Chagua Lugha

Mitandao ya Uwezo wa Kikokotoo katika Anga la Chini: Utambulishaji wa RWA kwa Kikokotoo cha Makali cha Angani

Utafiti wa kutambulisha uwezo wa kikokotoo wa drone na eVTOL kama Mali ya Ulimwengu Halisi kwa kutumia blockchain kuunda Mitandao ya Uwezo wa Kikokotoo katika Anga la Chini kwa huduma za mijini.
aicomputetoken.org | PDF Size: 1.4 MB
Ukadiriaji: 4.5/5
Ukadiriaji Wako
Umekadiria waraka huu tayari
Kifuniko cha Waraka PDF - Mitandao ya Uwezo wa Kikokotoo katika Anga la Chini: Utambulishaji wa RWA kwa Kikokotoo cha Makali cha Angani

Uboreshaji wa Utendaji

35%

Kupunguzwa kwa ucheleweshaji wa kazi

Matumizi ya Rasilimali

42%

Ongezeko la ufanisi wa kikokotoo

Alama ya Kuaminika

89%

Usahihi wa uthibitishaji

1. Utangulizi

Anga la chini linazinduliwa kama kikoa muhimu kwa huduma za miji smart, huku Vyombo visivyo na Rubani (UAV) na vyombo vya umeme vinavyotua na Kupaa Wima (eVTOL) vikiunda Mitandao ya Kiuchumi katika Anga la Chini (LAENets). Mitandao hii inawezesha usafirishaji mijini, upimaji wa anga, na huduma za mawasiliano, lakini inakabiliwa na changamoto kubwa katika usimamizi wa kuaminika na matumizi ya rasilimali.

Changamoto Kuu:

  • Uanzishaji wa imani miongoni mwa wahusika wengi
  • Rasilimali za kikokotoo zisizotumiwa vyema kwenye vyombo vya anga
  • Urattibu salama katika anga lenye mipaka
  • Usawa wa motisha kwa kushiriki rasilimali

2. Msingi na Kazi Inayohusiana

2.1 Mitandao ya Kiuchumi katika Anga la Chini

LAENets inawakilisha mitandao mnene ya nodi za kujitegemea za anga zinazofanya kazi katika anga la chini kutoa huduma za usafirishaji, mawasiliano, na upimaji. Idara ya Usafiri wa Anga ya China imeweka mipango ya kukuza sekta hii, kupanua njia za usafirishaji wa drone na huduma za usafiri wa anga mijini.

2.2 Misingi ya Utambulishaji wa RWA

Utambulishaji wa Mali ya Ulimwengu Halisi (RWA) unahusisha kuwakilisha mali halisi kama vibali vya kidijitali kwenye mitandao ya blockchain. Njia hii inawezesha umiliki wa sehemu, biashara ya uwazi, na malipo ya kiotomatiki kwa mali halisi.

3. Muundo wa LACNet

3.1 Vipengele vya Mfumo

Muundo wa Mtandao wa Uwezo wa Kikokotoo katika Anga la Chini (LACNet) una tabaka nne kuu:

  • Tabaka ya Kimwili: Drone, eVTOL, na vituo vya ardhini vyenye uwezo wa kikokotoo
  • Tabaka ya Blockchain: Daftari iliyosambazwa kwa usimamizi wa vibali na kandarasi smart
  • Tabaka ya Urattibu: Ugawaji wa rasilimali unaoongozwa na AI na upangaji wa kazi
  • Tabaka ya Matumizi: Huduma za mijini zinazojumuisha usafirishaji, usimamizi, na kikokotoo cha makali

3.2 Utaratibu wa Utambulishaji

Rasilimali za kikokotoo hutambulishwa kama vibali visivyobadilika (NFT) vinavyowakilisha uwezo maalum wa kikokotoo. Kila kibali kina metadata kuhusu:

  • Uwezo wa kikokotoo (utendaji wa CPU/GPU)
  • Kumbukumbu na hifadhi inayopatikana
  • Eneo la kijiografia na mifumo ya usafiri
  • Muda wa upatikanaji na bei

4. Utekelezaji wa Kiufundi

4.1 Mfumo wa Kihisabati

Shida ya ugawaji wa rasilimali imeundwa kama uboreshaji unaoongeza matumizi ya jumla ya mtandao:

$\max \sum_{i=1}^{N} \sum_{j=1}^{M} x_{ij} \cdot u_{ij} - \lambda \cdot \sum_{i=1}^{N} c_i \cdot y_i$

Chini ya vikwazo:

$\sum_{j=1}^{M} x_{ij} \leq 1 \quad \forall i \in [1,N]$

$\sum_{i=1}^{N} x_{ij} \cdot r_{ij} \leq R_j \quad \forall j \in [1,M]$

Ambapo $x_{ij}$ inawakilisha mgawo wa kazi, $u_{ij}$ ni matumizi, $c_i$ ni gharama ya kikokotoo, na $R_j$ ni uwezo wa rasilimali.

4.2 Utekelezaji wa Msimbo

// Kandarasi smart kwa utambulishaji wa uwezo wa kikokotoo
contract ComputilityToken is ERC721 {
    struct ComputeAsset {
        uint256 cpuCapacity;
        uint256 memory;
        uint256 storage;
        uint256 availability;
        address owner;
        uint256 pricePerCycle;
    }
    
    mapping(uint256 => ComputeAsset) public computeAssets;
    
    function mintToken(
        uint256 tokenId,
        uint256 cpu,
        uint256 memory,
        uint256 storage,
        uint256 price
    ) external {
        computeAssets[tokenId] = ComputeAsset(
            cpu, memory, storage, block.timestamp + 24 hours, msg.sender, price
        );
        _mint(msg.sender, tokenId);
    }
    
    function executeComputation(
        uint256 tokenId,
        uint256 cycles
    ) external payable {
        ComputeAsset storage asset = computeAssets[tokenId];
        require(msg.value >= cycles * asset.pricePerCycle, "Malipo yasioitosha");
        require(block.timestamp <= asset.availability, "Rasilimali haipatikani");
        
        // Tekeleza kikokotoo na uhamishe malipo
        payable(asset.owner).transfer(msg.value);
    }
}

5. Matokeo ya Majaribio

Uigizaji ulifanyika kwa kutumia mazingira ya usafirishaji mijini na drone 50-200 na eVTOL. Urattibu unaotegemea RWA ulionyesha uboreshaji mkubwa:

Vipimo vya Utendaji:

  • Ucheleweshaji wa Kazi: Kupunguzwa kwa 35% ikilinganishwa na mbinu za kawaida zilizokusanyika
  • Matumizi ya Rasilimali: Uboreshaji wa 42% katika ufanisi wa kikokotoo
  • Hakikisho la Kuaminika: Usahihi wa uthibitishaji wa 89% kupitia makubaliano ya blockchain
  • Uwezo wa Kupanuka: Kuongezeka kwa utendaji kwa mstari hadi nodi 500

Muundo wa uigizaji ulihusisha usanidi mseto wa blockchain na Ethereum kwa usimamizi wa vibali na Hyperledger Fabric kwa usindikaji wa maneno ya kibinafsi, sawa na mbinu zilizojadiliwa katika machapisho ya IEEE IoT Journal kuhusu kikokotoo cha makali kilichosambazwa.

6. Matumizi ya Baadaye

LACNets zina matumizi mapana katika nyanja nyingi:

Matumizi ya Haraka (miaka 1-2):

  • Uwasilishaji wa vifurushi mijini na upakiaji wa kikokotoo wa wakati halisi
  • Urattibu wa majibu ya dharura wakati wa majanga
  • Usimamizi wa anga na usindikaji wa AI wa makali

Mwelekeo wa Baadaye (miaka 3-5):

  • Urattibu wa kienyeji unaoongozwa na AI kwa kutumia ujifunzaji wa kuimarisha
  • Mifumo ya sera ya kuvuka mipaka kwa mali zilizotambulishwa
  • Ushirikiano na mitandao ya 6G kwa muunganisho bila mapungufu
  • Ujifunzaji ulioshirikishwa kwenye nodi za makali za anga

Uchambuzi wa Asili: Muunganiko wa Kikokotoo cha Makali na Mali Zilizotambulishwa

Utafiti huu unawakilisha maendeleo makubwa katika muunganiko wa teknolojia ya kikokotoo cha makali na blockchain, kushughulikia changamoto muhimu katika imani na matumizi ya rasilimali ndani ya mitandao ya anga la chini. Dhana ya "uwezo wa kikokotoo" kama mali inayoweza kutambulishwa inajengia kazi iliyowekwa katika mifumo iliyosambazwa huku ikianzisha miundo mipya ya kiuchumi kwa kushiriki rasilimali za anga.

Njia hii inachota msukumo kutoka kwa dhana kadhaa za kiteknolojia. Sawa na jinsi CycleGAN (Zhu et al., 2017) ilivyonyonyesha tafsiri isiyo na usimamizi wa picha-hadi-picha, LACNets inawezesha tafsiri bila mapungufu kati ya rasilimali za kikokotoo za kimwili na uwakilishi wa mali ya kidijitali. Njia hii ya utambulishaji inalingana na utafiti kutoka MIT Digital Currency Initiative kuhusu masoko ya kikokotoo yanayothibitika, huku mifumo ya urattibu iliyosambazwa ikionyesha kanuni kutoka kwa mfumo wa usimamizi wa kusanyiko la Borg la Google.

Kinachotofautisha kazi hii ni matibabu yake kamili ya vipimo vya kiufundi na vya kiuchumi. Tofauti na mifumo ya kawaida ya kikokotoo cha makali inayolenga tu uboreshaji wa kiufundi, LACNets inajumuisha mifumo ya motisha kupitia utambulishaji wa RWA, na kuunda mfumo wa ikolojia unaojitegemea. Njia hii ya pande mbili inashughulikia changamoto ya msingi ya utayari wa kushiriki katika mifumo iliyosambazwa - shida iliyorekodiwa kwa upana katika tafiti za IEEE Transactions on Network Science and Engineering kuhusu mitandao ya ushirikiano.

Matokeo ya uigizaji yanayoonyesha kupunguzwa kwa ucheleweshaji wa 35% na faida za ufanisi wa 42% yanastahili tahadhari haswa ikilinganishwa na mbinu za kawaida za kikokotoo cha makali. Maboreshaji haya yanatokana na ugunduzi wa rasilimali wa kienyeji na hakikisho la utekelezaji unaoweza kuthibitika unaotolewa na blockchain, kushinda mapungufu ya urattibu uliokusanyika yaliyobainishwa katika utafiti wa Amazon Web Services kuhusu vizingiti vya kikokotoo cha makali.

Hata hivyo, changamoto kadhaa bado hazijashughulikiwa. Matumizi ya nishati ya mifumo ya makubaliano ya blockchain, kutokuwa na uhakika kwa kisheria kuhusu utambulishaji wa mali za anga, na mzigo wa ziada wa kikokotoo wa uthibitishaji wa kriptografia yanahitaji uchunguzi zaidi. Kazi ya baadaye inapaswa kuchunguza mifumo mseto ya makubaliano sawa na ile iliyopendekezwa katika utafiti wa Ethereum 2.0, uwezekano wa kuchanganya uthibitisho-uhisa na uvumilivu wa makosa ya Byzantine ya vitendo kwa ufanisi ulioboreshwa.

Utafiti huu unafungua uwezekano mwingi kwa mustakabali wa miundombinu ya kikokotoo mijini. Kama ilivyobainishwa katika ripoti ya teknolojia zinazoibuka ya Gartner ya 2023, ushirikiano wa mali za kidijitali na miundombinu ya kimwili unawakilisha mwelekeo mkuu, huku LACNets ikiwa mstari wa mbele wa muunganiko huu. Uwezo wa kupanuka wa mfumo huu kwa mazingira mengine ya makali ya rununu - kutoka kwa vyombo vinavyojitegemea hadi mifumo ya baharini - unapendekeza utumiaji mpana zaidi ya kikoa cha anga kilichochunguzwa haswa katika kazi hii.

7. Marejeo

  1. H. Luo et al., "Mitandao ya Uwezo wa Kikokotoo katika Anga la Chini: Muundo, Methodolojia, na Changamoto," IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing, 2023.
  2. M. Chiang et al., "Kikokotoo cha Ukungu na Makali: Kanuni na Mfumo," Wiley, 2019.
  3. J. Zhu et al., "Tafsiri ya Picha-hadi-Picha isiyo na Jozi kwa kutumia Mitandao ya Adversarial Yenye Mzunguko-Thabiti," ICCV, 2017.
  4. A. Narayanan et al., "Bitcoin na Teknolojia za Sarafu za Kidijitali," Princeton University Press, 2016.
  5. M. Abadi et al., "TensorFlow: Ujifunzaji wa Mashine wa Kiwango Kikubwa kwenye Mifumo Iliyosambazwa Tofauti," OSDI, 2016.
  6. Idara ya Usafiri wa Anga ya China, "Miongozo ya Ukuzaji wa Uchumi wa Anga la Chini," 2022.
  7. IEEE Standards Association, "Mfumo wa Viwango vya Blockchain kwa Kikokotoo cha Makali," 2023.
  8. Gartner, "Miongozo 10 ya Kimkakati ya Teknolojia kwa 2023," Utafiti wa Gartner, 2023.