Mikä on esineiden internet (IoT)?
Esineiden internet (Internet of Things, IoT) on esineiden ja laitteiden (ns. esineiden) verkko, joka on varustettu antureilla (ja muilla teknologioilla), joiden avulla he voivat siirtää ja vastaanottaa dataa – muista asioista ja järjestelmistä. Nykyään IoT:tä käytetään laajasti teollisissa ympäristöissä (IIoT) ja se on synonyymi Industry 4.0:lle.
IoT-määritys yksityiskohtaisesti
Yleisin termi on, että esineiden internet sisältää minkä tahansa kohteen – tai “asian”, joka voidaan liittää langattomasti Internet-verkkoon. Nykyään esineiden internet on kuitenkin tullut tarkoittamaan erityisesti yhdistettyjä asioita, jotka on varustettu antureilla, ohjelmistoilla ja muilla teknologioilla, joiden avulla he voivat siirtää ja vastaanottaa dataa – tarkoituksena tiedottaa käyttäjille tai automatisoida toimintaa. Perinteisesti yhteydet saavutettiin pääasiassa Wi-Fi-yhteydellä, kun taas nykyään 5G ja muuntyyppiset verkkoalustat tarjoavat lupauksen valtavien datajoukkojen käsittelystä, lähes missä tahansa, nopeudella ja luotettavuudella.
Kun IoT-laitteet keräävät ja välittävät dataa, perimmäisenä tavoitteena on oppia siitä mahdollisimman paljon, ja tehdä siitä entistä tarkemmat ja kehittyneemmät tuotokset ja oivallukset. Tässä kohtaa tekoälyteknologiat tulevat peliin: IoT-verkkojen lisääminen edistyneen analytiikan ja koneoppimisen voimalla.
IoT:n historia
Vuonna 2021 maailmassa oli yli 10 miljardia IoT-laitetta, ja vuoteen 2025 mennessä IDC odottaa maailmanlaajuisen datatuotannon ylittävän 73 zettabyttiä – mikä vastaa 73 biljoonaa gigatavua. Vaikka emme voi todella kvantifioida digitaalista dataa fyysisesti, voimme sanoa, että jos kaikki data muunnettaisiin 1990-luvun levykkeiksi – ja ne asetettiin loppuun asti – ne voisivat mennä kuuhun ja takaisin yli 5000 kertaa.
Vain muutamassa vuosikymmenessä IoT-data on kasvanut räjähdysmäisesti, ja se todennäköisesti jatkuu. Mikä siis laukaisi tämän esineiden internetin buumin? Esineiden internetin kehittyminen edellyttää, että tietyt teknologiat kohtaavat ja etenevät samanaikaisesti.
Yhteydet: Nöyristä mallipohjaisista lähtökohdista lähtien nykyiset internet- ja pilviyhteydet ovat nyt riittävän nopeita ja vakaita lähettämään ja vastaanottamaan valtavia tietomääriä ja tukemaan esineiden internetin eksponentiaalista kasvua.
Anturiteknologia: IoT-anturi-innovaatioiden kysynnän tasaisen kasvun myötä markkinat kehittyivät muutamasta kalliista erikoisalan toimittajasta erittäin globalisoituneeseen ja hintakilpailukykyiseen anturiteollisuuteen. Vuodesta 2004 lähtien esineiden internetin antureiden keskihinta on laskenut yli 70 prosenttia, mikä on johtanut näiden tuotteiden parempaan toimivuuteen ja monipuolisuuteen.
Tietokoneteho: Seuraavienviiden vuoden aikana syntyy kaksi kertaa enemmän dataa kuin digitaalisen tallennuksen aloittamisen jälkeen. Jotta kaikkia näitä tietoja voitaisiin käyttää ja hyödyntää, nykyaikaiset yritykset vaativat yhä suurempia määriä muisti- ja käsittelytehoa. Kilpailu tämän saavuttamiseksi on ollut nopea ja kilpailukykyinen, ja se on johtanut IoT:n merkityksen ja sovellettavuuden kasvuun.
Big Data -teknologia: 1980-luvulta lähtien maailman data ja sen tallentamiseen tarvittava tietokonetekniikka ovat kasvaneet räjähdysmäisesti. Tietokantojen ja analyysityökalujen kehittyminen on mahdollistanut IoT-laitteista, älyautoista ja laitteista tuotetun datan reaaliaikaisen prosessoinnin ja analysoinnin. Tämä nopeus ja kapasiteetti ovat olennaisen tärkeitä esineiden internetille.
Tekoäly ja koneoppiminen: Nämä teknologiat tarjoavat mahdollisuuden paitsi hallita ja käsitellä valtavia määriä IoT-dataa, myös analysoida ja oppia siitä. Big Data on tekoälyn ja koneoppimisen suosikkiruoka. Mitä isommat ja monipuolisemmat tiedot ovat, sitä luotettavammat ja tarkemmat oivallukset ja oivallukset tekoälyllä toimivan edistyksellisen analytiikan avulla voidaan tuottaa. IoT-laitteiden kasvu on kasvanut voimakkaasti tekoälyn kehittymisen ja niiden tuottaman datan halun myötä.
Pilvilaskenta: Aivan kuten yhteydet olivat olennainen osa esineiden internetin kehitystä, myös pilvipalvelujen yleistyminen on ollut tiiviisti sidoksissa sen kehitykseen. Koska IoT-pilvipalvelut pystyvät tuottamaan prosessointitehoa ja suuren volyymin tallennustilaa tarpeen mukaan, IoT-laitteet pystyivät keräämään ja siirtämään yhä suurempia ja monimutkaisempia datajoukkoja.
Miten IoT toimii?
IoT-laitteet ovat silmiämme ja korviamme, kun emme voi fyysisesti olla siellä – tallentamalla mitä tahansa dataa, jota ne on ohjelmoitu keräämään. Nämä tiedot voidaan sitten kerätä ja analysoida, jotta voimme tiedottaa ja automatisoida jatkotoimia tai -päätöksiä. Tässä prosessissa on neljä keskeistä vaihetta:
Asioiden internetin neljä keskeistä vaihetta
- Sieppaa tiedot. Antureiden avulla IoT-laitteet keräävät tietoa ympäristöstään. Tämä voi olla yhtä yksinkertaista kuin lämpötila tai yhtä monimutkainen reaaliaikainen videosyöte.
- Jaa tiedot. Käytettävissä olevien verkkoyhteyksien avulla IoT-laitteet lähettävät nämä tiedot julkiseen tai yksityiseen pilvijärjestelmään (laitejärjestelmälaite) tai toiseen laitteeseen (laite) tai tallentavat sen paikallisesti sen reunalla tapahtuvaa käsittelyä varten.
- Käsittele tiedot. Tässä vaiheessa ohjelmisto on ohjelmoitu tekemään jotain näiden tietojen perusteella – kuten kytkeä tuulettimen päälle tai lähettää varoitus.
- Reagoi tietoihin. Kertynyt data kaikista IoT-verkon laitteista analysoidaan. Tämä tarjoaa vahvaa tietoa luotettavista toimista ja liiketoimintapäätöksistä.
Esimerkkejä IoT-verkoista toiminnassa
IoT-verkot ja niiden tuottama data ovat töissä lähes kaikilla modernin elämän osa-alueilla – kodeissamme, autoissamme, myymälöissämme ja jopa kehossamme.
Älykodit: Monet tuntevat IoT-verkot jo läheisesti omissa kodeissaan. Älykytkimillä, antureilla ja laitteilla, jotka kommunikoivat Z-Waven tai Zigbeen kaltaisten protokollien kautta, kotiautomaatiojärjestelmiä voidaan käyttää esimerkiksi valaistuksen, ilmaston, turvajärjestelmien ja laitteiden valvontaan ja ohjaamiseen – myös kaukaa. Jos unohdat sammuttaa valot tai uunin ennen kuin poistut talosta, voit tehdä sen puhelimesta IoT-yhteensopivilla laitteilla.
Älykkäät verkot: Älykkäät verkot yhdistettynä tekoälyyn ja edistyneeseen analytiikkateknologiaan hyödyntävät IoT-ratkaisuja, jotka auttavat integroimaan teknologiaa, joka auttaa kuluttajia ymmärtämään käyttämäänsä energiaa – ja jopa tuottamaa – aurinkopaneelien ja muiden keinojen avulla. IoT-anturit kaikkialla verkossa voivat havaita mahdolliset riskit aikaisemmin, jotta teho voidaan jakaa uudelleen tarpeen mukaan katkosten ja muiden ongelmien ehkäisemiseksi tai minimoimiseksi. Anturit voivat myös havaita mekaanisia ongelmia ja hälyttää teknikot tarvittaessa korjauksia varten, mikä kaikki auttaa energiankuluttajia hallitsemaan ja näkemään paremmin.
Älykkäät kaupungit:Älykkään kaupungin indeksin (Smart City Index, SCI) mukaan älykäs kaupunki on ”kaupunkiympäristö, jossa sovelletaan teknologiaa kaupungistumisen hyötyjen parantamiseksi ja puutteiden vähentämiseksi”.Väestön kasvu, liikenneruuhkat ja ikääntyvät infrastruktuurit ovat kaikki yksi niistä haasteista, joihin esineiden internet auttaa vastaamaan. Kaupunkisuunnittelijat voivat käyttää antureita, mittareita ja muita esineiden internetin laitteita seuratakseen ja kerätäkseen tietoa ongelmien ennakoivaa käsittelyä varten. Esimerkiksi myrskyviemäreihin sijoitetuilla antureilla voidaan havaita vedenkorkeutta ja automatisoida toimia, jotka auttavat estämään tulvia, kun pitoisuudet nousevat liian korkeiksi.
Yhdistetyt autot: Nykyään lähes kaikki uudet autot siirtyvät IoT:n ja älykkäiden toimintojen myötä, ja 5G-autojen odotetaan kasvavan kaikkialla seuraavien viiden vuoden aikana ja sen jälkeen. Kehittyneet kuljettajaa avustavat järjestelmät (ADAS), jotka käyttävät IoT-teknologiaa, auttavat kuljettajia välttämään törmäyksiä, suunnittelemaan reittejä, puristamaan ahtaisiin kohtiin ja paljon muuta. Autoteollisuuden esineiden internetin kehittyessä näemme yhä enemmän yhteyksiä ulkoisiin laitteisiin, kuten liikennevaloihin, jalankulkijoihin, uutis- ja säälähteisiin sekä suoratoistoviihteen tarjoajiin.
IoT vähittäiskaupassa: Asiakaslähtöisiä IoT-ratkaisuja käytetään yhä enemmän myymäläkokemusten parantamiseen. Liikkeellä toimivat älykamerat, älykkäät hyllyt, majakka ja RFID-teknologiat voivat auttaa asiakkaita löytämään kohteita mobiilisovelluksen kautta. Niiden avulla on helppo jakaa varastotietoja ja jopa lähettää kontekstikohtaisia kampanjoita asiakkaille, kun he selaavat myymälässä. Kaupassa ja verkossa tapahtuvien ostoskokemusten välisten yhteyksien hämärtyessä IoT-ratkaisut voivat auttaa parantamaan asiakaskokemusta seuraamalla toimitusta ja kuljettamalla ajoneuvoja, jolloin asiakkaat voivat mukauttaa ostossuunnitelmiaan paremmin.
Etäterveys: On yhä yleisempää nähdä IoT-pohjaisia kuluttajalaitteita, kuten älykelloja ja lääkeannostelijoita, jotka auttavat lääkäreitä tarkkailemaan potilaita etänä. Teleterveysteknologian kiehtovimpia edistysaskelia on kuitenkin tulossa älykkäiden kirurgisten työkalujen avulla. Tämä koskee erityisesti syrjäisillä tai alikehittyneillä alueilla olevia potilaita. Näiden työkalujen avulla etälääkärit voivat olla yhteydessä maailman parhaisiin kirurgeihin, suorittaa ohjattuja leikkauksia, etädiagnooseja ja jopa seurata puudutettuja potilaita tuona kriittisenä aikana.
Liikenteenhallinta: Antureiden, kameroiden ja muiden laitteiden verkon kautta IoT-teknologiaa voidaan käyttää liikenneruuhkien vähentämiseen ja käyttökelpoisten uudelleenreititysvaihtoehtojen tarjoamiseen. Reaaliaikaisilla tietosyötteillä voidaan esimerkiksi säätää signaalien ajoitusta, jotta varmistetaan liikenteen sujuvuus dynaamisissa olosuhteissa. Valaistusanturit voivat havaita ja säätää valaistuksen kirkkautta optimaalisen näkyvyyden saavuttamiseksi, kun taas tieanturit voivat havaita onnettomuudet ja ilmoittaa ongelmista automaattisesti.
Mitä teollista hyötyä IoT-datalla on?
Teollinen IoT (IIoT) -data on suurin (ja nopeimmin kasvava) datan tuottaja, joka tuottaa vuosittain biljoonia gigabitteja dataa. Suuri osa siitä tulee lähes miljardista valvontakamerasta ympäri maailmaa. Valtavia määriä syntyy myös yhdistetyistä autoista sekä valmistus- ja kuljetussovelluksista. Nykyään IIoT-tietoja tuotetaan, kerätään ja hyödynnetään lähes kaikilla toimialoilla toimitusketjun hallinnasta terveydenhuoltoon.
Yksi aloista, joilla IIoT-teknologia kasvaa nopeimmin, on valmistus ja toimitusketjut. Älykkäässä tehtaassa anturit voivat havaita ja jopa ennakoida mekaanisia ongelmia pitääkseen asiat sujuvina. He voivat myös kerätä ja analysoida operatiivisia tietoja löytääkseen nopeimmat ja tehokkaimmat työnkulut ja prosessit, jotka voidaan sitten automatisoida keskitetyn järjestelmän kautta. Toimitusketjuissa IoT-ratkaisut auttavat virtaviivaistamaan toimintaa päästä päähän. Raaka-aineita ja -tarvikkeita voidaan jäljittää turvallisuuden ja alkuperän varmistamiseksi. Rahti-, lähetys- ja viimesilogistiikkaa voidaan seurata reaaliaikaisesti. Ja asiakkaat voivat saada reaaliaikaisia päivityksiä tilauksiensa tilasta tai tuotteidensa alkuperästä.
IoT:n tulevaisuus
Tulevaisuudessa voimme etsiä saumattomampaa integraatiota teknologian ja inhimillisen kokemuksen välillä. Vaikka metaversumi on vielä muutaman vuoden päässä, 3D-ääni, edistynyt virtuaalitodellisuus, haptiset aistimukset ja tekoälyyn perustuva reaaliaikainen personointi merkitsevät sitä, että vuorovaikutuksemme ympärillämme olevien laitteiden kanssa mahdollistaa yhä ”todelliset” aistikokemukset. Lisäksi 5G:n nousun ja maailmanlaajuisten nopeiden yhteyksien myötä ihmisillä on kvanttimainen kyky jakaa näitä kokemuksia millä tahansa etäisyydellä. Tämän vaikutukset ovat valtavia ja voivat muuttaa tapaa, jolla lähestymme joitakin tärkeimmistä toiminnoistamme ja laitoksistamme, kuten työpaikoistamme, kirurgisesta ja lääketieteellisestä hoidosta, kiinteistöistä, ostoksista, matkustamisesta ja ihmissuhteista yleensä.