Інтернет речей – це система взаємопов’язаних обчислювальних пристроїв, які можуть збирати та передавати дані бездротової мережі без участі людини.
Йдеться не лише про ноутбуки та смартфони. Майже всі пристрої з кнопкою вмикання/вимкнення потенційно можуть підключитися до Інтернету та стати частиною Інтернету речей. Наприклад, частиною інтернету речей може стати людина з імплантом для моніторингу серця, камера, яка веде спостереження за життям диких тварин у прибережних водах, або автомобіль із вбудованими датчиками, які попереджають водія про потенційні ризики. По суті це може бути будь-який об’єкт, якому можна призначити мережеву адресу (IP-адресу) і який може передавати дані по мережі.
Як працює інтернет речей?
Система інтернету речей включає датчики і пристрої, взаємодія яких здійснюється через хмарне з’єднання. Як тільки дані потрапляють у хмару, здійснюється їх обробка програмними засобами та приймається рішення про необхідність виконання певних дій, наприклад, налаштування датчиків та пристроїв без необхідності введення даних користувачем або надсилання повідомлень.
Повна система інтернету речей складається із чотирьох окремих компонентів. Датчики пристроїв, засоби підключення, інструменти обробки даних та інтерфейс користувача. Давайте розглянемо кожен із них.
Датчики пристроїв
Датчики пристроїв збирають дані у певному середовищі. Пристрій може мати кілька датчиків, наприклад смартфон оснащений GPS, камерою, акселерометром та іншими датчиками. Датчики збирають дані з довкілля на вирішення певних завдань.
Засоби підключення
Після збору даних пристрій повинен надіслати їх у хмару. Це робиться це по-різному: через Wi-Fi або Bluetooth, через супутниковий зв’язок, через енергоефективні мережі далекого радіусу дії (LPWAN) або при підключенні безпосередньо до інтернету через Ethernet. Варіант підключення залежить від сфери застосування конкретного пристрою інтернету речей.
Інструменти обробки даних
Як тільки дані потрапляють у хмару, здійснюється їх програмне оброблення з метою подальшого рішення про виконання певних дій. Ці дії можуть включати надсилання попереджень або автоматичне настроювання датчиків пристрою без участі користувача. Однак іноді потрібне введення даних з боку користувача. В цьому випадку потрібен інтерфейс користувача.
Користувальницький інтерфейс
Інтерфейс дозволяє здійснити введення даних з боку користувача або перевірити працездатність системи. Всі дії користувача передаються через систему: від інтерфейсу користувача в хмару, а потім до датчиків пристроїв для внесення змін.
Протоколи підключення та мережевої взаємодії, що використовуються веб-пристроями, різняться залежно від сфери застосування пристрою інтернету речей. Для спрощення та прискорення процесів збору даних під час роботи інтернету речей все частіше використовується штучний інтелект та машинне навчання.
Області застосування Інтернету речей
Існує безліч сфер застосування інтернету речей. Нижче перераховані найпопулярніші.
Носимі пристрої
Носимі пристрої – це, мабуть, найпомітніший для простого обивателя тип пристроїв Інтернету речей. До них відносяться фітнес-трекери, розумні годинники, розумні окуляри, гарнітури віртуальної реальності та багато іншого.
Розумні будинки
До системи «розумний дім» входить побутова техніка. Система використовується для автоматизації певних завдань та зазвичай керується дистанційно. Пристрої інтернету речей, що входять до складу розумного будинку, включають бездротові кухонні прилади, музичні системи, що визначають настрій, інтелектуальні системи освітлення, жалюзі з електричним приводом, автоматичні вікна та двері, інтелектуальні лічильники комунальних послуг та інші пристрої.
Розумні міста
У розумних містах використовуються такі пристрої інтернету речей, як датчики та лічильники для збирання та аналізу даних. Потім ці дані можуть використовуватись для покращення інфраструктури, комунального обслуговування та інших сервісів.
Безпілотні автомобілі
У безпілотних автомобілях зазвичай використовується технологічна система на основі інтернету речей, що передає дані як про сам автомобіль, так і про дорогу, якою він рухається. Самостійний рух автомобіля досягається завдяки тому, що дані про дорожній рух, навігацію, зовнішнє середовище та багато іншого збираються та аналізуються комп’ютерними системами автомобіля.
Роздрібна торгівля
Інтернет речей все частіше використовується у роздрібній торгівлі. Він дозволяє забезпечити персоналізовані знижки, а також реалізувати автоматизовані каси та розумні полиці (що попереджають продавця про те, що закінчуються запаси), роботизацію робочих місць та оптимізоване управління ланцюжками поставок. Мережа магазинів Amazon Go, що базується на концепції автоматизованої торгівлі, поєднує риси онлайнових та традиційних магазинів та є прикладом інтернету речей. Магазини працюють за безготівковий розрахунок; гроші списуються з гаманців Amazon покупців. Товари додаються в кошики покупців у режимі реального часу, коли вони беруть їх із полиць.
Телемедицина
Телемедицина має на увазі використання комп’ютерних та телекомунікаційних технологій для надання медичних послуг. Інтернет речей є важливим аспектом телемедицини (для позначення інтернету медичних речей іноді використовується абревіатура IoMT). Приклади його застосування включають віддалену медичну діагностику, цифрову передачу медичних зображень, відеоконсультації з фахівцями та інше.
Розумне сільське господарство
Розумне сільське господарство передбачає використання цифрових технологій оптимізації сільськогосподарських робіт. Фермери можуть використовувати підключені датчики, камери та інші пристрої для отримання загальних даних про ферму та коригування дій для підвищення врожайності.
Цей список не є вичерпним: інтернет речей змінює спосіб дій та способи роботи у багатьох сферах життя. Приклади пристроїв інтернету речей включають розумні мобільні телефони, розумні холодильники, розумний годинник, фітнес-трекери, розумні пожежні сигналізації, розумні дверні замки, розумні велосипеди, медичні датчики, розумні системи безпеки, а також віртуальні помічники, такі як Alexa та Google Home. І цей перелік можна продовжувати далі.
Історія інтернету речей
Введення терміну “інтернет речей” часто приписують Кевіну Ештону. У 1999 році Ештон займався оптимізацією ланцюжків поставок у Procter & Gamble і використовував термін «інтернет речей» як назву презентації нового проекту, пов’язаного із застосуванням датчиків. Згодом цей термін прижився. Проте сам інтернет речей з’явився задовго до цього терміну.
1970-ті роки.
Ідея використання мережевих пристроїв називалася «повна комп’ютеризація».
Початок 1980-х.
В Університеті Карнегі-Меллона було винайдено перший у світі пристрій інтернету речей. Щоб не відвідувати встановлений у кампусі автомат для продажу Coca-Cola, якщо в ньому закінчилися напої, група студентів налаштувала його так, що він повідомляв про свій вміст через мережу. Вони встановили в автомат мікроперемикачі, що дозволяють визначити, скільки банок кока-коли залишилося і чи холодні вони.
1990 р.
Джон Ромкі вперше підключив тостер до інтернету.
1991 р.
Група студентів Кембриджського університету використала перший прототип веб-камери для контролю кількості кави в кавоварці у їхній комп’ютерній лабораторії. Веб-камеру запрограмували так, щоб вона робила по три фотографії кавоварки за хвилину і відправляла зображення на локальні комп’ютери, а користувачі могли перевірити, чи є в ній кава.
2000 р.
LG Electronics представила перший у світі холодильник, підключений до Інтернету. Це дозволило купувати їжу в інтернеті та здійснювати відеодзвінки.
2008 р.
У Швейцарії відбулася перша міжнародна конференція, присвячена інтернету речей.
2010 р.
Термін «інтернет речей» використовується дедалі ширше. Стало відомо, що сервіс Google Street View не тільки робив панорамні знімки, але й зберігав дані про Wi-Fi-мережі людей. Це спричинило суперечки про те, чи планує Google індексувати поряд з інтернетом і фізичний світ. У тому ж році уряд Китаю оголосив, що інтернет речей стане стратегічно пріоритетним напрямком на найближчу п’ятирічку.
2011 р.
Інтернет речей увійшов до списку «нових явищ», складеного компанією Gartner. Ця компанія спеціалізується на дослідженнях ринку та ввела у вжиток поняття «цикл хайпу» для нових технологій.
2012 р.
Відбулася найбільша на той момент інтернет-конференція в Європі Le Web, присвячена інтернету речей. У той же час такі журнали, як Forbes та Wired, все частіше почали використовувати термін Інтернет речей.
2014 р.
Google оголосив, що купує компанію Nest за 3,2 мільярди доларів. Ця угода привернула до Інтернету речей увагу ринку товарів масового попиту. У тому ж році відбулася виставка Consumer Electronics Show (CES, Міжнародна виставка споживчої електроніки) у Лас-Вегасі, темою якої став інтернет речей.
Середина/кінець 2010-х років. Протягом цього періоду пристрої з вбудованим Wi-Fi та можливістю підключення до мереж 3G та 4G ставали меншими, потужнішими та дешевшими у виробництві. Завдяки цьому зросла поширення інтернету речей.
За оцінками, до 2024 року до інтернету речей було підключено понад 50 мільярдів пристроїв. Очікується, що до 2030 року їхня кількість перевищить 100 мільярдів.
Інтернет речей – плюси та мінуси
Інтернет речей має як переваги, і недоліки. Серед них:
Плюси інтернету речей
- Ефективність. Взаємодія між пристроями підвищує ефективність процесів та економить час людей, дозволяючи їм працювати над іншими завданнями.
- Автоматизація. Автоматизоване виконання однакових завдань може підвищити якість обслуговування та знизити потребу в людському втручанні.
- Зниження витрат. Підвищення ефективності та автоматизація процесів може дозволити скоротити як відходи, так і трудовитрати, що здешевлює виробництво та доставку товарів.
- Контроль якості. Інтернет речей покращує обмін даними між пристроями та забезпечує кращий контроль якості.
- Прозорість. Можливість доступу до інформації з будь-якого місця, у будь-який час, з будь-якого пристрою спрощує прийняття рішень та збільшує прозорість.
Мінуси інтернету речей
- Сумісність. Відсутність міжнародних стандартів сумісності може призвести до проблем при взаємодії пристроїв різних виробників.
- Зниження кількості робочих місць. Інтернет речей прискорює автоматизацію, у результаті може скоротитися кількість необхідних робочих місць.
- Складність. У величезній мережі інтернету речей лише один збій у програмному чи апаратному забезпеченні може призвести до катастрофічних наслідків.
- Конфіденційність та безпека. Значна кількість щоденно використовуваних підключених до Інтернету пристроїв веде до того, що в мережі зберігається значний обсяг інформації. Це створює ризики конфіденційності та безпеки, які описані нижче докладніше.
Питання конфіденційності та безпеки Інтернету речей
Наведемо список основних проблем конфіденційності та безпеки, пов’язаних із інтернетом речей.
- Великий обсяг даних. Пристрої інтернету речей разом генерують безліч даних. Це створює можливі точки входу для зловмисників та підвищує вразливість конфіденційної інформації.
- Вразливість до злому. Група дослідників з Microsoft і університету Мічігану змогла знайти вразливості в системі безпеки платформи розумного будинку Samsung.
- Небажаний загальнодоступний профіль. Використання пристроїв Інтернету речей зазвичай передбачає прийняття умов обслуговування. Багато хто навіть не читає ці довгі документи і натискає на кнопку «Прийняти». Компанії збирають різноманітну інформацію про користувачів із їх пристроїв інтернету речей. Наприклад, страхова компанія може отримувати дані про стиль водіння від розумного автомобіля та використовувати їх при розрахунку суми страхування життя. Аналогічна ситуація із фітнес-трекерами.
- Прослуховування. Виробники або зловмисники можуть використовувати підключені пристрої для прослуховування будинків користувачів.
Майбутнє інтернету речей
Забезпечення безпеки
Враховуючи масштаб і складність інтернету речей, пристрої інтернету речей, як правило, схильні до кібератаків і витоків даних. Виробники серйозно ставляться до цієї проблеми та працюють над забезпеченням безпеки користувачів. У майбутньому для пристроїв інтернету речей очікується зростання використання вбудованих систем захисту та рішень щодо забезпечення безпеки даних у процесі передачі, а також штучного інтелекту, блокчейну та граничних обчислень.
Використання інтернету речей у охороні здоров’я
Після пандемії Covid зростає використання медичних пристроїв та систем охорони здоров’я, які включають інтернет-речей. Протягом кількох років експерти передбачали революцію інтернету речей у охороні здоров’я, а пандемія лише прискорила цей процес. Дедалі більше медичних консультацій проводяться віддалено; спостерігається зростання кількості рішень для віддаленого моніторингу та інтелектуальних пристроїв, що носяться, трекерів здоров’я і датчиків на основі інтернету речей.
Розумні міста
Інтелектуальні технології все частіше застосовуватимуться в містах по всьому світу для підвищення експлуатаційної ефективності, інформування населення та забезпечення вищої якості державних послуг та добробуту громадян.
Поширення штучного інтелекту та машинного навчання
Основні витрати в інфраструктурі інтернету речей найближчими роками будуть пов’язані зі штучним інтелектом та машинним навчанням. Інтернет речей на основі штучного інтелекту дозволить створити розумні машини з інтелектуальною поведінкою, які здатні приймати рішення практично без втручання людини.
Зростання завдяки використанню мереж 5G
5G – бездротовий мобільний зв’язок п’ятого покоління – забезпечує вищу швидкість передачі даних. Швидші мережі дозволять здійснювати аналіз та керування великими обсягами даних, зібраними пристроями інтернету речей. Це, мабуть, прискорить зростання інтернету речей. Однак підключення більшої кількості пристроїв інтернету речей безпосередньо до мережі 5G, а не до Wi-Fi роутера, призводить до виникнення нових проблем із конфіденційністю та безпекою.