Cyber-physical system
সাইবার-ফিজিক্যাল সিস্টেম (সিপিএস) বা ইন্টেলিজেন্ট সিস্টেম হল এমন একটি কম্পিউটার সিস্টেম যেখানে একটি প্রক্রিয়া কম্পিউটার-ভিত্তিক অ্যালগরিদম দ্বারা নিয়ন্ত্রিত বা পর্যবেক্ষণ করা হয়। সাইবার-ফিজিক্যাল সিস্টেমে, ভৌত এবং সফ্টওয়্যার উপাদানগুলি গভীরভাবে জড়িত, বিভিন্ন স্থানিক এবং সাময়িক স্কেলে কাজ করতে সক্ষম, একাধিক এবং স্বতন্ত্র আচরণগত পদ্ধতি প্রদর্শন করে এবং প্রসঙ্গের সাথে পরিবর্তিত উপায়ে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে। সিপিএস-এ আন্তঃবিষয়ক পন্থা, সাইবারনেটিক্স, মেকাট্রনিক্স, নকশা এবং প্রক্রিয়া বিজ্ঞানের তত্ত্বকে একত্রিত করা জড়িত। প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণকে প্রায়শই এম্বেডেড সিস্টেম হিসাবে উল্লেখ করা হয়। এমবেডেড সিস্টেমে, গণনামূলক উপাদানগুলির উপর বেশি জোর দেওয়া হয়, এবং গণনামূলক এবং শারীরিক উপাদানগুলির মধ্যে একটি তীব্র যোগসূত্রের উপর কম জোর দেওয়া হয়। সিপিএস ইন্টারনেট অফ থিংস (আইওটি)-এর অনুরূপ, একই মৌলিক স্থাপত্য ভাগ করে নেয়; তবুও, সিপিএস শারীরিক এবং গণনামূলক উপাদানগুলির মধ্যে একটি উচ্চতর সংমিশ্রণ এবং সমন্বয় উপস্থাপন করে। সিপিএস-এর উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে স্মার্ট গ্রিড, স্বায়ত্তশাসিত অটোমোবাইল সিস্টেম, চিকিৎসা পর্যবেক্ষণ, শিল্প নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা, রোবোটিক্স সিস্টেম, পুনর্ব্যবহারযোগ্য এবং স্বয়ংক্রিয় পাইলট এভিওনিক্স। মহাকাশ, স্বয়ংচালিত, রাসায়নিক প্রক্রিয়া, অসামরিক পরিকাঠামো, শক্তি, স্বাস্থ্যসেবা, উৎপাদন, পরিবহন, বিনোদন এবং ভোক্তা সরঞ্জামের মতো বিভিন্ন ক্ষেত্রে সাইবার-শারীরিক ব্যবস্থার পূর্বসূরী পাওয়া যায়। আরও ঐতিহ্যবাহী এমবেডেড সিস্টেমের বিপরীতে, একটি পূর্ণাঙ্গ সিপিএস সাধারণত স্বতন্ত্র ডিভাইসের পরিবর্তে শারীরিক ইনপুট এবং আউটপুটের সাথে মিথস্ক্রিয়া উপাদানগুলির একটি নেটওয়ার্ক হিসাবে ডিজাইন করা হয়। ধারণাটি রোবোটিক্স এবং সেন্সর নেটওয়ার্কের ধারণার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে জড়িত, যার মধ্যে গণনামূলক বুদ্ধিমত্তার যথাযথ বুদ্ধিমত্তা প্রক্রিয়া রয়েছে যা পথের নেতৃত্ব দেয়। বিজ্ঞান ও প্রকৌশলের চলমান অগ্রগতি সাইবার-শারীরিক ব্যবস্থার অভিযোজনযোগ্যতা, স্বায়ত্তশাসন, দক্ষতা, কার্যকারিতা, নির্ভরযোগ্যতা, নিরাপত্তা এবং ব্যবহারযোগ্যতা বৃদ্ধি করে বুদ্ধিমান পদ্ধতির মাধ্যমে গণনামূলক এবং ভৌত উপাদানগুলির মধ্যে যোগসূত্রকে উন্নত করে। এটি সাইবার-ফিজিক্যাল ব্যবস্থার সম্ভাবনাকে বিভিন্ন দিকে প্রসারিত করবে, যার মধ্যে রয়েছেঃ হস্তক্ষেপ (যেমন, সংঘর্ষ এড়ানো); নির্ভুলতা (যেমন, রোবোটিক সার্জারি এবং ন্যানো-স্তরের উৎপাদন); বিপজ্জনক বা দুর্গম পরিবেশে অপারেশন (যেমন, অনুসন্ধান ও উদ্ধার, অগ্নিনির্বাপণ এবং গভীর সমুদ্র অনুসন্ধান); সমন্বয় (যেমন, বিমান চলাচল নিয়ন্ত্রণ, যুদ্ধ লড়াই); দক্ষতা (যেমন, শূন্য-নেট শক্তি ভবন); এবং মানুষের সক্ষমতা বৃদ্ধি (যেমন। স্বাস্থ্যসেবা পর্যবেক্ষণ এবং বিতরণ)। ভ্রাম্যমাণ সাইবার-ভৌত ব্যবস্থা, যার মধ্যে অধ্যয়নরত ভৌত ব্যবস্থার সহজাত গতিশীলতা রয়েছে, সাইবার-ভৌত ব্যবস্থার একটি বিশিষ্ট উপবিভাগ। মোবাইল ফিজিক্যাল সিস্টেমের উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে মোবাইল রোবোটিক্স এবং মানুষ বা প্রাণী দ্বারা পরিবাহিত ইলেকট্রনিক্স। স্মার্টফোনের জনপ্রিয়তা বৃদ্ধি মোবাইল সাইবার-ফিজিক্যাল সিস্টেমের ক্ষেত্রে আগ্রহ বাড়িয়েছে। স্মার্টফোন প্ল্যাটফর্মগুলি বেশ কয়েকটি কারণে আদর্শ মোবাইল সাইবার-ফিজিক্যাল সিস্টেম তৈরি করে, যার মধ্যে রয়েছেঃ উল্লেখযোগ্য গণনামূলক সংস্থান, যেমন প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতা, স্থানীয় সঞ্চয় একাধিক সংবেদনশীল ইনপুট/আউটপুট ডিভাইস, যেমন টাচ স্ক্রিন, ক্যামেরা, জিপিএস চিপ, স্পিকার, মাইক্রোফোন, লাইট সেন্সর, প্রক্সিমিটি সেন্সর একাধিক যোগাযোগ ব্যবস্থা, যেমন ওয়াইফাই, 4জি, ইডিজিই, ব্লুটুথ যা ইন্টারনেটে বা অন্যান্য ডিভাইসে ডিভাইসগুলিকে আন্তঃসংযোগ করার জন্য উচ্চ-স্তরের প্রোগ্রামিং ভাষা যা মোবাইল সিপিএস নোড সফ্টওয়্যার, যেমন জাভা, সি #, বা জাভাস্ক্রিপ্টের দ্রুত বিকাশকে সক্ষম করে। মোবাইল সাইবার-ফিজিক্যাল সিস্টেমের উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে সিও নির্গমন ট্র্যাক এবং বিশ্লেষণ, ট্র্যাফিক দুর্ঘটনা সনাক্তকরণ, বীমা টেলিমেটিক্স এবং প্রথম প্রতিক্রিয়াকারীদের পরিস্থিতিগত সচেতনতা পরিষেবা প্রদান, ট্র্যাফিক পরিমাপ এবং হৃদরোগীদের পর্যবেক্ষণ করার জন্য অ্যাপ্লিকেশন। উদাহরণ সিপিএস-এর সাধারণ প্রয়োগগুলি সাধারণত সেন্সর-ভিত্তিক যোগাযোগ-সক্ষম স্বায়ত্তশাসিত ব্যবস্থার অধীনে পড়ে। উদাহরণস্বরূপ, অনেক বেতার সেন্সর নেটওয়ার্ক পরিবেশের কিছু দিক পর্যবেক্ষণ করে এবং প্রক্রিয়াজাত তথ্যকে একটি কেন্দ্রীয় নোডে রিলে করে। অন্যান্য ধরনের সিপিএসের মধ্যে রয়েছে স্মার্ট গ্রিড, স্বায়ত্তশাসিত স্বয়ংচালিত ব্যবস্থা, চিকিৎসা পর্যবেক্ষণ, প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা, বিতরণকৃত রোবোটিক্স, পুনর্ব্যবহারযোগ্য এবং স্বয়ংক্রিয় পাইলট এভিওনিক্স। এই ধরনের ব্যবস্থার একটি বাস্তব-বিশ্বের উদাহরণ হল এম. আই. টি-র ডিস্ট্রিবিউটেড রোবট গার্ডেন যেখানে রোবটদের একটি দল টমেটো গাছের বাগান দেখাশোনা করে। এই সিস্টেমটি ডিস্ট্রিবিউটেড সেন্সিং (প্রতিটি উদ্ভিদ তার অবস্থা পর্যবেক্ষণ করার জন্য একটি সেন্সর নোড দিয়ে সজ্জিত), নেভিগেশন, ম্যানিপুলেশন এবং ওয়্যারলেস নেটওয়ার্কিংকে একত্রিত করে। আইডাহো ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি এবং স্থিতিস্থাপক নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা নিয়ে গবেষণার সহযোগীদের প্রচেষ্টায় সিপিএসের নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার দিকগুলির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা যেতে পারে যা গুরুত্বপূর্ণ পরিকাঠামোকে বিস্তৃত করে। এই প্রচেষ্টাটি পরবর্তী প্রজন্মের নকশায় একটি সামগ্রিক দৃষ্টিভঙ্গি গ্রহণ করে এবং সাইবার নিরাপত্তা, মানুষের মিথস্ক্রিয়া এবং জটিল আন্তঃনির্ভরতার মতো স্থিতিস্থাপকতার দিকগুলি বিবেচনা করে যা ভালভাবে পরিমাপ করা হয় না। আরেকটি উদাহরণ হল এম. আই. টি-র চলমান কারটেল প্রকল্প যেখানে ট্যাক্সির একটি বহর বস্টন এলাকায় রিয়েল-টাইম ট্র্যাফিক তথ্য সংগ্রহ করে কাজ করে। ঐতিহাসিক তথ্যের সাথে, এই তথ্যটি দিনের একটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য দ্রুততম রুট গণনা করার জন্য ব্যবহার করা হয়। সিপিএসগুলি বৈদ্যুতিক গ্রিডে উন্নত নিয়ন্ত্রণ সম্পাদনের জন্যও ব্যবহৃত হয়, বিশেষত স্মার্ট গ্রিডের প্রেক্ষাপটে বিতরণকৃত পুনর্নবীকরণযোগ্য generation.The-এর সংহতকরণ বাড়ানোর জন্য বিশেষ প্রতিকারমূলক কর্ম প্রকল্পের প্রয়োজন হয় গ্রিডে বর্তমান প্রবাহকে সীমাবদ্ধ করার জন্য যখন বায়ু খামার উৎপাদন খুব বেশি হয়। ডিস্ট্রিবিউটেড সিপিএস এই ধরনের সমস্যার একটি মূল সমাধান শিল্পক্ষেত্রে ক্লাউড প্রযুক্তি দ্বারা ক্ষমতায়িত সাইবার-ফিজিক্যাল সিস্টেমগুলি অভিনব পদ্ধতির দিকে পরিচালিত করেছে যা স্নাইডার ইলেকট্রিক, এসএপি, হানিওয়েল, মাইক্রোসফ্ট ইত্যাদির মতো অংশীদারদের সাথে ইউরোপীয় কমিশন আইএমসি-এইএসওপি প্রকল্প হিসাবে ইন্ডাস্ট্রি 4-এর পথ প্রশস্ত করেছে। প্রদর্শন করেছেন। ডিজাইন এমবেডেড এবং সাইবার-ফিজিক্যাল সিস্টেমের বিকাশে একটি চ্যালেঞ্জ হল সফ্টওয়্যার এবং মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের মতো বিভিন্ন ইঞ্জিনিয়ারিং শাখার মধ্যে নকশা অনুশীলনের বড় পার্থক্য। উপরন্তু, আজকের দিনে নকশা অনুশীলনের ক্ষেত্রে এমন কোনও "ভাষা" নেই যা সিপিএসের সাথে জড়িত সমস্ত শাখার জন্য সাধারণ। আজ, এমন একটি বাজারে যেখানে দ্রুত উদ্ভাবনকে অপরিহার্য বলে মনে করা হয়, সমস্ত শাখার প্রকৌশলীদের সহযোগিতামূলকভাবে সিস্টেম ডিজাইনগুলি অন্বেষণ করতে, সফ্টওয়্যার এবং শারীরিক উপাদানগুলিতে দায়িত্ব বরাদ্দ করতে এবং তাদের মধ্যে বিনিময় বিশ্লেষণ করতে সক্ষম হতে হবে। সাম্প্রতিক অগ্রগতিগুলি দেখায় যে সহ-সিমুলেশন ব্যবহার করে কাপলিং শৃঙ্খলা নতুন সরঞ্জাম বা নকশা পদ্ধতি প্রয়োগ না করেই শাখা-প্রশাখাগুলিকে সহযোগিতা করার অনুমতি দেবে। মডেলিসার প্রকল্পের ফলাফলগুলি দেখায় যে কার্যকরী মক-আপ ইন্টারফেসের আকারে সহ-অনুকরণের জন্য একটি নতুন মান প্রস্তাব করে এই পদ্ধতিটি কার্যকর। গুরুত্ব ইউ. এস ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন (এন. এস. এফ) সাইবার-ফিজিক্যাল সিস্টেমকে গবেষণার একটি মূল ক্ষেত্র হিসাবে চিহ্নিত করেছে। 2006 সালের শেষের দিকে এনএসএফ এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের অন্যান্য যুক্তরাষ্ট্রীয় সংস্থাগুলি সাইবার-শারীরিক ব্যবস্থার উপর বেশ কয়েকটি কর্মশালার পৃষ্ঠপোষকতা করে। আরও দেখুন ডিজিটাল টুইন ইনডোর পজিশনিং সিস্টেম ইন্ডাস্ট্রি 4 বুদ্ধিমান রক্ষণাবেক্ষণ ব্যবস্থা ইন্টারনেট অফ থিংস রেসপন্সিভ কম্পিউটার-এডেড ডিজাইন সিগন্যাল-ফ্লো গ্রাফ রেফারেন্স এডওয়ার্ড এ লি, সাইবার-ফিজিক্যাল সিস্টেম-কম্পিউটিং ভিত্তি কি যথেষ্ট? পাওলো তাবুদা, সাইবার-ফিজিক্যাল সিস্টেমসঃ পজিশন পেপার রাজেশ গুপ্তা, প্রোগ্রামিং মডেলস অ্যান্ড মেথডস ফর স্প্যাটিও-টেম্পোরাল অ্যাকশনস অ্যান্ড রিজনিং ইন সাইবার-ফিজিক্যাল সিস্টেমস ই. এ. লি এবং এস. এ. সেশিয়া, ইন্ট্রোডাকশন টু এম্বেডেড সিস্টেমস-এ সাইবার-ফিজিক্যাল সিস্টেমস অ্যাপ্রোচ, http://LeeSeshia.org, 2011। আলতাউই আর., ইউসেফ এ., সাইবার ফিজিক্যাল সিস্টেমে সিকিউরিটি ট্রেড-অফসঃ ইমপ্লান্টেবল মেডিকেল ডিভাইসের উপর একটি কেস স্টাডি সার্ভে আহমেদ আই., সাইবার ফিজিক্যাল সিস্টেমের সুরক্ষার দিকগুলি বাহ্যিক লিঙ্ক সিপিএস ভার্চ্যুয়াল অর্গানাইজেশন সাইবার-ফিজিক্যাল সিস্টেমস সপ্তাহ সম্মেলন এই ক্ষেত্রে সাইবার-ফিজিক্যাল সিস্টেমের লেনদেন সম্পর্কিত বর্তমান গবেষণার চিত্র তুলে ধরে।