(91) 350-9520 support@omarine.org M-F: 7 AM - 7 PM; Weekends: 9 AM - 5 PM

Công nghiệp 4.0, điện toán đám mây, robot và trí tuệ nhân tạo

Công nghiệp 4.0 bao gồm các hệ thống vật lý không gian mạng (Cyber-Physical Systems – CPS), Internet vạn vật (Internet of Things – IoT), điện toán đám mây (cloud computing) điện toán nhận thức (cognitive computing), với mục tiêu tạo ra những “nhà máy thông minh”.

Công nghiệp 4.0 là một chủ đề rộng, nhưng có thể được gói gọn lại như sau: cơ thể của công nghiệp 4.0 là Internet (vạn vật) và linh hồn của nó là trí tuệ nhân tạo.

Bởi vì trang này là trang chủ yếu về trí tuệ nhân tạo và phần mềm máy tính, và bởi vì khuôn khổ bài viết có hạn, chủ đề công nghiệp 4.0 sẽ được thu hẹp trong khía cạnh điện toán đám mây và trí tuệ nhân tạo. Tuy nhiên, điện toán đám mây chia sẻ nhiều thông tin với hệ thống vật lý không gian mạng và Internet vạn vật. Còn trí tuệ nhân tạo thuộc về điện toán nhận thức, trong khi chương trình thông minh có mặt trong tất cả các bộ phận của công nghiệp 4.0. Trí tuệ nhân tạo qua nhiều thăng trầm vẫn còn là lĩnh vực mới mẻ trên thế giới và nó không có một ranh giới rõ ràng. Một số thuật giải thông minh khi trở nên phổ biến đã bị loại khỏi trí tuệ nhân tạo. Cũng do tính mới mẻ đó, một số khái niệm trong trí tuệ nhân tạo chưa được thống nhất để trở thành khái niệm chung.

Robot có thể được xem như một thể hiện cụ thể đáng quan tâm của hệ thống vật lý không gian mạng. Mặt khác, bản thân nó là một lĩnh vực riêng trải qua nhiều thế hệ công nghiệp theo thời gian. Hơn nữa, mối quan tâm về xu hướng và sự phát triển của robot đã vượt qua phạm vi công nghiệp, tập trung vào vấn đề học thuật và vấn đề xã hội trong sự liên quan mật thiết tới trí tuệ nhân tạo. Người ta cũng quan tâm tới việc robot công nghiệp đang chiếm mất việc làm của người lao động, nhưng vấn đề đó không nằm trong phạm vi của bài viết này. Nói ngắn gọn thì robot công nghiệp là một dạng tư liệu sản xuất mà chúng ta phải tiếp nhận, như đã từng tiếp nhận điện và máy tính. Bên cạnh đó trí tuệ nhân tạo lại tạo ra những công ăn việc làm mới. Nói cho công bằng thì robot công nghiệp đã làm thay con người trong những môi trường khắc nghiệt và làm những công việc mà con người không làm nổi.

Thời đại kỹ thuật số và cách mạng công nghiệp lần thứ ba

Cách mạng công nghiệp lần thứ ba còn được biết là cách mạng của máy tính và tự động hóa, nhưng kỹ thuật số mới là dấu hiệu cho bước chuyển to lớn. So với cách mạng công nghiệp trước đó, cách mạng công nghiệp lần thứ hai với điện năng, kỹ thuật số đã tạo ra bước ngoặt cho sự phát triển công nghiệp của loài người, khác hẳn những bước tiến thông thường. Một nhà máy nhiệt điện sẽ cho ra x đơn vị năng lượng điện từ x đơn vị năng lượng nhiệt (không tính tổn hao). Như thế là tuân theo định luật bảo toàn năng lượng. Trong khi đó, kỹ thuật số sử dụng lượng tử hóa để ánh xạ một không gian vô hạn vào một không gian hữu hạn các giá trị. Số màu sắc vô tận trong vũ trụ trở thành 16 triệu màu, là số màu sắc giới hạn mà mắt người có thể phân biệt được, chỉ với 24 bit mã hóa và được gọi là số màu thật (true color). Điều đó làm cho việc xử lý trở nên nhẹ nhàng và tạo ra sức mạnh khủng khiếp của kỹ thuật số trong thế giới số như chúng ta đã biết. Từ đây lại nảy sinh một vấn đề thú vị mang tính triết học. Nếu một người chỉ phân biệt được 256 màu thì thế giới của người đó chỉ có 256 màu. Vậy thế giới không phải là duy nhất mà tùy thuộc vào cảm nhận của mỗi người. Chỉ xét đến thế giới phục vụ con người trong công việc, không gian rất nhỏ, cụ thể, đong đếm được, là cốt lõi của kỹ thuật phương Tây. Chính vì vậy, các thành tựu khoa học-kỹ thuật trước nay đều chủ yếu đến từ phương Tây.

Công nghiệp 4.0 – điện toán đám mây

Thời đại kỹ thuật số vĩ đại như thế, vậy làm thế nào mà công nghiệp 4.0 có thể vượt qua nó? Chúng ta hãy điểm lại các bộ phận của công nghiệp 4.0: hệ thống vật lý không gian mạng, Internet vạn vật, điện toán đám mây và điện toán nhận thức. Internet vạn vật (IoT) chỉ là mở rộng mọi thứ đều kết nối vào mạng toàn cầu. Hệ thống vật lý không gian mạng tương tự IoT, chỉ khác nó thể hiện sự kết hợp và phối hợp cao hơn giữa các yếu tố vật lý và tính toán. Điện toán đám mây chỉ là một mô hình dựa trên các công nghệ (có cách tân) hiện có. Vậy chỉ có điện toán nhận thức hay trí tuệ nhân tạo mới đủ sức tạo ra thế hệ công nghiệp mới, đưa công nghiệp 4.0 vượt qua thời đại kỹ thuật số, và kỹ thuật số phải chấp nhận tụt về thời quá khứ.

Tình hình đã thay đổi. Trí tuệ nhân tạo không chỉ là một bộ môn kỹ thuật, nó cần sự kết hợp của kỹ thuật phương Tây với triết lý phương Đông. Cụ thể là kết hợp hiệu năng và khả năng thực hiện với kết quả khám phá quy luật của vũ trụ dành cho tối ưu, tự chủ và giải quyết các vấn đề mơ hồ.

Điện toán đám mây cung cấp truy cập ứng dụng như tiện ích trên Internet, bao gồm thao tác, cấu hình và truy cập ứng dụng trực tuyến.

Theo mô hình dịch vụ, điện toán đám mây được phân loại thành 3 mô hình dịch vụ cơ bản:

  • Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ (Infrastructure as a Service – IaaS): cung cấp các tài nguyên cơ sở hạ tầng như máy ảo, lưu trữ ảo, địa chỉ IP, mạng cục bộ ảo.

  • Nền tảng như một dịch vụ (Platform as a Service – PaaS): cung cấp môi trường thời gian chạy, công cụ lập trình, vv.

  • Phần mềm như một dịch vụ (Software as a Service – SaaS): cung cấp phần mềm như một dịch vụ tới người sử dụng cuối.

Phân loại theo kiểu truy cập vào đám mây, có 3 kiểu đám mây chính:

  • Đám mây công cộng (Public Cloud): cho phép truy cập công cộng. Đám mây loại này ít an toàn vì tính mở của nó.

  • Đám mây riêng (Private Cloud): dịch vụ được truy cập bên trong một tổ chức. Đám mây loại này an toàn hơn do tính chất riêng tư.

  • Đám mây lai (Hybrid Cloud): là sự trộn lẫn đám mây công cộng và đám mây riêng. Các hoạt động quan trọng sẽ sử dụng đám mây riêng, trong khi các hoạt động ít quan trọng sẽ sử dụng đám mây công cộng.

Cần phải nói thêm rằng, để đạt được tính minh bạch và khả năng mở rộng, việc cung cấp giải pháp ứng dụng cần phải có khả năng giám sát thông minh (intelligent monitoring).

Những lợi ích của điện toán đám mây

Điện toán đám mây có một số ưu điểm. Về cơ bản, đó là khách hàng nói chung hay bên thứ ba sử dụng cơ sở hạ tầng và tài nguyên trên đám mây, do đó không phải mua sắm phần cứng, không phải cài đặt, bảo trì và không cần có quản trị viên kỹ thuật cao trong cơ quan. Tất cả những vấn đề đó được thực hiện bởi nhà cung cấp dịch vụ đám mây. Doanh nghiệp chỉ cần tập trung vào kinh doanh trong lĩnh vực chuyên môn của mình thay vì phải quản lý máy chủ. Với kỹ thuật ảo hóa (Virtualization), tài nguyên phục vụ có thể được co giãn theo nhu cầu của khách hàng, do đó giá thành dịch vụ rẻ. Công tác sao lưu và cân bằng tải được thực hiện thường xuyên để đảm bảo độ tin cậy. An ninh được duy trì ở mức tối đa. Một số ưu điểm của điện toán đám mây được liệt kê chi tiết dưới đây:

  • Phần mềm ứng dụng được truy cập như tiện ích, trên Internet. Các phiên bản phần mềm được cập nhật, lỗi phần mềm được sửa chữa bởi nhà cung cấp dịch vụ đám mây (để đảm bảo chất lượng dịch vụ, họ phải cập nhật, sửa chữa kịp thời). Dịch vụ được trả tiền theo sử dụng (Pay Per Use), được cung cấp theo yêu cầu như một máy đo dịch vụ.

  • Thao tác và cấu hình phần mềm ứng dụng trực tuyến mọi lúc.

  • Không đòi hỏi phải cài đặt một phần mềm cụ thể để truy cập hoặc thao tác ứng dụng trên đám mây.

  • Cung cấp công cụ lập trình, công cụ triển khai và môi trường thời gian chạy trực tuyến. Bạn không phải bắt kịp mã của môi trường phát triển.

  • Tài nguyên đám mây là sẵn có cho truy cập độc lập nền tới mọi loại khách (client).

  • Tự cung cấp (tài nguyên) dịch vụ theo nhu cầu (không đòi hỏi phải tương tác với nhà cung cấp dịch vụ đám mây).

  • Hiệu quả cao về chi phí.

  • Cung cấp cân bằng tải để đảm bảo độ tin cậy (về băng thông).

Điện toán đám mây là một mô hình sử dụng các công nghệ hiện có

Thật vậy, ảo hóa là một kỹ thuật chính của điện toán đám mây, cho phép chia sẻ một thể hiện vật lý của một ứng dụng hoặc tài nguyên giữa nhiều tổ chức hoặc người thuê. Nó làm như vậy bằng cách gán một tên logic cho một tài nguyên vật lý và cung cấp một con trỏ đến tài nguyên vật lý đó khi được yêu cầu. Công việc ảo hóa như thế có thể sử dụng kỹ thuật ảo hóa KVM (Kernel-based Virtual Machine) trên hệ thống Linux, với gói phần mềm qemu (phiên bản hiện hành là qemu-2.10.0).

Tạo một máy ảo trên hệ điều hành và phần cứng đang tồn tại được gọi là ảo hóa phần cứng (Hardware Virtualization). Máy ảo cung cấp một môi trường được tách ra một cách logic khỏi phần cứng bên dưới. Máy mà trên đó máy ảo được tạo ra được gọi là máy chủ (host machine) và máy ảo được gọi là máy khách (guest machine). Máy ảo này được quản lý bởi một chương trình mức thấp hoặc phần mềm cơ sở, được gọi là hypervisor. Hypervisor đảm nhận vai trò của một bộ phận quản lý máy ảo (Virtual Machine Manager).

Với qemu và kernel được cấu hình sử dụng KVM, chúng ta có thể tạo máy ảo với các thông số lựa chọn về CPU, bộ nhớ, ổ đĩa cứng, các thiết bị USB, card mạng, cỡ màn ảnh, vv.

Máy host cần có bộ vi xử lý hỗ trợ công nghệ ảo hóa VT (Virtualization Technology) và phải làm cho nó có hiệu lực thông qua giao diện cấu hình BIOS.

Ai sử dụng điện toán đám mây?

Điện toán đám mây có những lợi ích như đã nêu trên, là xu thế công nghệ tất yếu, là một bộ phận quan trọng của thế hệ công nghiệp hiện đại. Cho nên chúng ta nên sử dụng điện toán đám mây (và hầu hết mọi người đang sử dụng điện toán đám mây ở dạng email dựa trên web – gmail, google drive và facebook, vv).

Tuy nhiên, các cơ quan, tổ chức mà yêu cầu đặt ưu tiên về bảo mật và độ tin cậy lên hàng đầu cần chú ý rằng: điện toán đám mây yêu cầu kết nối Internet và Internet là một mạng không đáng tin cậy (untrusted network) ; cân nhắc trong khi xem xét những thử thách của điện toán đám mây như dưới đây:

  • An ninh và bảo mật thông tin: vì quản lý dữ liệu và quản lý cơ sở hạ tầng được cung cấp bởi bên thứ ba nên nó là rủi ro để giao những thông tin nhạy cảm cho nhà cung cấp.

    Mặc dù người bán dịch vụ điện toán đám mây cố gắng để bảo vệ an toàn hơn cho mật khẩu tài khoản người dùng, bất kỳ dấu hiệu vi phạm an ninh sẽ dẫn đến tổn thất cho khách hàng và doanh nghiệp.

  • Phụ thuộc, thiếu cơ động: rất khó cho khách hàng để chuyển từ một nhà cung cấp dịch vụ đám mây này sang một nhà cung cấp dịch vụ đám mây khác. Kết quả là khách hàng bị phụ thuộc vào một nhà cung cấp dịch vụ đám mây cụ thể.

  • Phân tách tài nguyên thất bại: rủi ro này xuất phát từ thất bại trong việc cô lập tài nguyên để tách riêng rẽ lưu trữ, bộ nhớ và định tuyến giữa những người thuê khác nhau.

  • Không xóa được dữ liệu: có thể xảy ra tình trạng dữ liệu cần xóa lại không xóa được hết. Đó là trường hợp có một bản sao dữ liệu nhưng không truy cập được, hoặc đĩa cần hủy nhưng lại vướng dữ liệu của người thuê khác.

  • Giao diện quản lý là kẻ đồng lõa, có sự thỏa hiệp: trong trường hợp đám mây công cộng, giao diện quản lý khách hàng có thể truy cập được qua Internet.

  • Đám mây riêng, một mặt nó mất đi nhiều lợi ích chung của điện toán đám mây; mặt khác cho dù nó là dạng đám mây an toàn nhất, kể cả khi dịch vụ thuê là cơ sở hạ tầng để tăng quyền kiểm soát, người thuê cũng chỉ có thể kiểm soát tài nguyên một cách hạn chế, bao gồm cả tường lửa. Những thứ mà khách hàng có thể làm là cung cấp các lệnh quản trị tới máy ảo trong đám mây.

  • Đám mây không phải là tất cả: đám mây chỉ dùng được khi có kết nối Internet. Ngay cả khi có Internet, có thể nó không có phần mềm mà bạn cần.

  • Tốc độ thực hiện: Những ứng dụng mạnh trên đám mây yêu cầu băng thông cao, dẫn đến chi phí cao.

Công nghệ IT truyền thống ở đâu trong bối cảnh điện toán đám mây?

Điện toán đám mây yêu cầu kết nối Internet. Khi bạn sử dụng một trình duyệt web của một hệ điều hành cài đặt trên máy tính tại chỗ của mình để truy cập đám mây, là bạn đang sử dụng công nghệ IT truyền thống. Trình duyệt web này là phần khách của hệ thống điện toán đám mây, gọi là Front End.

Việc khách hàng không phải quản trị hệ thống thông thường là tính năng của điện toán đám mây, nhưng sẽ là hạn chế đối với nhu cầu tùy biến. Một cơ quan có yêu cầu cao về an ninh mạng sẽ cân nhắc về giải pháp sử dụng mạng nội bộ truyền thống (Non-Cloud) để có toàn quyền kiểm soát. Một mạng như thế với tường lửa tốt vẫn có thể sử dụng đám mây trong vai trò Front End đối với các hoạt động ít quan trọng.

Vì điện toán đám mây là một mô hình dựa trên các công nghệ hiện có, các công nghệ IT truyền thống có thể có mặt trong những bộ phận thích hợp trong cơ sở hạ tầng đám mây. Ngoài ra, người thuê dịch vụ cơ sở hạ tầng đám mây cũng có thể chạy hệ điều hành tùy biến cũng như các phần mềm server thông thường trên máy ảo của đám mây.

Trí tuệ nhân tạo, robot, xu hướng và những vấn đề của tương lai

Trí tuệ nhân tạo với tên gọi của nó không phải là một chương trình thông minh theo nghĩa áp đặt cách giải quyết hiện có, mà phải là kết quả của một chương trình mang tính người. Trong thuật giải di truyền, chiến lược tiến hóa phải chuyển từ chiến lược tiến hóa tham lam sang chiến lược tiến hóa nhân văn. Đó không phải là câu văn viết cho hay, mà là giải pháp khoa học có kiểm chứng. Chiến lược tiến hóa tham lam làm mất tính đa dạng của quần thể, tạo ra các siêu cá thể đơn điệu và nhanh chóng tiến tới tối ưu cục bộ. Chiến lược tiến hóa nhân văn chấp nhận các cá thể yếu trong một xác suất nhỏ hợp lý, và đó là giải pháp đúng để hứa hẹn một lược đồ tối ưu toàn cục. Những nội dung này là sự nhắc lại trong bài Omarine Schoolsheet 2016 2.0 – Thuật giải di truyền.

Chương trình trí tuệ nhân tạo đã vượt lên trên người sáng tạo ra nó, điều đó đã trở thành hiện thực.

Robot là một lĩnh vực độc lập với các cuộc cách mạng công nghiệp. Nó có các thế hệ phát triển riêng. Có ý kiến dự đoán robot thế hệ thứ ba, là vào sau năm 2020, sẽ có trí thông minh tương đương với con khỉ. Robot thế hệ thứ tư sẽ có trí thông minh như người, có thể vào năm 2040.

Mặt khác, các nhà nghiên cứu đang mô phỏng robot, tiến hóa quần thể robot theo nguyên lý của thuật giải di truyền, gọi chúng là robot tiến hóa (evolutionary robots).

Hệ điều hành Robot (Robot Operating System – ROS) là một bộ chương trình nguồn mở đang được phát triển tại Đại học Stanford, Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và Đại học Kỹ thuật Munich, Đức. Microsoft cũng đang phát triển một hệ thống “Windows cho robot”.

Trong khi lo ngại hậu quả trí tuệ nhân tạo (AI) vượt con người, người ta đề xuất xây dựng “ trí tuệ nhân tạo thân thiện” (Friendly AI), nghĩa là AI cần có bản chất thân thiện và nhân đạo. Các nhà nghiên cứu đã đưa ra một báo cáo cho thấy một bộ quy tắc đạo đức và một loạt các hướng dẫn pháp lý mới được gọi là “Nghiên cứu pháp luật về robot”. Thêm nữa là quyền robot (robot rights), tương tự như quyền con người (human rights) hoặc quyền của động vật (animal rights).

Advertisements

Gửi phản hồi

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.

%d bloggers like this: