Интернет вещей (IOT): недавнее прошлое и недалекое будущее

Термин «интернет вещей» все чаще встречается в самых различных сферах современной жизни. Однако далеко не все знают, что это такое, для чего нужно и какие возможности перед человеком открывает это явление.

Основы понятия

Кому и для чего нужны подобные технологии? Интернет вещей (от англ. «Internet of Things, IoT») – это, по сути, та же глобальная сеть, только в ней объединены не люди, а вещи. При этом под «вещами» подразумеваются самые разнообразные предметы: от бытовой техники до автомобилей, от предметов обстановки до обычных домашних тапочек.

Что предлагает интернет вещей человеку сегодня и в каких сферах используется? Внутри своей сети все эти предметы могут общаться между собой при помощи специальных электронных устройств, встроенных в них. При этом взаимодействие между объектами сети происходит без участия человека.

Специалисты определяют интернет вещей как максимально усовершенствованную автоматизацию, в процессе которой для обмена данными вещи используют протоколы TCP/IP. Что ждет IoT и людей в будущем? Понять разницу между обычной автоматизацией и интернетом вещей поможет пример работы устройства для приготовления кофе.

Для того чтобы запустить работу автоматизированной кофеварки пользователь должен:

включить устройство;
засыпать в него кофейные зерна;
залить воду;
выбрать подходящий режим.

Только после этого кофемашина способна приготовить свежий ароматный напиток.

Что же должна уметь «самостоятельная» кофеварка:

Она должна вести учет остатков кофейных зерен.
Планировать время покупки новой партии кофе.
Составлять список.
Оптимизировать покупки (в случае, когда заканчивается сахар, система кофеварки должна самостоятельно вносить корректировки в список необходимых покупок).
Согласовывать составленный список с пользователем.
При утверждении списка отправлять уведомления человеку перед его походом в магазин.
Уметь обучаться. То есть она должна запоминать предпочтения хозяина (например, в сочетании сорта кофе и вида сахара).

То есть при использовании IoT в процессе приготовления кофе человек будет принимать минимальное участие.

История появления

Исследователи считают, что история интернета вещей началась в 1926 году. Именно тогда Никола Тесла впервые заговорил о том, что в будущем все предметы будут объединены в единую систему. А управление этими предметами будет осуществляться с помощью устройств, легко помещающихся в кармане.

Начало воплощения идеи принадлежит выпускнику Массачусетского технологического института Джону Ромки, который в 1990 г. подключил свой тостер к интернету. Этот тостер стал первым зарегистрированным объектом в интернете вещей.

После этого развитие IoT пошло уже более ускоренными темпами. В 1999 г. еще один выпускник MIT Кевин Эштон разработал систему управления промышленными объектами через глобальную сеть. По его задумке для контроля наличия товаров на складе необходимо было использовать специальные радиомаячки. С помощью этих устройств в любой момент могло быть отслежено местонахождение любой партии товара (маячки передавали информацию напрямую в сеть).

Внедрение этой технологии позволило поставщикам и ритейлерам оперативнее реагировать на изменение спроса на рынке – товары отправлялись именно туда, где были нужнее всего. Эштон же впервые озвучил и термин «интернет вещей». В этом же году при университете был образован Центр автоматической идентификации (Auto-ID Center) благодаря разработкам которого концепция IoT получила широкую известность.

Дальнейшее развитие технологии легко проследить по графику:

Собственно, переход от интернета людей к интернету вещей был осуществлен в 2008 г., когда количество устройств в сети превысило количество пользователей-людей. К этому моменту во всемирной паутине уже было зарегистрировано свыше 6 млрд. вещей.

Кому и зачем нужен

Технология IoT – это не просто «умные» дома и бытовые приборы, это то, что способно полностью изменить экономику и экономические взаимоотношения в мире. Современные эксперты представляют следующий сценарий использования интернета вещей различными структурами:

Нынешнее время

В настоящее время в глобальной сети зарегистрировано более 20 млрд. всевозможных вещей (и это количество продолжает стремительно расти), и технология IoT широко применяется практически повсеместно. Машины заменяют человека на самых сложных и ответственных участках тяжелой индустрии, в сельском хозяйстве и других сферах жизнедеятельности.

В промышленности благодаря данной технологии удается сократить затраты, снизив аварийность, уменьшив потери сырья и более экономно расходуя ресурсы. В энергетике интернет вещей способствует повышению эффективности выработки и распределения электроэнергии. В транспортной инфраструктуре хорошо зарекомендовали себя системы безопасности и экомониторинг, осуществляемый без вмешательства человека. Также активно внедряется данная технология в жилищно-коммунальном хозяйстве, медицине и других секторах.

Самые яркие примеры нынешнего использования интернета вещей:

Яндекс навигатор, которым активно пользуются водители ряда стран. Собирая информацию о координатах транспортного средства, направлении его движения и скорости, система автоматически обрабатывает данные и предлагает водителю наиболее удобные варианты передвижения (с объездом пробок и других возможных препятствий на пути). Весь процесс осуществляется без вмешательства человека.
«Умные» приборы учета расхода ресурсов (электроэнергия, вода, газ). Такие счетчики передают сведения о потреблении ресурсов посредством сети сразу поставщику. В результате последнему не приходится прибегать к услугам жилищных компаний или специальных обходчиков (контролеров) для проверки и сверки показаний.
Мусорные баки, самостоятельно прессующие мусор внутри себя и оповещающие дворников о наполнении.

Но все это только то, что видит и использует в быту обычный человек. На самом деле использование интернета вещей уже значительно шире. Так, IoT используется при выращивании томатов и хлопка в Израиле. Здесь в более чем половине хозяйств применяются системы для контроля влажности, температуры и других характеристик грунта. Собранная информация обрабатывается и передается оператору вместе с оценкой состояния растения и рекомендациями по улучшению последнего. А в США при помощи данной технологии осуществляется внесение органических удобрений в почву.

Современные объекты интернета вещей могут общаться между собой посредством wi-fi, Bluetooth, LPWAN, BLE, Ethernet, RFID, ZigBee и других видов беспроводных технологий. На сегодняшний день специалисты разделяют интернет вещи на два основных сегмента, в каждом из которых имеется несколько ниш:

Проблемы интернета вещей и пути их решения

Еще не так давно препятствием на пути развития интернета вещей стояла нехватка IP-адресов. Но современный интернет-протокол IPv6 предоставляет практически бесконечное количество таковых. Однако трудности развития технология IoT на этом отнюдь не закончились. На сегодняшний день наиболее актуальными считаются:

Обеспечение бесперебойного питания приборов, подключенных к сети, ведь без питания они просто выпадут из системы и цепочки взаимодействия будут нарушены. Постоянная замена батареек не способна решить эту проблему (к тому же это может усугубить проблемы другого характера, например, экологические). Выход из этой ситуации специалисты видят в том, чтобы «умные» вещи самостоятельно обеспечивали себя энергией – получали ее, например, от солнечного света, ветра, вибраций.
Наличие бесперебойной же связи с глобальной сетью. Ведь далеко не во все вещи можно вставить модуль беспроводного доступа к интернету. Для преодоления этой преграды ученые постоянно трудятся над созданием микрочипов с минимальным потреблением энергии, которые можно было бы помещать даже в самые маленькие устройства.
Отсутствие единого центра. Это одна из наиболее актуальных, важных и труднорешаемых проблем. Заключается она в том, что сегодня существует большое количество систем, никак не взаимосвязанных между собой (одна система управляет промышленностью, другая – транспортом), а для полноценного функционирования интернета вещей все они должны взаимодействовать. На сегодняшний день данная проблема еще не решена, но над ней трудятся большое количество организаций, стремясь привести все сети к единому стандарту. При этом планируется, что в центре всего этого сообщества будет находиться не человек, а какой-либо девайс, который будет осуществлять контроль деятельности всех участников интернета вещей.
Отсутствие единого стандарта. Для того чтобы система заработала в полном объеме, все входящие в нее объекты должны «разговаривать на одном языке». На данный момент, учитывая то, что над усовершенствованием интернета вещей трудятся разные компании и каждая из них работает самостоятельно, разработка этого стандарта невозможна.

Кроме того, прежде чем говорить о полноценном интернете вещей, разработчикам придется решить еще одну проблему, имя которой – безопасность. Ведь если сеть с данными взломает хакер, то он сможет не только узнать все о каком-то конкретном человеке, но и, вмешавшись в структуру, привести к сбою в экономике целых стран.

Будущее

Несмотря на проблемы и преграды, интернет вещей продолжает развиваться, и эксперты прогнозируют, что всего через несколько лет количество девайсов, подключенных к IoT, достигнет 50 млрд. Эти же специалисты говорят о том, что все проблемы, мешающие создать полноценную систему, в которой все функции исполняют машины, в конце концов будут решены.

В результате уже в обозримом будущем люди смогут жить в «умных» жилищах, которые будут не только самостоятельно открывать ворота гаража и двери дома, но и поддерживать максимально комфортный микроклимат в помещениях, следить за наличием продуктов в холодильнике и своевременно пополнять их, заказывать правильные лекарства для своего хозяина после предварительной «консультации» с врачом. Словом, человек получит максимально комфортные условия существования. Вот только хорошо это или не очень — покажет время.