Что такое Интернет вещей (IoT)?
Интернет вещей (IoT) — это сеть подключенных объектов и устройств (т. е. «вещей»), которые оснащены датчиками (и другими технологиями), которые позволяют им передавать и получать данные — в другие объекты и системы и от них. Сегодня Интернет вещей широко используется в промышленных настройках (IIoT) и является синонимом «Индустрии 4.0».
Подробное определение IoT
В наиболее общем смысле к Интернету вещей относится любой объект (или «вещь»), который можно подключить к беспроводной сети. Однако сегодня под Интернетом вещей обычно понимаются подключенные объекты, оснащенные датчиками, программным обеспечением и другими технологиями, которые позволяют им обмениваться данными с другими «вещами» с целью информирования пользователей либо автоматизации определенных действий. Традиционно подключение осуществлялось в основном через Wi-Fi, но сегодня 5G и другие типы сетевых платформ предлагают возможность обработки огромных наборов данных практически в любом месте, обеспечивая высокую скорость и надежность.
После того, как устройства Интернета вещей собирают и передают данные, конечная точка — извлечь из них максимум знаний и сделать их все более точными и сложными результатами и аналитикой. Именно здесь применяются технологии ИИ: расширение IoT-сетей мощью расширенной аналитики и машинного обучения.
История Интернета вещей
В 2021 году в мире насчитывалось более 10 миллиардов устройств Интернета вещей; а к 2025 году, по прогнозам IDC, общемировой объем генерации данных превысит 73 зеттабайта, или 73 триллиона гигабайт. Количественно оценить цифровые данные в физическом выражении невозможно, но если записать все эти гигабайты на дискеты 90-х годов и выложить в цепочку, эта цепочка будет в 10 тысяч раз длиннее расстояния от Земли до Луны.
Всего за несколько десятилетий объем данных Интернета вещей вырос в геометрической прогрессии — и этот рост, скорее всего, продолжится. Что же послужило началом бума Интернета вещей? Для того чтобы стало возможным появление Интернета вещей, необходимо было объединить определенный набор технологий и одновременно развивать их.
Связь. Начав свою историю со скромных модемов, современный Интернет и облачные технологии сегодня стали достаточно быстрыми и надежными для того, чтобы отправлять и получать огромные объемы данных и поддерживать экспоненциальный рост Интернета вещей.
Технологии датчиков. В условиях постоянного роста спроса на внедрение инноваций в датчики Интернета вещей рынок прошел путь от нескольких поставщиков дорогостоящих нишевых продуктов до глобальной индустрии производства датчиков по приемлемым ценам. С 2004 года средняя цена на датчики Интернета вещей снизилась более чем на 70%, что сопровождалось ростом их функциональности и разнообразия.
Вычислительная мощность. В ближайшие пять лет будет создано вдвое больше данных, чем с момента появления цифровых носителей. Для использования этого океана данных современным компаниям требуется постоянное увеличение объемов памяти и вычислительных мощностей. Гонка за достижением этой цели была стремительной и агрессивной, а ее результатом стало повышение релевантности и применимости Интернета вещей.
Технологии больших данных. С 1980-х годов объем данных в мире, а также возможности компьютерных технологий, необходимых для их хранения, росли в геометрической прогрессии. Достижения в области баз данных и инструментов анализа позволили обрабатывать и анализировать в режиме реального времени огромные объемы данных, генерируемых устройствами Интернета вещей, умными транспортными средствами и оборудованием. Высокие скорость и мощность необходимы для функционирования Интернета вещей.
Искусственный интеллект и машинное обучение. Эти технологии дают возможность не только управлять огромными объемами данных Интернета вещей и обрабатывать их, но и анализировать эти данные и учиться на их основе. Большие данные являются любимой «пищей» искусственного интеллекта и машинного обучения. Чем больше и разнообразнее наборы данных, тем более надежными и точными могут быть знания и информация, получаемые с помощью продвинутых аналитических средств на базе ИИ. Число устройств Интернета вещей значительно увеличилось по мере развития искусственного интеллекта, аппетиты которого в области данных постоянно растут.
Облачные вычисления. Подобно тому, как подключение было неотъемлемой частью развития Интернета вещей, развитие облачных вычислений также тесно связано с его эволюцией. Благодаря возможности предоставления вычислительной мощности и больших объемов данных по запросу облачные сервисы Интернета вещей проложили путь для сбора и передачи устройств Интернета вещей все более крупными и сложными наборами данных.
Как работает Интернет вещей?
Устройства Интернета вещей — это наши глаза и уши там, где мы физически не можем быть. Они получают любые данные, на сбор которых запрограммированы. Затем мы собираем эти данные и анализируем их, чтобы получить информацию и автоматизировать последующие действия или решения. Этот процесс состоит из четырех ключевых этапов:
Четыре основных этапа в работе Интернета вещей
- Сбор данных. С помощью датчиков устройства Интернета вещей получают данные из своей среды. Эти данные могут быть простыми — такими как температура — или сложными, например, передача потокового видео в режиме реального времени.
- Обмен данными. Используя доступные сетевые соединения, устройства Интернета вещей отправляют эти данные в общедоступную или частную облачную систему (устройство–система–устройство) или на другое устройство (устройство–устройство), либо хранят их локально для обработки на периферии.
- Обработка данных. На этом этапе программные решения запрограммированы таким образом, чтобы сделать что-то на основе этих данных, например, включить вентилятор или отправить предупреждение.
- Действия на основе данных. Здесь анализируются накопленные данные со всех устройств в сети Интернета вещей. Этот этап дает мощную аналитическую информацию для уверенных действий и принятия бизнес-решений.
Примеры сетей Интернета вещей в действии
Сети Интернета вещей и данные, которые они производят, работают практически во всех аспектах современной жизни – в наших домах, наших автомобилях, наших магазинах и даже на наших телах.
Умные дома: Многие люди уже близко знакомы с сетями Интернета вещей в своих собственных домах. Благодаря интеллектуальным коммутаторам, датчикам и устройствам, которые взаимодействуют по таким протоколам, как Z-Wave или Zigbee, системы домашней автоматизации могут использоваться для мониторинга и контроля таких вещей, как освещение, климат, системы безопасности, приборы и многое другое — даже издалека. Если вы забыли выключить свет или духовку перед выходом из дома, вы можете сделать это со своего телефона через устройства с поддержкой Интернета вещей.
Интеллектуальные энергосистемы: в сочетании с ИИ и передовыми аналитическими технологиями интеллектуальные энергосистемы используют решения Интернета вещей для интеграции технологий, помогающих потребителям лучше питаться и понимать, какую энергию они используют — и даже производят — с помощью солнечных батарей и других средств. Датчики Интернета вещей по всей сети могут выявлять потенциальные риски раньше, чтобы при необходимости перераспределять мощность для предотвращения или минимизации простоев и других проблем. Датчики также могут обнаруживать механические проблемы и предупреждать технических специалистов по мере необходимости для ремонта, что помогает потребителям энергии лучше контролировать и анализировать данные.
Умные города. Согласно Индексу умных городов (SCI), умный город — это «городская среда, в которой технологии применяются для повышения преимуществ и уменьшения недостатков урбанизации».Рост численности населения, пробки на дорогах и старение инфраструктуры — вот лишь некоторые из проблем, которые помогает решить Интернет вещей. Используя датчики, счетчики и другие устройства Интернета вещей, градостроители могут отслеживать ситуацию и собирать данные для упреждающего решения проблем. Например, датчики, установленные в ливневых стоках, могут определять уровень воды и автоматически выполнять заданные действия по предотвращению наводнений при превышении этого уровня.
Подключенные к сети автомобили: сегодня практически все новые автомобили скатываются с линейки с IoT и интеллектуальными функциональными возможностями, при этом ожидается рост автомобилей 5G повсеместно в течение ближайших пяти лет и далее. Расширенные системы помощи водителю (ADAS), которые используют технологию IoT, помогают водителям избежать столкновений, планировать маршруты, втиснуться в плотные места и многое другое. По мере развития автомобильного Интернета вещей мы все чаще наблюдаем связь с внешними устройствами, такими как светофоры, пешеходы, источники новостей и погоды, а также с поставщиками потоковых развлечений.
Интернет вещей в розничной торговле: решения для работы с Интернетом вещей, ориентированные на клиентов, все чаще используются для улучшения взаимодействия с магазинами. Интеллектуальные камеры с активированным движением, умные полки, маячок и технологии RFID могут помочь покупателям находить товары с помощью мобильного приложения. Они позволяют легко обмениваться информацией о запасах и даже отправлять контекстные рекламные акции клиентам во время посещения магазина. По мере того, как границы между покупками в магазинах и в Интернете размываются, решения Интернета вещей могут помочь улучшить клиентский опыт за счет отслеживания поставок и отгрузки транспортных средств, что позволяет клиентам лучше настраивать свои планы покупок.
Telehealth: все чаще используются потребительские медицинские устройства на базе Интернета вещей, такие как умные часы и медикаментозные диспенсеры, которые помогают врачам удаленно отслеживать пациентов. Но некоторые из самых увлекательных достижений в телемедицине приходят с помощью умных хирургических инструментов. Это особенно актуально для пациентов в отдаленных или недостаточно развитых районах. Эти инструменты позволяют удаленным врачам связываться с некоторыми из лучших хирургов в мире, выполнять управляемые операции, дистанционные диагнозы и даже отслеживать анестезированных пациентов в это критическое время.
Управление трафиком: благодаря сети датчиков, камер и других устройств технология Интернета вещей может использоваться для снижения перегрузки и оказания помощи в обеспечении работоспособных вариантов перенаправления. Например, потоки данных в реальном времени можно использовать для корректировки времени сигналов, чтобы обеспечить бесперебойный поток трафика в динамических условиях. Световые датчики могут обнаруживать и регулировать яркость освещения для обеспечения оптимальной видимости, в то время как дорожные датчики могут обнаруживать аварии и автоматически сообщать о проблемах.
Как данные Интернета вещей используются в промышленности?
Из триллионов гигабит, которые мы генерируем каждый год, промышленный Интернет вещей (IIoT) является крупнейшим (и самым быстрорастущим) производителем данных. Большая часть этих данных поступает от почти миллиарда камер видеонаблюдения по всему миру. Огромные объемы данных также производятся подключенными автомобилями, производственными и транспортными приложениями. Сегодня данные IIoT генерируются, собираются и используются практически во всех отраслях — от управления цепочкой поставок до здравоохранения.
Одной из областей, в которой технологии IIoT растут быстрее всего, является производство и цепочки поставок. На умном заводе датчики могут обнаруживать и даже прогнозировать механические проблемы, чтобы обеспечить бесперебойную работу. Они также могут собирать и анализировать операционные данные для поиска наиболее быстрых и эффективных потоков операций и процессов, которые затем можно автоматизировать с помощью центральной системы. В цепочках поставок решения Интернета вещей помогают оптимизировать все операции. Сырье и товары могут отслеживаться для безопасности и происхождения. Логистику грузов, доставки и последней мили можно отслеживать в реальном времени. Клиенты могут получать актуальные обновления о состоянии своих заказов или происхождении продуктов.
Будущее Интернета вещей
То, что мы можем искать в будущем, — это более плавная интеграция между технологиями и опытом сотрудников. В то время как метастикс может быть еще несколько лет назад, 3D аудио, продвинутая виртуальная реальность, тактильные ощущения и персонализация в реальном времени на базе ИИ будет означать, что наше взаимодействие с устройствами вокруг нас, позволит все более “реальный” сенсорный опыт. Кроме того, с ростом 5G и повсеместной быстрой связью, люди будут иметь квантоподобную способность делиться этим опытом на любом расстоянии. Последствия этого огромны и имеют потенциал для изменения того, как мы приближаемся к некоторым из наших самых фундаментальных видов деятельности и учреждений, таких как рабочие места, хирургическая и медицинская помощь, недвижимость, покупки, путешествия и человеческие отношения в целом.