هلیوم (Helium) به عنوان اولین شبکه بی‌سیم نظیر به نظیر در جهان برای دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT)، انقلابی بزرگ در نحوه اتصال دستگاه‌ها به اینترنت ایجاد کرده است. این پروژه نوآورانه توانست در سال ۲۰۱۹ توجه جهانی را به خود جلب کند و مجله معتبر Time آن را به عنوان یکی از بهترین اختراعات سال معرفی کرد.

ساختاری نوآورانه برای اینترنت اشیا

هلیوم در حال توسعه شبکه‌ای بی‌سیم است که برخلاف شبکه‌های سنتی، مبتنی بر مدل نظیر به نظیر (Peer-to-Peer) عمل می‌کند. این بدان معناست که دستگاه‌ها به جای اتصال به یک سرور مرکزی، مستقیماً به یکدیگر متصل شده و داده‌ها را منتقل می‌کنند. این رویکرد باعث افزایش امنیت، کاهش هزینه‌ها و ارتقای پایداری شبکه می‌شود.

پوشش گسترده در ایالات متحده

تا به امروز، شبکه هلیوم در بیش از ۱۰۰۰ شهر ایالات متحده راه‌اندازی شده و همچنان در حال گسترش است. این شبکه میزبان دستگاه‌های متنوعی است که به اینترنت اشیا متصل می‌شوند، از جمله:

• قلاده‌های هوشمند برای حیوانات خانگی
• اسکوترهای الکترونیکی
• تجهیزات پزشکی حیاتی
• و بسیاری دستگاه‌های دیگر که نیازمند اتصال پایدار و کم‌مصرف به اینترنت هستند.

مدل کسب‌وکار و انگیزه‌دهی با ارز رمزنگاری شده

یکی از ویژگی‌های برجسته و منحصربه‌فرد شبکه هلیوم، بهره‌گیری از یک مدل کسب‌وکار کاملاً نوآورانه و مبتنی بر فناوری بلاکچین است. در این مدل، افرادی که دستگاه‌های هات اسپات هلیوم را خریداری، نصب و مدیریت می‌کنند، به عنوان اپراتورهای شبکه فعالیت می‌کنند و نقش حیاتی در گسترش و پایداری شبکه ایفا می‌کنند.

این اپراتورها با فراهم کردن پوشش بی‌سیم و انتقال داده‌های دستگاه‌های اینترنت اشیا به شبکه، به نوعی خدمات مهمی را ارائه می‌دهند که پایه و اساس عملکرد شبکه را تشکیل می‌دهد. در مقابل، به عنوان پاداش برای این خدمات، از طریق سیستم بلاکچین شبکه، ارز دیجیتال اختصاصی هلیوم به نام HNT به آن‌ها تعلق می‌گیرد.

این مکانیزم پاداش‌دهی هوشمندانه و مبتنی بر فناوری بلاکچین، انگیزه‌ای قوی برای کاربران و کسب‌وکارها ایجاد کرده است تا در توسعه و بهبود شبکه هلیوم مشارکت فعال داشته باشند. به عبارت دیگر، این مدل باعث شده تا افراد نه تنها به عنوان مصرف‌کننده، بلکه به عنوان تولیدکننده و توسعه‌دهنده شبکه نقش‌آفرینی کنند.

در نتیجه، این سیستم انگیزه‌دهی باعث شده که شبکه هلیوم به صورت پیوسته و سریع رشد کند، پوشش جغرافیایی آن گسترده‌تر شود و کیفیت خدمات به شکل قابل توجهی افزایش یابد. همچنین این مدل اقتصادی غیرمتمرکز، استقلال و شفافیت بالایی به شبکه می‌بخشد که در نهایت منجر به اعتماد بیشتر سرمایه‌گذاران و کاربران می‌شود.

تاثیر Helium بر آینده اینترنت اشیا

شبکه هلیوم با ارائه بستری امن، گسترده و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه، توانسته است جایگاه بسیار مهم و ویژه‌ای در دنیای پرشتاب و رو به رشد اینترنت اشیا (IoT) کسب کند. این شبکه نوآورانه، با ساختاری منحصربه‌فرد که ترکیبی از فناوری‌های بی‌سیم کم‌مصرف و بلاکچین است، به دستگاه‌های مختلف امکان می‌دهد بدون نیاز به زیرساخت‌های پیچیده و پرهزینه به اینترنت متصل شوند.

این ویژگی‌ها باعث شده که هلیوم نه تنها به عنوان یک راهکار فنی بلکه به عنوان یک پلتفرم اقتصادی و زیست‌بومی که کاربران و کسب‌وکارها را به هم متصل می‌کند، شناخته شود. به واسطه این پلتفرم، فرصت‌های نوینی در صنایع مختلف به وجود آمده است که می‌توانند به شکل قابل توجهی کیفیت و کارایی خدمات را بهبود بخشند.

در حوزه سلامت و پزشکی، هلیوم این امکان را فراهم می‌کند که دستگاه‌های پزشکی پوشیدنی و حسگرهای نظارت بر وضعیت بیماران به صورت بی‌سیم و پیوسته داده‌های مهم را ارسال کنند، بدون آنکه نیاز به تعویض مکرر باتری یا هزینه‌های بالای ارتباطات داشته باشند. این موضوع به افزایش مراقبت‌های بهداشتی از راه دور و بهبود سلامت عمومی کمک شایانی می‌کند.

در صنعت حمل و نقل، دستگاه‌های متصل به شبکه هلیوم می‌توانند موقعیت دقیق وسایل نقلیه، اسکوترها و دوچرخه‌های اشتراکی را گزارش دهند. این داده‌ها به مدیریت بهتر ترافیک، بهبود خدمات حمل و نقل عمومی و کاهش آلودگی کمک می‌کنند.

همچنین در حوزه کشاورزی هوشمند، سنسورهای متصل به شبکه هلیوم می‌توانند شرایط خاک، رطوبت، دما و دیگر پارامترهای محیطی را به صورت لحظه‌ای پایش کنند. این داده‌ها به کشاورزان امکان می‌دهد با استفاده از اطلاعات دقیق‌تر، منابع آبی و کود را بهینه مصرف کنند و در نتیجه بازدهی محصول و حفظ محیط زیست را بهبود بخشند.

در زمینه مدیریت دارایی‌ها، استفاده از هلیوم امکان ردیابی و نظارت بر دارایی‌های متحرک و ثابت را فراهم می‌کند که به شرکت‌ها کمک می‌کند از سرقت، گم‌شدن یا استفاده نادرست جلوگیری کنند و به بهینه‌سازی فرآیندهای کاری بپردازند.

با توجه به این ظرفیت‌ها و قابلیت‌ها، هلیوم نه تنها در حال تغییر شکل دنیای اینترنت اشیا است، بلکه می‌تواند به یکی از ستون‌های اصلی فناوری‌های آینده تبدیل شود و به تحول صنایع گوناگون در سراسر جهان سرعت بخشد.

انقلابی در اینترنت اشیا با فناوری بی‌سیم همتا به همتا

در عصر فناوری و اینترنت اشیا (IoT)، ارتباط بی‌سیم و مقرون به صرفه دستگاه‌ها با اینترنت یکی از چالش‌های اساسی محسوب می‌شود. شبکه هلیوم (Helium) به عنوان اولین شبکه بی‌سیم نظیر به نظیر برای دستگاه‌های اینترنت اشیا، راهکاری نوآورانه و پیشرو برای این مشکل ارائه داده است. این شبکه که بر پایه فناوری بلاکچین و ارتباط بی‌سیم کم‌مصرف ساخته شده، توانسته توجه جهانی را به خود جلب کند و امکانات بی‌سابقه‌ای در اختیار توسعه‌دهندگان، کاربران و اپراتورها قرار دهد.

مفهوم و اهداف شبکه هلیوم

اینترنت اشیا و چالش‌های اتصال

اینترنت اشیا (Internet of Things یا به اختصار IoT) به معنای اتصال دستگاه‌ها و اشیای فیزیکی مختلف به اینترنت است تا بتوانند داده‌ها را ارسال، دریافت و تبادل کنند. این دستگاه‌ها گستره وسیعی دارند که از سنسورهای ساده محیطی و تجهیزات پزشکی پیچیده گرفته تا وسایل هوشمند خانگی، سیستم‌های حمل و نقل هوشمند، و حتی تجهیزات صنعتی را شامل می‌شوند. هر کدام از این دستگاه‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که اطلاعاتی را جمع‌آوری کنند، آن را پردازش کنند و در صورت نیاز، اقداماتی انجام دهند یا داده‌ها را به سیستم‌های مرکزی ارسال کنند.

با رشد سریع تعداد این دستگاه‌ها و افزایش نیاز به ارتباطات بی‌سیم پایدار، اهمیت وجود شبکه‌هایی با ویژگی‌های خاص بیش از پیش مشخص می‌شود. این شبکه‌ها باید قادر باشند پوشش گسترده‌ای را فراهم کنند تا دستگاه‌ها در هر نقطه‌ای بتوانند متصل شوند، همچنین هزینه‌های راه‌اندازی و نگهداری آنها باید پایین باشد تا امکان استفاده وسیع از این فناوری فراهم شود. مهم‌تر از همه، مصرف انرژی این دستگاه‌ها باید به حداقل برسد، چرا که بسیاری از این تجهیزات به باتری‌های کوچک مجهز هستند و تعویض یا شارژ مکرر آن‌ها دشوار و پرهزینه است.

این چالش‌ها، زمینه‌ساز ظهور فناوری‌هایی مانند شبکه هلیوم شده‌اند که با استفاده از فناوری‌های نوین ارتباطی و مدل‌های کسب‌وکار مبتنی بر بلاکچین، سعی در پاسخ‌گویی به این نیازها و توسعه سریع اینترنت اشیا دارند.

Helium به عنوان راه حل

شبکه Helium با هدف ایجاد یک شبکه بی‌سیم گسترده، مقرون به صرفه و امن، مشکلات رایج در اتصال دستگاه‌های IoT را رفع می‌کند. این شبکه با استفاده از فناوری LoRaWAN و ترکیب آن با بلاکچین، توانسته بستری فراهم کند که:

پوشش بی‌سیم بسیار گسترده‌تری نسبت به روترهای WLAN دارد.

مصرف انرژی بسیار پایین است و برای دستگاه‌های با باتری کم ایده‌آل است.

ساختار غیرمتمرکز دارد و کاربران خودشان شبکه را توسعه می‌دهند.

پاداش‌دهی مبتنی بر ارز دیجیتال برای اپراتورها ایجاد شده است.

فناوری‌های اصلی در هلیوم

LoRaWAN؛ قلب تپنده شبکه بی‌سیم هلیوم

یکی از فناوری‌های کلیدی در هلیوم، شبکه دامنه وسیع کم‌مصرف LoRaWAN است. این فناوری امکان برقراری ارتباط بی‌سیم در فواصل بسیار طولانی‌تر از شبکه‌های Wi-Fi معمول را فراهم می‌کند. به طور متوسط، پوشش یک هات اسپات هلیوم حدود ۲۰۰ برابر بیشتر از روترهای Wi-Fi معمولی است که می‌تواند تا چند کیلومتر نیز برسد.

این ویژگی منحصر به فرد شبکه هلیوم و فناوری LoRaWAN باعث می‌شود که دستگاه‌های اینترنت اشیا بتوانند بدون نیاز به اتصال‌های پرهزینه و پیچیده مانند سیم‌کارت‌های گران‌قیمت یا اینترنت پرسرعت، به سادگی داده‌های خود را ارسال و دریافت کنند. این امر نه تنها هزینه‌های ارتباطی را به شدت کاهش می‌دهد، بلکه امکان استفاده از دستگاه‌ها را در مناطق دورافتاده و فاقد زیرساخت‌های مخابراتی فراهم می‌کند.

همچنین، مصرف انرژی بسیار پایین فناوری LoRaWAN، یک مزیت کلیدی دیگر است که به دستگاه‌ها اجازه می‌دهد با استفاده از باتری‌های کوچک، که هزینه و حجم کمی دارند، برای مدت‌های طولانی—گاهی ماه‌ها یا حتی سال‌ها—فعال باقی بمانند. این دوام باتری بالا به ویژه برای دستگاه‌هایی که در مکان‌های سخت‌دسترسی یا حساس نصب می‌شوند، اهمیت فراوانی دارد زیرا نیاز به تعویض مکرر باتری‌ها را از بین می‌برد و هزینه‌های نگهداری را به شدت کاهش می‌دهد.

در مجموع، این قابلیت‌ها هلیوم را به گزینه‌ای ایده‌آل برای انواع پروژه‌های اینترنت اشیا تبدیل کرده‌اند، جایی که ارتباط پایدار، هزینه پایین و مصرف انرژی بهینه، فاکتورهای حیاتی برای موفقیت هستند.

بلاکچین Helium و الگوریتم اثبات پوشش (Proof-of-Coverage)

در هسته شبکه هلیوم، یک بلاکچین اختصاصی وجود دارد که برای ثبت تراکنش‌ها، مدیریت پاداش‌ها و تضمین امنیت شبکه استفاده می‌شود. این بلاکچین برخلاف بلاکچین‌های پرمصرف مانند بیت‌کوین، الگوریتم اجماع سبک و نوآورانه‌ای به نام اثبات پوشش را به کار می‌گیرد.

الگوریتم اثبات پوشش به گونه‌ای طراحی شده که هات اسپات‌ها باید نشان دهند که به درستی در موقعیت جغرافیایی اعلام شده، پوشش بی‌سیم ارائه می‌کنند. این الگوریتم با استفاده از داده‌های رمزنگاری شده و تعاملات مکرر بین هات اسپات‌ها، اطمینان حاصل می‌کند که شبکه واقعی و گسترده است و دستگاه‌ها در محدوده مناسب می‌توانند به آن وصل شوند.

ساختار و عملکرد شبکه هلیوم

هات اسپات‌ها؛ پایه‌های شبکه هلیوم

هر هات اسپات هلیوم نقش حیاتی و کلیدی یک نود (گره) در شبکه گسترده هلیوم ایفا می‌کند. این دستگاه‌ها مسئول ایجاد پوشش بی‌سیم برای دستگاه‌های اینترنت اشیا هستند و به عنوان نقاط اتصال اصلی، امکان برقراری ارتباط بین دستگاه‌ها و اینترنت را فراهم می‌کنند. کاربران مختلف، اعم از افراد عادی یا کسب‌وکارها، می‌توانند هات اسپات‌ها را خریداری کرده و در محل‌های استراتژیک و مناسب مانند منازل، دفاتر یا فضاهای عمومی نصب کنند.

هر هات اسپات به یک آنتن پیشرفته مجهز است که از فناوری LoRaWAN بهره می‌برد؛ این فناوری توانایی ارسال سیگنال‌های بی‌سیم را در فواصل چند کیلومتری دارد، چیزی حدود ۲۰۰ برابر بیشتر از روترهای معمولی Wi-Fi. این گستردگی پوشش به دستگاه‌های اینترنت اشیا اجازه می‌دهد بدون نیاز به زیرساخت‌های پرهزینه و پیچیده، در نقاط مختلف شهر یا حتی مناطق روستایی به شبکه متصل شوند.

این ساختار توزیع شده باعث می‌شود که شبکه هلیوم بتواند به سرعت و با هزینه پایین گسترش یابد و پوشش گسترده‌ای را ارائه دهد که قابل رقابت با شبکه‌های سنتی بی‌سیم است.

مشارکت کاربران و مدل کسب‌وکار

یکی از ویژگی‌های برجسته و متمایز شبکه هلیوم، مشارکت مستقیم و فعال کاربران در توسعه و گسترش شبکه است. برخلاف بسیاری از شبکه‌های سنتی که ساختارهای متمرکز و کنترل‌شده دارند، هلیوم این امکان را به هر فرد و کسب‌وکاری می‌دهد که با خرید و نصب دستگاه‌های هات اسپات، به صورت واقعی در شکل‌گیری زیرساخت‌های شبکه سهیم شود.

این کاربران که به عنوان اپراتورهای شبکه شناخته می‌شوند، با راه‌اندازی هات اسپات‌ها پوشش بی‌سیم را در نقاط مختلف ایجاد و تقویت می‌کنند. هات اسپات‌ها نقش کلیدی در پخش سیگنال بی‌سیم و اتصال دستگاه‌های اینترنت اشیا به شبکه دارند. هر اپراتور علاوه بر اینکه به توسعه شبکه کمک می‌کند، به طور مستقیم از این همکاری سود می‌برد.

در مقابل خدماتی که اپراتورها ارائه می‌دهند، شبکه هلیوم با استفاده از فناوری بلاکچین و ارز دیجیتال اختصاصی خود به نام HNT، پاداش‌هایی را به آن‌ها پرداخت می‌کند. این پاداش‌ها بر اساس میزان پوشش ارائه شده، کیفیت ارتباط و نقش فعال اپراتورها در شبکه محاسبه می‌شود. بنابراین، مدل کسب‌وکار مبتنی بر بلاکچین هلیوم نه تنها انگیزه‌ای قوی برای مشارکت فراهم می‌کند بلکه تضمین می‌کند که شبکه به صورت پیوسته و پایدار توسعه یابد.

این رویکرد باعث شده است که شبکه هلیوم به یک جامعه فعال، پویا و گسترده تبدیل شود که در آن کاربران نقش‌هایی فراتر از مصرف‌کننده دارند و به عنوان سرمایه‌گذاران و توسعه‌دهندگان شبکه نیز عمل می‌کنند. در نهایت، این مدل باعث افزایش اعتماد و شفافیت در کل اکوسیستم هلیوم شده و زمینه‌ساز رشد سریع و موفقیت چشمگیر این پروژه در بازار اینترنت اشیا گردیده است.

سازوکار پاداش‌دهی و اقتصاد توکن هلیوم

پاداش‌ها بر اساس میزان پوشش ارائه شده، کیفیت اتصال و تعامل با دیگر هات اسپات‌ها محاسبه می‌شوند. این سازوکار به نحوی طراحی شده که کاربران برای ایجاد پوشش واقعی و مفید تشویق شوند، نه فقط نصب دستگاه به صورت فیزیکی. به علاوه، با استفاده از ارز دیجیتال HNT، تراکنش‌ها شفاف و بدون واسطه انجام می‌شود.

کاربردهای عملی و تاثیرات شبکه هلیوم

اینترنت اشیا در خانه‌های هوشمند

هلیوم امکان اتصال بی‌سیم انواع دستگاه‌های هوشمند خانگی مانند سنسورهای دما، روشنایی، سیستم‌های امنیتی و کنترل تجهیزات را فراهم می‌کند. با پوشش گسترده شبکه، این دستگاه‌ها می‌توانند در هر نقطه از خانه به اینترنت متصل شوند و عملکرد بهینه داشته باشند.

نظارت محیط زیست و کشاورزی هوشمند

سنسورهای متصل به شبکه هلیوم می‌توانند پارامترهای محیطی مانند رطوبت خاک، دما، کیفیت هوا و دیگر عوامل را به صورت لحظه‌ای پایش کنند. این اطلاعات به کشاورزان و سازمان‌های محیط زیستی کمک می‌کند تا تصمیمات بهتری اتخاذ کنند و منابع را بهینه مصرف کنند.

حمل و نقل هوشمند

با استفاده از هلیوم، اسکوترهای الکترونیکی، دوچرخه‌های اشتراکی و وسایل نقلیه دیگر می‌توانند موقعیت خود را به طور دقیق گزارش دهند و به سامانه‌های مدیریت شهری متصل شوند. این امر موجب بهبود خدمات حمل و نقل عمومی و کاهش ترافیک می‌شود.

کاربردهای پزشکی و سلامت

دستگاه‌های پزشکی پوشیدنی و حسگرهای حیاتی می‌توانند با استفاده از شبکه هلیوم به طور مداوم داده‌های بیماران را به مراکز درمانی ارسال کنند. این امر باعث افزایش کیفیت مراقبت‌های پزشکی و تسهیل نظارت از راه دور می‌شود.

مزایا و برتری‌های شبکه هلیوم نسبت به سایر فناوری‌ها

پوشش گسترده و مصرف پایین انرژی

یکی از بزرگ‌ترین مزایای هلیوم، پوشش بسیار وسیع هات اسپات‌ها و مصرف بسیار پایین انرژی نسبت به فناوری‌های مشابه است. این ویژگی باعث می‌شود دستگاه‌های IoT بتوانند به صورت مقرون به صرفه و با دوام بالا به شبکه متصل شوند.

ساختار غیرمتمرکز و انگیزه‌دهی مبتنی بر بلاکچین

ساختار همتا به همتا و استفاده از فناوری بلاکچین باعث شده شبکه هلیوم کاملاً شفاف، امن و مقاوم باشد. همچنین مدل پاداش‌دهی بر اساس ارز دیجیتال، کاربران را به مشارکت فعال در توسعه شبکه ترغیب می‌کند.

هزینه‌های پایین و انعطاف‌پذیری بالا

شبکه هلیوم برخلاف بسیاری از شبکه‌های بی‌سیم سنتی، هزینه‌های پایین‌تری برای نصب و نگهداری دارد. همچنین به دلیل فناوری LoRaWAN، انعطاف‌پذیری بالایی در پوشش مناطق شهری و روستایی فراهم می‌شود.

چالش‌ها و چشم‌انداز آینده هلیوم

چالش‌های فنی و مقیاس‌پذیری

با وجود مزایای متعدد، هلیوم با چالش‌هایی نظیر مقیاس‌پذیری شبکه، حفظ امنیت در مقیاس بزرگ و رقابت با سایر فناوری‌ها مواجه است. توسعه مداوم پروتکل‌ها و به‌روزرسانی‌های فنی برای حفظ کیفیت خدمات از اولویت‌های این پروژه است.

گسترش جهانی و ورود به بازارهای جدید

هلیوم در حال حاضر در بیش از ۱۰۰۰ شهر آمریکا فعال است و برنامه‌های گسترده‌ای برای ورود به بازارهای بین‌المللی دارد. افزایش تعداد هات اسپات‌ها و توسعه مشارکت‌های تجاری، آینده روشنی را برای این شبکه نوید می‌دهد.

نقش هلیوم در پیشبرد فناوری اینترنت اشیا

با توجه به رشد فزاینده دستگاه‌های متصل به اینترنت و نیاز به شبکه‌های قابل اعتماد، هلیوم می‌تواند یکی از بازیگران اصلی در تحول اینترنت اشیا باشد و نقش مهمی در صنایع مختلف ایفا کند.

نتیجه‌گیری

شبکه هلیوم با تلفیق فناوری‌های نوین بی‌سیم و بلاکچین، توانسته بستری امن، گسترده و مقرون به صرفه برای اتصال دستگاه‌های اینترنت اشیا ایجاد کند. ساختار غیرمتمرکز، پوشش گسترده، مصرف پایین انرژی و مدل انگیزه‌دهی مبتنی بر ارز دیجیتال، هلیوم را به یکی از پروژه‌های برجسته و پیشرو در دنیای فناوری تبدیل کرده است.

این شبکه با کمک اپراتورها و کاربران فعال خود، در حال گسترش جهانی است و پتانسیل این را دارد که در آینده نزدیک، تغییرات اساسی در نحوه اتصال و مدیریت دستگاه‌های هوشمند ایجاد کند. برای کسانی که به دنبال فناوری‌های نوآورانه و فرصت‌های سرمایه‌گذاری در حوزه اینترنت اشیا هستند، هلیوم یک گزینه بی‌نظیر و جذاب به شمار می‌رود.

منبع