شده روی خودروها، می‌تواند مشکلات فنی را پیش از تبدیل شدن به خرابی‌های جدی شناسایی کند. این قابلیت امکان انجام تعمیرات پیشگیرانه را فراهم کرده و زمان توقف خودرو برای تعمیرات را کاهش می‌دهد.

3. سرگرمی رسانه‌ای (Infotainment)

رایانش لبه با تحلیل داده‌های مربوط به عادات و ترجیحات رانندگان و سرنشینان، می‌تواند خدمات سرگرمی رسانه‌ای شخصی‌سازی‌شده‌ای را مانند موسیقی، اخبار و پیش‌بینی وضعیت آب‌وهوا ارائه دهد. این قابلیت، تجربه رانندگی را جذاب‌تر و کاربرمحورتر می‌سازد.

بیشتر بخوانید:

سیستم اطلاعات سرگرمی، تحولی نو در صنعت خودروهای متصل!

4. مدیریت ناوگان (Fleet Management)

در حوزه مدیریت ناوگان، رایانش لبه با ارائه اطلاعات لحظه‌ای درباره موقعیت مکانی خودرو، مصرف سوخت و رفتار راننده، امکاناتی مانند بهینه‌سازی مسیرها، کاهش مصرف سوخت و افزایش ایمنی راننده را فراهم می‌سازد.

بیشتر بخوانید:

تکنولوژی رایانش ابری در خدمت مدیریت ناوگان حمل‌ونقل

5. به‌روزرسانی از راه دور (Over-The-Air Updates)

یکی دیگر از کاربردهای مهم رایانش لبه، به‌روزرسانی نرم‌افزارها و سیستم‌های عامل خودرو به‌صورت بی‌سیم یا از راه دور (OTA) است. این روش نیاز به مراجعه حضوری برای ارتقای سیستم را از بین می‌برد و موجب صرفه‌جویی در زمان و هزینه‌های مرتبط با به‌روزرسانی می‌شود.

6. مدیریت هوشمند ترافیک (Smart Traffic Management)

رایانش لبه با جمع‌آوری و تحلیل داده‌های حسگرها و دوربین‌های ترافیکی، امکان پیش‌بینی الگوهای ترافیکی و تنظیم آنی چراغ‌های راهنمایی را فراهم می‌کند. این موضوع موجب کاهش ازدحام، بهبود جریان ترافیک و افزایش ایمنی می‌شود.

کلام آخر

رایانش لبه به‌عنوان یکی از فناوری‌های کلیدی در صنعت خودروسازی، مزایای متعددی از جمله افزایش ایمنی، کاهش زمان خرابی خودروها و ارتقای تجربه رانندگی را به همراه دارد. با رشد روزافزون خودروهای خودران و خودروهای متصل، نقش رایانش لبه در آینده حمل‌ونقل بیش از پیش پررنگ خواهد شد. این فناوری نه‌تنها توان عملیاتی خودروها را افزایش می‌دهد، بلکه زمینه‌ساز تحول هوشمندانه‌تری در زیرساخت‌های حمل‌ونقل شهری خواهد بود.

در عصر تحولات سریع فناوری و ظهور راهکارهای نوین مانند رایانش لبه، همراه شدن کسب‌وکارها با این تغییرات اهمیت فراوانی دارد. در این راستا، راهکارهای سازمانی ایرانسل نیز سرویس‌های پیشرفته زیرساخت ابری را ارائه می‌دهد که می‌تواند مکمل فناوری‌های نوینی مانند رایانش لبه باشد. همچنین، با تهیه جدیدترین و به‌روزترین مقالات و اخبار علمی در حوزه فناوری‌های نوین، بستری فراهم کرده است تا علاقه‌مندان و فعالان صنعت با آخرین تحولات جهانی آشنا شوند و بهترین تصمیم‌ها را برای آینده کسب‌وکار خود بگیرند. برای آشنایی بیشتر با راهکارهای سازمانی ایرانسل، کد دستوری ستاره سه مربع (#۳*) را با خطوط ایرانسلی خود شماره‌گیری کنید یا از طریق ایمیل EB@mtnirancell.ir  با کارشناسان فنی در ارتباط باشید.

منبع:

https://www.analyticssteps.com/blogs/future-autonomous-cars-edge-computing

https://www.thefastmode.com/expert-opinion/36658-driving-on-the-edge-the-ways-edge-computing-will-power-autonomous-driving-solutions