Co to jest IoT i jak to działa?
W najbardziej ogólnym ujęciu Internet rzeczy obejmuje każdy obiekt – lub „rzecz” – który można bezprzewodowo połączyć z siecią internetową. Jednak dzisiaj Internet rzeczy w szczególności oznacza połączone rzeczy, które są wyposażone w czujniki, oprogramowanie i inne technologie, które umożliwiają im przesyłanie i odbieranie danych – w celu informowania użytkowników lub automatyzacji działania. Tradycyjnie łączność była osiągana głównie za pośrednictwem sieci Wi-Fi, podczas gdy obecnie 5G i inne rodzaje platform sieciowych oferują obietnicę obsługi ogromnych zbiorów danych, niemal wszędzie, z szybkością i niezawodnością.
Gdy urządzenia IoT gromadzą i przesyłają dane, najważniejszym punktem jest wyciągnięcie z nich jak największych korzyści i zapewnienie im coraz dokładniejszych i wyrafinowanych wyników i analiz. Tutaj wkraczają technologie sztucznej inteligencji: rozszerzanie sieci IoT o zaawansowaną analitykę i uczenie maszynowe.
Historia IoT
W 2021 roku na świecie było ponad 10 mld urządzeń IoT, a do 2025 roku IDC oczekuje, że globalne generowanie danych przekroczy 73 zettabajty – co odpowiada 73 bilionom gigabajtów. Choć nie potrafimy tak naprawdę kwantyfikować danych cyfrowych w kategoriach fizycznych, możemy powiedzieć, że gdyby wszystkie te dane zostały przekształcone na dyskietki z lat dziewięćdziesiątych, to ostatecznie zostały one przekazane na księżyc i z powrotem ponad 5000 razy.
W ciągu zaledwie kilku dziesięcioleci dane dotyczące Internetu przedmiotów rosły wykładniczo, co prawdopodobnie utrzyma się. Co więc odpaliło ten boom Internetu rzeczy? Aby internet przedmiotów się rozwijał, konieczne było połączenie i jednoczesne rozwijanie specyficznego zestawu technologii.
- Łączność: dzisiejszy Internet i łączność w chmurze są wystarczająco szybkie i solidne, aby wysyłać i otrzymywać ogromne ilości danych oraz wspierać wykładniczy rozwój IoT.
- Technologia czujników: wraz ze stałym wzrostem popytu na innowacje w zakresie czujników IoT rynek przeszedł od kilku kosztownych, niszowych dostawców do wysoce zglobalizowanego i konkurencyjnego cenowo przemysłu wytwórczego czujników. Od 2004 r. średnia cena czujników IoT spadła o ponad 70%, czemu towarzyszył wzrost zapotrzebowania na lepszą funkcjonalność i różnorodność tych produktów.
- Moc obliczeniowa: w ciągu najbliższych pięciu lat powstanie dwa razy więcej danych, w porównaniu z początkiem pamięci cyfrowej. Aby wykorzystać wszystkie te dane, nowoczesne firmy potrzebują coraz większych ilości pamięci i mocy przetwarzania. Dążenie do osiągnięcia tego celu było szybkie i konkurencyjne i przyczyniło się do wzrostu znaczenia i przydatności Internetu przedmiotów.
- Technologia Big Data: Od lat osiemdziesiątych światowe dane, jak również technologie komputerowe niezbędne do ich przechowywania, rozwijają się wykładniczo. Postępy w zakresie baz danych i narzędzi analitycznych pozwoliły na przetwarzanie i analizowanie w czasie rzeczywistym ogromnych ilości danych generowanych z urządzeń IoT, inteligentnych pojazdów i urządzeń. Ta szybkość i możliwości mają zasadnicze znaczenie dla internetu rzeczy.
- Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe: Technologie te umożliwiają nie tylko zarządzanie ogromnymi ilościami danych IoT i ich przetwarzanie, ale także analizę i uczenie się na ich podstawie. Big Data to ulubiona żywność z dziedziny sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego. Większe i bardziej zróżnicowane zbiory danych, tym bardziej solidne i precyzyjne analizy i inteligencja, którą mogą zapewnić zaawansowane analizy oparte na sztucznej inteligencji. Wraz z rozwojem sztucznej inteligencji i jej apetytem na dostarczane przez nie dane znacznie wzrosła liczba urządzeń IoT.
- Chmura obliczeniowa: W miarę jak łączność była integralną częścią rozwoju internetu rzeczy, rozwój chmury obliczeniowej był również ściśle związany z jej rozwojem. Dzięki możliwości zapewnienia mocy przetwarzania i pamięci masowej na żądanie usługi IoT w chmurze utorowały drogę dla urządzeń IoT do gromadzenia i przesyłania coraz bardziej dużych i złożonych zbiorów danych.
Jak działa IoT... i dlaczego?
Urządzenia IoT są naszymi oczami i uszami, gdy fizycznie nie możemy tam być – przechwytując dowolne dane, które zaprogramowano, aby je zgromadzić. Dane te mogą być następnie gromadzone i analizowane, aby ułatwić nam przekazywanie informacji i automatyzację kolejnych czynności lub decyzji. Proces ten obejmuje cztery kluczowe etapy:
Cztery kluczowe etapy internetu rzeczy
- Zarejestruj dane. Dzięki czujnikom urządzenia IoT przechwytują dane ze swoich środowisk. Mogłoby to być tak proste jak temperatura lub skomplikowane nagranie wideo w czasie rzeczywistym.
- Udostępnij dane. Za pomocą dostępnych połączeń sieciowych urządzenia IoT wysyłają te dane do systemu w chmurze publicznej lub prywatnej (urządzenie z systemem urządzeń) lub do innego urządzenia (urządzenie urządzenia) lub przechowują je lokalnie zgodnie z przeznaczeniem do przetwarzania na krawędzi.
- Proszę przetworzyć dane. W tym momencie oprogramowanie jest zaprogramowane do robienia czegoś w oparciu o te dane – np. włącza wentylator lub wysyła ostrzeżenie.
- Działaj na danych. Analizowane są skumulowane dane ze wszystkich urządzeń w sieci IoT. Zapewnia to zaawansowane analizy, które ułatwiają podejmowanie pewnych działań i podejmowanie decyzji biznesowych.
Przykłady sieci IoT w działaniu
Sieci IoT i generowane przez nie dane są w pracy praktycznie we wszystkich aspektach współczesnego życia – w naszych domach, samochodach, naszych sklepach, a nawet na naszych ciałach.
- Inteligentne domy: Wiele osób już w swoich domach doskonale zna sieci IoT. Dzięki inteligentnym przełącznikom, czujnikom i urządzeniom, które komunikują się za pomocą protokołów takich jak Z-Wave czy Zigbee, systemy automatyki domowej mogą być używane do monitorowania i kontrolowania takich rzeczy, jak oświetlenie, klimat, systemy bezpieczeństwa, urządzenia itp., nawet z daleka. Jeśli zapomnisz wyłączyć światła lub piekarnik przed wyjściem z domu, możesz zrobić to z telefonu za pomocą urządzeń obsługujących Internet rzeczy.
- Inteligentne sieci: w połączeniu z technologią sztucznej inteligencji i zaawansowaną technologią analityczną inteligentne sieci wykorzystują rozwiązania IoT, aby pomóc w integracji technologii, aby pomóc konsumentom w lepszym wykorzystaniu promieniowania i zrozumieniu energii, z której korzystają – a nawet ją produkują – za pomocą paneli słonecznych i innych środków. Czujniki IoT w całej sieci mogą wcześniej wykryć potencjalne zagrożenia, dzięki czemu można będzie w razie potrzeby ponownie rozdzielić energię, aby zapobiec awariom i innym problemom lub je zminimalizować. Czujniki mogą również wykrywać problemy mechaniczne i ostrzegać techników o potrzebie napraw, co pomaga konsumentom energii lepiej kontrolować i analizować dane.
- Inteligentne miasta: według indeksu Smart City (SCI)inteligentne miasto jest „miastem, które stosuje technologię zwiększającą korzyści i zmniejszającą niedociągnięcia urbanizacji”. Wzrost liczby ludności, natężenie ruchu i starzenie się infrastruktury należą do niektórych wyzwań, którym służy Internet przedmiotów. Korzystając z czujników, liczników i innych urządzeń IoT, planiści miast mogą monitorować i gromadzić dane w celu proaktywnego rozwiązywania problemów. Na przykład czujniki umieszczone w kanałach burzowych mogą wykryć poziom wody i zautomatyzować działania, aby zapobiec powodziom, gdy poziom wody będzie zbyt wysoki.
Dowiedz się, jak firma Endress+hauser na nowo rozwinęła się dzięki technologii IoT
- Połączone samochody: Dzisiaj praktycznie wszystkie nowe samochody zrywają linię z IoT i inteligentną funkcjonalnością, przy czym samochody 5G mają wzrosnąć w ciągu najbliższych pięciu lat i później. Zaawansowane systemy wspomagania kierowców (ADAS) wykorzystujące technologię IoT pomagają kierowcom uniknąć kolizji, planować trasy, wyciskać w ciasnych miejscach i wiele więcej. A w miarę rozwoju IoT w branży motoryzacyjnej coraz częściej obserwujemy łączność z zewnętrznymi urządzeniami, takimi jak sygnalizacja świetlna, piesi, źródła wiadomości i pogody oraz dostawcy rozrywki strumieniowej.
- IoT w handlu detalicznym: rozwiązania IoT skierowane do klientów są coraz częściej wykorzystywane do poprawy doświadczeń w sklepach stacjonarnych. Zainicjowane przez ruch inteligentne kamery, inteligentne półki, sygnały nawigacyjne i technologie RFID mogą pomóc kupującym zlokalizować pozycje za pomocą aplikacji mobilnej. Ułatwiają one udostępnianie informacji o zapasach, a nawet wysyłanie klientom kontekstowych promocji podczas przeglądania w sklepie. Rozwiązania IoT mogą pomóc w doskonaleniu doświadczeń klienta dzięki śledzeniu pojazdów dostawczych i przewozowych, co pozwala klientom lepiej dostosować plany zakupowe.
- Telezdrowie: Coraz częściej obserwuje się konsumenckie urządzenia medyczne wykorzystujące Internet rzeczy, takie jak inteligentne zegarki i dozowniki leków, które pomagają lekarzom w zdalnym monitorowaniu pacjentów. Jednak niektóre z najbardziej fascynujących postępów w dziedzinie telezdrowia płyną dzięki inteligentnym narzędziom chirurgicznym. Jest to szczególnie istotne dla pacjentów na obszarach oddalonych lub słabo rozwiniętych. Narzędzia te pozwalają zdalnym lekarzom łączyć się z jednymi z najlepszych chirurgów na świecie, wykonywać operacje wspomagane, zdalne diagnozy, a nawet monitorować pacjentów anestetyzowanych w tym krytycznym czasie.
- Zarządzanie ruchem: Dzięki sieci czujników, kamer i innych urządzeń można wykorzystać technologię IoT w celu zmniejszenia zatorów komunikacyjnych i pomocy w zapewnieniu wykonalnych opcji zmiany trasy. Na przykład, kanały danych w czasie rzeczywistym można wykorzystać do dostosowania czasu sygnałów w celu zapewnienia płynnego przepływu ruchu w warunkach dynamicznych. Czujniki świetlne mogą wykrywać i dostosowywać jasność oświetlenia w celu uzyskania optymalnej widoczności, natomiast czujniki dróg mogą wykrywać wypadki i automatycznie zgłaszać problemy.
Jakie są przemysłowe zastosowania danych IoT?
Spośród bilionów gigabitów danych, które generujemy każdego roku, przemysłowe dane IoT (IIoT) są największym (i najszybciej rosnącym) producentem danych. Wiele z nich pochodzi z prawie miliarda kamer monitorujących na całym świecie. Ogromne ilości wytwarzane są również przez podłączone do sieci samochody oraz aplikacje produkcyjne i transportowe. Obecnie dane IIoT są generowane, gromadzone i wykorzystywane praktycznie w każdej branży, od zarządzania łańcuchem dostaw po opiekę zdrowotną.
Jednym z obszarów, w których technologia IIoT rozwija się najszybciej, jest łańcuch produkcji i dostaw. W inteligentnej fabryce czujniki mogą wykrywać, a nawet przewidywać problemy mechaniczne, aby wszystko przebiegało sprawnie. Mogą również gromadzić i analizować dane operacyjne w celu znalezienia workflow i procesów, które są najszybsze i najbardziej efektywne – a następnie mogą być zautomatyzowane za pomocą systemu centralnego. W łańcuchach dostaw rozwiązania IoT pomagają usprawnić działanie od początku do końca. Surowce i dostawy można śledzić pod kątem bezpieczeństwa i pochodzenia. W czasie rzeczywistym można monitorować transport towarowy, żeglugę i logistykę ostatniej mili. Klienci mogą też mieć aktualne informacje o stanie swoich zamówień lub o pochodzeniu produktów.
Przyszłość Internetu rzeczy
To, czego możemy szukać w przyszłości, to bardziej płynna integracja technologii z doświadczeniem człowieka. Podczas gdy metawers może być jeszcze oddalony o kilka lat, dźwięk 3D, zaawansowana wirtualna rzeczywistość, czucia haptyczne i personalizacja w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem sztucznej inteligencji będą oznaczać, że nasza interakcja z urządzeniami wokół nas pozwoli na coraz bardziej „realne” doświadczenia sensoryczne. Ponadto wraz z rozwojem sieci 5G i powszechną na całym świecie szybką łącznością ludzie będą mieli podobną do kwantowej zdolność do dzielenia się tymi doświadczeniami na dowolnym dystansie. Konsekwencje tego zjawiska są ogromne i mogą zmienić sposób, w jaki podchodzimy do niektórych z naszych najbardziej podstawowych działań i instytucji, takich jak miejsca pracy, opieka chirurgiczna i medyczna, nieruchomości, zakupy, podróże i relacje międzyludzkie w ogóle.
Dowiedz się więcej o przemysłowym IoT
Dowiedz się, jak dane IIoT pomagają usprawnić operacje przemysłowe od początku do końca.
Biuletyn SAP Insights
Zasubskrybuj już dziś
Zasubskrybuj newsletter i zyskaj dostęp do najważniejszych analiz.