«РОЗУМНІ» РЕЧІ ТА SMART-ТЕХНОЛОГІЇ (Рубрика: Пригадайте)
Що ви знаєте про «розумні» пристрої, «розумний» дім?
«Розумні» пристрої (Smart-речі) — це цифрові ґаджети невеликого розміру, оснащені датчиками, які можуть підключатися до локальної мережі або Інтернету для збирання й передавання даних. «Розумний» дім — це система, в якій такі пристрої автоматично керують побутовими процесами, наприклад, освітленням, температурою, безпекою або побутовою технікою.
Як ви розумієте ці терміни?
Я розумію термін «Smart» (розумний) як здатність техніки взаємодіяти з навколишнім середовищем та приймати рішення автоматично за допомогою спеціальних програм. На мою думку, ці терміни описують технології, які роблять життя комфортнішим, дозволяючи керувати речами дистанційно без безпосередньої участі людини.
Чи є у вас «розумні» пристрої?
Так, я користуюся смартфоном та маю фітнес-трекер
Для чого ви їх використовуєте?
Я використовую фітнес-трекер для відслідковування своєї фізичної активності та моніторингу сну, а смартфон — для дистанційного спілкування, навігації та керування іншими цифровими сервісами.
ІНТЕРНЕТ РЕЧЕЙ (Рубрика: Пригадайте)
Що таке комп’ютерна мережа?
Комп’ютерна мережа — це сукупність комп’ютерів та інших цифрових пристроїв, з’єднаних каналами зв’язку для обміну даними та спільного використання ресурсів.
ІНТЕРНЕТ РЕЧЕЙ (ПРИГАДАЙТЕ)
Які пристрої можуть бути приєднані до комп’ютерної мережі?
До комп’ютерної мережі можуть бути приєднані персональні комп’ютери, ноутбуки, сервери, смартфони, планшети, принтери, а також сучасні «розумні» гаджети (Smart-речі), оснащені датчиками та сенсорами.
Що таке Інтернет?
Інтернет — це всесвітня глобальна система об’єднаних комп’ютерних мереж, яка дозволяє обмінюватися інформацією між пристроями по всьому світу.
Яким чином комп’ютерні пристрої підключаються до Інтернету?
Пристрої підключаються до Інтернету за допомогою дротових каналів (через мережевий кабель) або бездротових технологій (Wi-Fi, Bluetooth, мобільний інтернет, супутниковий зв’язок).
ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ ФУНКЦІОНУВАННЯ МЕРЕЖІ «ІНТЕРНЕТ РЕЧЕЙ» (ПРИГАДАЙТЕ)
Що таке ІР-адреса комп’ютера?
ІР-адреса — це унікальний числовий ідентифікатор (адреса) пристрою в комп’ютерній мережі, який дозволяє знаходити цей пристрій та передавати йому дані.
Із чого вона складається?
Найпоширеніша версія ІР-адреси (IPv4) складається з чотирьох десяткових чисел (від 0 до 255), які розділені між собою крапками (наприклад, 192.168.1.1).
Що таке інформаційна система?
На мою думку, інформаційна система — це сукупність засобів і методів, які використовуються для збирання, зберігання, обробки та передавання інформації з метою вирішення певних завдань.
Які її складові?
Я вважаю, що основними складовими інформаційної системи є апаратне забезпечення (комп’ютери, пристрої), програмне забезпечення, дані (інформація) та люди, які цією системою користуються.
ДАЙТЕ ВІДПОВІДІ НА ЗАПИТАННЯ
1. Які ви можете навести приклади використання «розумних» речей?
До прикладів таких речей належать «розумні» годинники, фітнес-трекери, Smart-окуляри, «розумні» годівниці для тварин та пластирі-градусники. Також сюди відносять системи «розумного» будинку, які керують освітленням, опаленням та безпекою оселі [Image: Мал. 7.1. Приклади «розумних» речей] [Image: Мал. 7.2. Функціонування системи «розумний» дім].
Поясніть їх функціонування.
Ці пристрої оснащені датчиками (камерами, термометрами, GPS) для збору даних і підключаються до Інтернету або локальної мережі. Вони передають інформацію у спеціальну програму на сервері чи смартфоні, яка аналізує дані та дозволяє пристроям діяти автоматично або керуватися дистанційно користувачем.
2. Що розуміють під Smart-технологіями?
Під Smart-технологіями розуміють технології, які забезпечують взаємодію цифрових пристроїв з навколишнім середовищем. Вони наділяють систему здатністю автоматично приймати рішення та керуватися віддалено для ефективного виконання побутових і виробничих завдань.
Чи використовують такі технології у вашому населеному пункті?
Я думаю, що так. Наприклад, у нас працює вуличне освітлення, яке автоматично вмикається з настанням темряви, а на дорогах встановлені камери спостереження та «розумні» світлофори. Також у багатьох магазинах та установах використовуються датчики руху для дверей та системи охорони.
3. У чому сутність питання інтернет-безпеки під час використання «розумних» пристроїв?
Сутність полягає у захисті пристроїв від несанкціонованого доступу, оскільки вони збирають багато особистої інформації (наприклад, місцезнаходження чи стан здоров’я). Якщо система погано захищена, кіберзлочинці можуть викрасти дані або перехопити керування пристроями, що може зашкодити майну і навіть здоров’ю людей.
4. Що таке Інтернет речей?
Інтернет речей (IoT) — це сукупність пристроїв, оснащених датчиками, сенсорами та засобами обробки сигналів, які підключені до глобальної мережі «Інтернет» для передавання даних та отримання команд.
Із чого він складається?
Система складається з датчиків (сенсорів), контролерів, вбудованих комп’ютерних пристроїв, каналів зв’язку (дротових або бездротових), серверів із програмним забезпеченням та виконуючих пристроїв (актуаторів).
5. Які базові принципи функціонування Інтернету речей?
Базовими принципами є наявність швидкісної глобальної мережі та під’єднання до неї різноманітних пристроїв, що мають конкретну ІР-адресу. Також це здатність пристроїв автоматично отримувати й відправляти дані та працювати за спеціальними програмами без постійного втручання людини.
6. Як функціонує мережа «Інтернет речей»?
Схема функціонування виглядає так: датчики збирають інформацію про середовище і передають її через контролери та Інтернет на сервери. Там програмне забезпечення аналізує дані та приймає рішення, після чого надсилає команду на виконуючі пристрої (наприклад, увімкнути світло) або повідомлення користувачу.
ОБГОВОРІТЬ І ЗРОБІТЬ ВИСНОВКИ
1. Яке значення має Інтернет речей у житті людей?
Інтернет речей створює нові умови для розвитку бізнесу, медицини, транспорту та охорони довкілля. На мою думку, ці технології роблять життя комфортнішим і безпечнішим, дозволяючи економити час та ресурси (воду, газ, електроенергію) завдяки «розумному» керуванню побутом.
2. Які негативні аспекти Інтернету речей ви можете назвати?
Головним негативним аспектом є проблема інформаційної безпеки та захисту даних. Оскільки «розумні» пристрої зберігають багато інформації про власника і підключені до мережі, вони стають вразливими до несанкціонованого втручання та кібератак.
Чим це може нашкодити суспільству; людям; природі?
Якщо система не захищена, кіберзлочинці можуть отримати доступ до приватних даних або точного місцезнаходження людини, що призведе до пограбувань або шантажу. У гірших випадках втручання в роботу пристроїв (наприклад, медичних датчиків, систем опалення або промислових об’єктів) несе пряму загрозу життю та здоров’ю людей, а також може спричинити екологічні аварії.
3. Яким чином Інтернет речей створює новий життєвий простір?
Інтернет речей забезпечує автоматизацію багатьох побутових і виробничих процесів без постійної участі людини. Це змінює умови життя, роблячи їх комфортнішими та безпечнішими, а також звільняє людям час для творчості, сім’ї та професійного розвитку.
4. Чи можна вважати Інтернет речей, «розумний» будинок інформаційними системами?
Так, я думаю, що Інтернет речей та «розумний» будинок можна і треба вважати інформаційними системами.
Відповідь поясніть.
Ці технології повністю відповідають структурі інформаційної системи: вони мають засоби для збирання даних (датчики й сенсори), канали для їх передавання (Інтернет), засоби для опрацювання (контролери, сервери, програми) та механізми для виведення результату або виконання дій (актуатори).
ВИКОНАЙТЕ ЗАВДАННЯ
1. Підготуйте на основі відео презентацію про використання Інтернету речей і «розумних» пристроїв.
Для презентації я підготував слайди, що пояснюють поняття Інтернету речей (IoT) як мережі пристроїв, оснащених датчиками. У роботі я навів приклади таких гаджетів: фітнес-трекери, смарт-годинники та системи «розумного» будинку. Також я додав схему, яка показує, що ці пристрої збирають дані, передають їх через Інтернет для аналізу та можуть виконувати команди дистанційно.
2. Підготуйте групове повідомлення у вигляді відеоролика про використання Інтернету речей у різних сферах економіки.
У нашому сценарії відеоролика ми розповімо про використання IoT у транспорті для відслідковування швидкості та керування світлофорами. Ми також покажемо застосування датчиків в екології для виявлення лісових пожеж (система «Лісовий дозор») та у медицині для дистанційного моніторингу стану пацієнтів. Окремо ми згадаємо про автоматизацію вуличного освітлення та опалення для економії ресурсів у містах.
3. Опишіть функціонування «розумних» систем на наведених прикладах у текстовому документі.
Щодо фітнес-браслета (приклад «а»): пристрій записує показники руху та організму в реальному часі, зберігає їх і передає через Wi-Fi або Bluetooth на мобільний пристрій чи сервер. Спеціальна програма аналізує ці дані, візуалізує їх у вигляді графіків та надає рекомендації користувачу.
Щодо «розумного» заводу (приклад «б»): датчики на обладнанні збирають інформацію про виробничі процеси та передають її каналами зв’язку. Система проводить аналіз і візуалізацію стану виробництва, після чого служби заводу автоматично приймають рішення для оптимізації роботи.
4. Підготуйте колективну презентацію на тему «Smart-освіта сьогодні», використовуючи онлайн-редактор презентацій Google.
У нашій спільній презентації ми висвітлили використання інтерактивних панелей, технологій віртуальної (VR) та доповненої (AR) реальності для проведення лабораторних робіт. Ми також описали переваги хмарних сервісів для зберігання навчальних матеріалів та можливості дистанційного навчання за допомогою онлайн-платформ, які підлаштовуються під темп кожного учня.
5. Оформіть результати роботи про створення в різних країнах світу сучасних Smart-міст в текстовому документі у вигляді буклета.
У буклеті я описав досвід Сінгапуру, де датчики регулюють транспортні потоки та споживання води. Також я додав інформацію про Амстердам, який використовує «розумне» вуличне освітлення для економії енергії, та Барселону, де впроваджено систему «розумного» паркування та вивезення сміття за допомогою сенсорів заповненості контейнерів.
6. Спробуйте встановити «розумну» розетку у вашому домі та зніміть відео, як ви це робили.
Для виконання цього завдання я ознайомився з інструкцією до «розумної» розетки. Процес встановлення, який я зафіксував на відео, складався з таких кроків: підключення пристрою до електромережі, завантаження спеціального мобільного додатку, з’єднання розетки з домашньою мережею Wi-Fi та синхронізація зі смартфоном.
Які зручності та переваги принесе цей пристрій вашій сім’ї?
На мою думку, головною перевагою є можливість дистанційного керування електроприладами, що підвищує безпеку (наприклад, перевірка вимкненої праски). Також пристрій забезпечує економію електроенергії завдяки налаштуванню графіку вмикання та вимикання світла або обігрівача.
Поясніть це у своєму відеозвіті.
У моєму відеозвіті я продемонстрував, як за допомогою смартфону вимикаю настільну лампу з іншої кімнати. Я пояснив, що така автоматизація дозволяє не хвилюватися про залишені увімкненими прилади та дозволяє моніторити рівень споживання енергії в реальному часі через додаток.
7. Створіть реальну «розумну» теплицю, використавши свої знання з фізики, технологій, інформатики тощо.
Для створення проєкту «розумної» теплиці я використав платформу Arduino, датчик вологості ґрунту, датчик температури та фоторезистор (для визначення рівня освітлення). Схема працює так: коли датчик фіксує низьку вологість ґрунту, автоматично вмикається міні-насос для поливу; якщо температура перевищує норму, вмикається вентилятор для провітрювання.
8. Виконайте проєкт «Наша Smart-школа», складіть схему реалізації та розрахуйте орієнтовний кошторис.
Схема реалізації:
- Коридори: встановлення датчиків руху для автоматичного вмикання світла (економія енергії).
- Класи: встановлення датчиків температури та вологості для контролю клімату.
- Вхід: система електронних перепусток (турнікети) для безпеки.
Орієнтовний кошторис (на базі навчального комплекту для одного кабінету):
- Мікроконтролер (наприклад, ESP8266 або Arduino): 300 грн.
- Датчик руху (PIR): 100 грн.
- Датчик температури та вологості (DHT11): 80 грн.
- Розумна розетка (для керування обігрівачем): 450 грн.
- Витратні матеріали (дроти, макетна плата): 150 грн.
Загальна сума: 1080 грн.
9. Виконайте проєкт «Мій “розумний” дім», складіть схему реалізації та розрахуйте орієнтовний кошторис.
Для реалізації проєкту я обрав базовий набір для автоматизації освітлення та контролю безпеки в кімнаті.
Схема реалізації:
- Датчики (руху, відкриття дверей) та розумні розетки збирають дані.
- Контролер (хаб) отримує сигнали через бездротовий зв’язок (ZigBee/Wi-Fi).
- Хаб передає інформацію на хмарний сервер через домашній роутер.
- Я отримую сповіщення та керую пристроями через додаток на смартфоні.
Орієнтовний кошторис:
- Центр керування (Hub) — 1 500 грн.
- Розумна розетка (2 шт.) — 900 грн.
- Датчик руху — 400 грн.
- Датчик відкриття вікна/дверей — 350 грн.
Разом: 3 150 грн.
10. Визначте, які перспективи розвитку суспільства та життя людей у новому цифровому світі, та створіть презентацію.
Я підготував структуру презентації на тему «Перспективи цифрового майбутнього»:
- Слайд 1: Зміни в побуті. Повна автоматизація рутинних справ (прибирання, закупівля продуктів) завдяки IoT.
- Слайд 2: Медицина. Дистанційний моніторинг здоров’я пацієнтів у реальному часі за допомогою переносних датчиків.
- Слайд 3: Екологія та міста. Smart-міста автоматично регулюватимуть освітлення і трафік, що зменшить викиди та збереже електроенергію.
- Слайд 4: Безпека. Нові виклики щодо захисту персональних даних від кіберзлочинців.
11. Пройдіть онлайн-курс «Вступ до IoT та цифрової трансформації» та покажіть свій сертифікат учителю/учительці.
Я зареєструвався на платформі Cisco Networking Academy, ознайомився з матеріалами курсу та успішно склав фінальний тест.
[Тут я демонструю свій іменний сертифікат про завершення курсу].
ГОТУЄМОСЬ ДО ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
Що таке, на вашу думку, штучний інтелект?
На мою думку, штучний інтелект — це комп’ютерні системи або програми, створені людиною, які здатні навчатися, аналізувати інформацію та виконувати завдання, що зазвичай потребують людського розуму, наприклад, розпізнавання мови чи прийняття рішень.
Чи використовували ви його?
Так, я вже використовував технології штучного інтелекту. Я часто користуюся голосовим асистентом Google на телефоні для пошуку інформації, а також перекладачем, який використовує ШІ для точнішого перекладу текстів.
Для яких цілей?
Я використовую інструменти штучного інтелекту для перекладу текстів з іноземних мов, пошуку ідей для шкільних проєктів та пояснення складних термінів. Також ці технології допомагають мені у редагуванні фотографій та створенні зображень для презентацій.
Які ви бачите переваги та недоліки використання штучного інтелекту в школі?
На мою думку, перевагою є швидкий доступ до знань та можливість отримати персональне пояснення складної теми у будь-який час. Проте суттєвим недоліком я вважаю ризик того, що учні можуть перестати думати самостійно і просто копіюватимуть готові відповіді, які до того ж можуть містити помилки.