機器學習在物聯網中的作用是什麼?


物聯網 (IoT) 或網際網路+,是一個由各種裝置組成的網路。這些裝置彼此互連。這些裝置包括車輛、建築物和其他嵌入感測器、軟體和連線性的物體。機器學習 (ML) 是人工智慧 (AI) 的一部分。AI 必須經過訓練才能從資料中識別模式並進行預測。所有這些都在沒有任何顯式程式設計的情況下進行。近年來,機器學習在物聯網應用的建立中變得越來越重要。

在本文中,我們將探討機器學習在物聯網中的作用。

機器學習在物聯網中的作用

預測性維護

預測性維護是指在問題發生前進行維護以阻止問題發生,並根據從感測器收集的資料預測機器何時會發生故障。可以訓練機器學習演算法分析感測器資料並發現表明機器可能發生故障的趨勢。預測性維護的好處包括減少停機時間、提高安全性以及降低維護成本。

異常檢測

異常檢測是指識別超出預期範圍的事件或資料點。在物聯網應用中,異常檢測可用於檢測裝置中的異常行為或故障。機器學習演算法可以被訓練來檢測感測器資料中的異常情況,並在檢測到異常情況時觸發警報或操作。異常檢測有助於提高物聯網裝置的可靠性和安全性。

個性化

根據使用者行為和偏好,機器學習可用於個性化物聯網應用程式。例如,機器學習演算法可用於分析來自智慧家居的資料以識別居民的偏好,然後調整溫度、照明和音樂設定以適應這些偏好。個性化可以改善使用者體驗並提高物聯網裝置的採用率。

環境監測

來自感測器的資料可以估計環境因素。它測量溫度、溼度和空氣質量等因素。可以使用這些資料來監控和最佳化建築物、工廠和其他設施中的環境條件。機器學習還可以根據歷史資料預測環境條件,並修改設定以改善條件。

資源最佳化

在物聯網應用中,機器學習演算法可用於最大限度地利用水、電和材料等資源。例如,可以使用機器學習演算法分析智慧電網感測器資料來估計能源需求,並調整能源生產和分配以提高效率。藉助資源最佳化,可以降低成本並提高可持續性。

智慧交通

透過預測交通模式、最佳化路線和控制交通流量,機器學習演算法可用於最佳化交通系統。機器學習還可以用於分析來自車輛感測器的的資料以識別異常情況並預測維護需求。智慧交通可以緩解道路擁堵、提高安全性並減少汙染。

在物聯網中使用機器學習的挑戰

物聯網應用可以從機器學習中受益匪淺,但需要解決一些問題。一些挑戰包括 -

  • 資料質量 - 機器學習演算法需要高質量的資料才能提供準確的預測。由於資料可能存在噪聲、缺失或不一致,因此為物聯網應用開發精確的機器學習模型可能具有挑戰性。

  • 安全性 - 物聯網裝置可能面臨安全風險,例如病毒或駭客攻擊。機器學習演算法也可能容易受到對抗性示例或模型中毒等攻擊,這會影響模型的準確性。

  • 可擴充套件性 - 物聯網應用涉及大量資料和大量裝置,這可能難以擴充套件機器學習演算法。

  • 延遲 - 在許多物聯網應用中,即時或接近即時決策至關重要。但是,機器學習演算法可能需要大量的計算時間,這會在決策中引入延遲。在自動駕駛汽車或工業自動化等需要快速響應時間的應用中,這可能是一個關鍵問題。

  • 互操作性 - 機器學習演算法可能難以整合到物聯網裝置和系統中,因為它們通常使用各種技術和標準建立。由於互操作性限制,開發精確的機器學習模型可能具有挑戰性,這些限制可能包括資料格式、資料訪問和網路連線方面的問題。

  • 能效 - 物聯網裝置通常具有有限的電源和處理資源,這可能難以運行復雜的機器學習演算法。將資料傳輸到中央處理單元或雲進行分析所需的能量也可能是一個重大挑戰。節能的機器學習演算法對於克服這些挑戰並確保物聯網裝置可以在其電源和處理限制範圍內執行至關重要。

結論

機器學習已成為開發物聯網應用必不可少的工具。機器學習演算法可用於預測性維護、異常檢測、個性化、環境監測、資源最佳化和智慧交通。但是,其他問題 - 例如資料質量、安全性和可擴充套件性 - 需要解決。然而,機器學習在物聯網應用中的潛在優勢是巨大的,並將保持該行業的創新性。

因此,組織需要投資開發機器學習能力,以最大限度地發揮物聯網的潛力。透過正確整合機器學習和物聯網,組織可以最佳化運營、增強使用者體驗並提高可持續性,以及其他好處。

更新於:2023 年 5 月 17 日

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