نوشته‌ها

بلاکچین: ساختاری جدید برای سیستم‌های رباتیک جمعی – قسمت پنجم

ترجمه: نگار درزی

 

 

امنیت

یکی از موانع اصلی در توسعه گسترده ربات‌ها برای کاربرد‌های تجاری، امنیت است. تحقیقات پیشین بر ضرورت توسعه سیستم‌هایی که در آن اعضای مجموعه می‌توانند همتا‌های خود را شناسایی کرده و به آنها اعتماد کنند، تاکید کرده‌اند. این مسئله زمانی اهمیت یافت که نشان داده شد ورود اعضای «معیوب» یا متجاوز به مجموعه می‌تواند خطر بالقوه‌ای برای اهداف مجموعه یا یک نقص امنیتی محسوب شود. امنیت در هر محيطی، از جمله سيستم‌های رباتیک جمعی، اساسا در مورد ارائه خدمات اصلی از قبیل محرمانگی و یکپارچگی داده‌ها، احراز هویت اعضا و تائید اعتبار داده‌ها می‌باشد. در مقایسه با زمینه‌های دیگر، که تحقیقات امنیتی فعالی در مورد آنها صورت گرفته، سیستم‌های رباتیک جمعی از فقدان راه‌حل‌های عملی برای این مشکلات رنج می‌برند. موضوع امنیت، در بسیاری از تحقیقات برجسته نادیده گرفته‌شده، که یکی از دلایل آن، پیچیدگی و ناهمگن بودن برخی ویژگی‌های سیستم‌های رباتیک جمعی مانند خودمختاری ربات، کنترل غیرمتمرکز، تعداد بالای اعضا، رفتار ناگهانی اشتراکی و غیره است. بلاکچین نه تنها می‌تواند یک کانال ارتباطی همتا به همتا مطمئن برای عاملان مجموعه ارائه دهد، بلکه راهی را برای غلبه بر تهدیدات، آسیب‌پذیری‌ها و حملات بالقوه نیز فراهم می‌آورد.

آزمایشگاه بلاکچین ایران بیتکوین رباتیک 6

شکل 6. انواع مختلف ربات‌ها که کانال ارتباطی را با استفاده از کلیدهای عمومی به‌عنوان شناسه‌های اصلی به اشتراک می‌گذارند.

در برنامه رمزگذاری بلاکچین، تکنیک‌هایی از قبیل رمزگذاری کلید عمومی و امضای دیجیتال، ابزارهای پذیرفته شده‌ای هستند که به کمک آن‌ها نه تنها تراکنش‌ها از کانال‌های اشتراکی استفاده می‌کنند، بلکه هویت منحصربه‌فرد هر عامل را نیز در شبکه ارائه می‌دهند. همان‌طور که در شکل 6 نشان داده‌شده، یک جفت کلید مکمل، عمومی و خصوصی، برای هر عامل جهت ارائه این قابلیت‌ها ایجاد شده‌است. کلیدهای عمومی، اطلاعات قابل دسترسی اصلی عامل‌ها می‌باشد که در شبکه بلاکچین و در دسترس عموم قرار دارند. این کلید‌ها را می‌توان به‌عنوان یک نوع شماره حساب تلقی نمود. در مقابل، کلیدهای خصوصی، اطلاعات محرمانه  عامل مانند کلمات عبور، در سیستم‌های سنتی هستند و به‌صورت انحصاری برای تائید هویت عامل و عملیاتی که ممکن است اجرا کند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آزمایشگاه بلاکچین ایران بیتکوین رباتیک 7

شکل7. رمزگذاری کلید عمومی به ربات‌ها اجازه می‌دهد اطمینان حاصل کنند که محتوای پیام تنها توسط صاحب آدرس فرستنده قابل خواندن است.

در مورد رباتیک‌های جمعی، همان‌طور که در شکل 7 نشان داده شده، رمزگذاری کلید عمومی به آنها این اجازه را می‌دهد تا کلیدهای عمومی خود را با ربات‌های دیگری که قصد برقراری ارتباط با آن‌ها را دارند، به اشتراک بگذارد. بنابراین، هر ربات در شبکه می‌تواند اطلاعات را به آدرس‌ رباتی خاص ارسال کند، اما تنها رباتی که کلید خصوصی را در اختیار دارد، می‌تواند پیام را بخواند. از آنجا که کلید عمومی نمی‌تواند برای رمزگشایی پیام‌ها استفاده شود، اگر به دست افراد اشتباهی بیافتد، خطری ایجاد نمی‌کند. علاوه بر این، به کمک کلیدهای خصوصی، ربات‌های شخص ثالث نمی‌توانند چنین اطلاعاتی را رمزگشایی کنند، حتی اگر کانال ارتباطی یکسانی داشته باشند.

منبع: github

بلاکچین: ساختاری جدید برای سیستم‌های رباتیک جمعی – قسمت چهارم

ترجمه: نگار درزی

 

 

  1. II. رباتیک‌ جمعی؛ رشته‌ای نوظهور

سیستم‌های جمعی (SWARM)، به دلیل تاثیرپذیری اولیه از طبیعت و مدل‌های الهام گرفته شده از محیط زیست، به سازگاری با محیط و شرایط مختلف معروف هستند. از مزایای کلیدی ربات‌های جمعی می‌توان به مقاومت در برابر شکست و مقیاس‌پذیری اشاره کرد، که هر دو از ماهیت ساده و توزیع شونده هماهنگی میان آنها نشات می‌گیرد. با توجه به این ویژگی‌ها، رفتارهای کلی بطور واضح بیان نمی‌شود و به جای آن به تعاملات بین ربات‌ها پرداخته می‌شود. درنتیجه، همانطور که در شکل 4 نشان داده شده، تحقیقات رباتیک جمعی اخیرا محبوبیت بسیاری پیدا کرده است.

آزمایشگاه بلاکچین ایران بیتکوین رباتیک 4

شکل4. تعداد کل اسناد تحقیقاتی در زمینه سیستم‌های رباتیک جمعی در انتشار سالانه 2000 الی 2014

با ادامه کاهش هزینه‌های پلتفرم‌های رباتیک، تعداد برنامه‌های مورد استفاده در سیستم‌های ربات جمعی رو به افزایش است. این برنامه‌ها شامل حمل و نقل کالا که در آن گروه‌هایی از ربات‌های کوچک برای حمل اشیاء بلند و سنگین استفاده می‌شوند، کشاورزی حرفه‌ای جایی که ناوگانی از ربات‌های مستقل، وظایف ماشین‌آلات کشاورزی را به عهده می‌گیرند و حتی سیستم‌های سرگرمی، که در آن چندین ربات برای اجرای نمایش‌های تعاملی گرد هم می‌آیند، می‌شود. پیشرفت‌های ناشی از این رشته، تاثیر مستقیمی بر ظهور فناوری‌هایی چون وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV) و نانورباتیک داشته است.

این نمونه‌ها همراه با توسعه روبه رشد سخت‌افزاری رباتیک، نشان از کاربردهای تجاری بالای آنها دارد. هرچند، با ظهور شرکت‌های رباتیک جمعی، به وضوح مشکلاتی در انتقال موثر دانش و تکنولوژی از موسسات علمی به صنعتی وجود دارد. فعالیت‌های پیشین بر فقدان روش‌های کلی برای پرداختن به موضوعاتی از قبیل تحلیل امنیت، مکانیسم‌های آزمایش و یا پروتکل‌های امنیتی برای سیستم‌های رباتیک جمعی تاکید دارد. این موارد، مانع از پیشرفت گسترده برنامه‌های تجاری می‌شود.
یکی از بدیهیات در زمینه رباتیک جمعی، فقدان دانش جهانی یا مدل‌های ارتباطی شفاف بین ربات‌های جمعی است. به طور سنتی، سیستم‌های ربات جمعی منحصرا به ارتباطات محلی – مثل ارتباط میان ربات‌های مجاور در یک ماموریت گروهی- متکی بوده‌اند. بنابراین، استفاده از فناوری بلاکچین در ترکیب سیستم‌های رباتیک جمعی ممکن است نوعی انحراف از رویکرد اصلی به نظر برسد. با این وجود، استفاده از دانش جهانی در سیستم‌های ربات جمعی در کاربردهای مختلف مثل تکنیک‌های مشارکتی در هماهنگی با محیط‌های ناشناخته یا هماهنگ‌سازی میان تیم‌های جمعی مختلف مفید است. این یافته‌ها به این معنی است که ترکیب هر دو نوع اطلاعات – محلی و جامع – ممکن است بدون ایجاد آسیب‌پذیری نسبت به شکست و ویژگی مقیاس‌پذیری این سیستم‌ها، مفید و امکان‌پذیر باشد. علاوه بر این، دستاوردهای اخیر در طراحی و ساخت سخت‌افزارهایی چون مادربردهای Raspberry Pi8 یا Intel Galileo9، ربات‌های امروزی را قادر به استفاده از قابلیت‌های پردازشی بیشتر و همچنین دستگاه‌های ارتباطی با توان کم می‌سازد. این پیشرفت‌ها دری به سوی ارتباط شفاف و روش‌های دانش جهانی در سیستم‌های رباتیک جمعی باز می‌کند.

آزمایشگاه بلاکچینایران بیتکوین رباتیک 5

شکل 5. (a) مجموعه‌ای از ربات‌های  Kilobot 1024.  Kilobot 1024 را نشان می‌دهد که پلتفرم کم‌هزینه – بخش‌های 14 دلاری- می‌تواند راه‌حلی امکان‌پذیر برای تولید مجموعه‌های صدتایی یا هزارتایی باشد.

(b) ربات Microtug  برای حمل وزنه. ربات Microtug یک یدک‌کش است. این ربات‌ها از فناوری چسبندگی برای حرکت اشیایی با دوبرابر وزن خود استفاده می‌کنند.

در ادامه، خواهیم دید که چگونه بلاکچین و اصول اساسی آن می‌تواند برای مقابله با چهار مسئله مهم در زمینه رباتیک جمعی، از طریق استفاده از ربات‌ها به‌عنوان گره‌هایی در شبکه و انعکاس تعاملات آنها درون بلوک‌ها مفید باشد.

منبع: github

بلاکچین: ساختاری جدید برای سیستم‌های رباتیک جمعی – قسمت سوم

ترجمه: نگار درزی

در قسمت قبل از دو پروژه Bitcongress و Colored Coins نام بردیم. Bitcongress، یک پلتفرم رای‌گیری غیرمتمرکز است که برای سهولت فرآیند قانون‌گذاری و تصویب قانون از طریق ارائه سیستم رای‌گیری امن و معتبر ارائه شده است. پروژه  Colored Coins اما بر ایجاد دارایی‌های دیجیتالی که می‌توانند ارزش‌های دنیای واقعی را ارائه دهند، متمرکز است.

با ضمیمه کردن متاداده‌ها به تراکنش‌های بیتکوین می‌توان از توکن‌های دیجیتال در بلاکچین، برای ذخیره اطلاعاتی مانند اسناد، گواهینامه‌ها و غیره، ارائه مدارک حق مالکیت، یا صدور دارایی‌های مالی مثل سهام استفاده کرد. با توجه به مورد دوم،Colored Coins می‌تواند برای ایجاد سازمان‌های مشارکتی توزیع شده ( Distributed Collaborative Organizations) که اساسا سیستم‌های مجازی متشکل از سهامداران هستند، استفاده شود. در چنین مواردی، بلاکچین به صورت شفاف و ایمن به حفظ ساختار مالکیت شرکت، و همچنین ایجاد و توزیع سهام  برای DOC ها کمک می‌کند.

فناوری بلاکچین نشان می‌دهد که با ترکیب شبکه‌های همتا به همتا با الگوریتم‌های رمزنگاری، گروهی از عامل‌ها می‌توانند در مورد وضعیت‌های خاص کار به توافق رسیده و آن توافق را بدون نیاز به یک مقام کنترل‌کننده مرکزی، ثبت کنند. با توجه به ماهيت غيرمتمركز و اصول كليدي بلاکچین، مثل اعتبار و تحمل‌پذیری خطا، این فناوری می‌تواند در ترکیب با زمینه‌های نوظهور از قبیل حمل و نقل خودکار، لجستیک و سیستم‌های انبارداری یا حتی رایانش ابری، مفید باشد.

هدف این مقاله، اشاره به مزایای بالقوه ترکیب فناوری بلاکچین با رباتیک، بخصوص رباتیک‌های جمعی و سخت‌افزارهای پیشرفته رباتیک که توجه روزافزون بخش‌های صنعتی و آکادمیک را به خود جلب کرده‌اند و تاکید بر نحوه تسهیل تراکنش‌ها از تحقیقات آکادمیک تا کاربردهای دنیای واقعی و احتمالا کاربردهای گسترده صنعتی می‌باشد.

منبع: github