Czym jest Internet Rzeczy, Internet Rzeczy,

Czym jest Internet Rzeczy? Wyzwania, potencjał i zaplecze technologiczne

Ostatnie osiągnięcia naukowców na poletku technologicznym nie pozwalały mi zapomnieć o furtkach, jakie otworzyły do rozwoju, mitycznego wręcz, tak zwanego „Internet of Things„. Mowa o opracowaniu układów „za grosze” dzięki możliwości produkcji procesorów z tworzyw sztucznych czy zrewolucjonizowania energetycznego poletka poprzez zastąpienie tradycyjnych akumulatorów specjalnym „miniaturowym generatorem” w formie tuszu o właściwościach termoelektrycznych. Te dwa odkrycia mogą odmienić opisywany poniżej Internet Rzeczy, znacząco zmniejszając koszty jego rozpowszechnienia.

Internet Rzeczy, czyli IoT w pigułce

Obecnie jesteśmy na przedpolu czasów, w których to znakomita większość naszego otoczenia będzie połączona ze sobą w jedną wielką sieć. Jak to zwykle bywa, rewolucja najpierw obejmie miejsca użyteczności publicznej, następnie wielkie aglomeracje, a z czasem, wraz ze spadkiem ceny technologii, trafi zapewne licznie prosto do naszych domów.

Czytaj też: Chiny zwodowały nowy lotniskowiec. Fujian dorównuje amerykańskim superlotniskowcom

Mowa oczywiście o wspomnianym Internet of Things (IoT), czyli „po polsku” Internecie Rzeczy. W najprostszym rozumieniu tego terminu, jest to nic innego, jak koncepcja, która sprowadza się do podłączenia wszelkiego rodzaju urządzeń do sieci (lokalnej lub Ethernet), dzięki której te mogą się ze sobą komunikować z automatu (na podstawie odpowiednich algorytmów) bez wiedzy użytkownika. 

Mowa przy tym o szerokim spektrum urządzeń – od żarówek, po głowice termostatyczne, inteligentne głośniki, różnego rodzaju gadżety do noszenia i wreszcie sprzęty AGD czy RTV o mniejszych i większych gabarytach. Tak naprawdę i teoretycznie wszystko można wyposażyć w odpowiedni zestaw czujników i modułów… ale przed takimi zapędami producenci zawsze zadają sobie jedno pytanie – „po co?” i jest to bardzo dobre pytanie.

Bo po co nam np. czujnik w długopisie, podkładce antypoślizgowej czy jakimś bibelocie? Jeśli ma to sens i konkretny cel, to nic nie stoi takiej praktyce na drodze, ale w innym przypadku, to utrata zasobów i bezsensowne zwiększanie ceny finalnego produktu. Inną sprawą jest już uczynienie np. z wazonu lub półki części systemu bezpieczeństwa naszych czterech ścian, wsadzając do nich np. czujnik dymu czy prostą kamerę.

W praktyce więc Internet Rzeczy może kiedyś otaczać nas na każdym kroku, a z tym terminem mamy do czynienia zawsze wtedy, kiedy coś łączy się z czymś innym. Do tego musi zostać spełnione kilka warunków, a najważniejszym z nich jest zgodność i możliwości urządzeń pod kątem posiadania odpowiednich czujników oraz modułów odpowiadających za wzajemną komunikację. To więc moment, w którym zaczynają się schody… ogromne schody.

Ze względu na mnogość urządzeń Internetu Rzeczy do jego funkcjonowania potrzebne jest elektryczne kodowanie RFID, które zwraca unikalny kod produktu EPC, co jednoznacznie pozwala zidentyfikować konkretne urządzenia. Alternatywą do tego są adresy IP, MAC oraz kody seryjne produktów, co jednak spisuje się bardziej w domowym zaciszu i przy korzystaniu z prywatnej lokalnej sieci, bo w niej zwyczajnie nie ma na tyle sprzętu.

Sprawa ma się inaczej w zatłoczonych miejscach publicznych, gdzie smartfony, smartwatche, słuchawki bezprzewodowe i różnego rodzaju gadżety łącznie idą nie w dziesiątki, a całe tysiące, co zresztą powoduje ogromne obciążenie samych łączy. A jeśli już przy nich jesteśmy, nieodzownym elementem Internetu Rzeczy z oczywistych względów jest też sama łączność, która może być zarówno przewodowa, jak i bezprzewodowa.

W skład tej sieci mogą wchodzić fizyczne przewody, ale to niewidzialne medium jest tym, do czego w IoT ciągle się dąży. To może być realizowane za pośrednictwem sieci komórkowych (np. 5G), sieci Wi-Fi, protokołu Bluetooth, podczerwieni, NFC czy działających na znacznie większą odległość technologii VSAT lub LPWAN. Za kompatybilność wielu urządzeń odpowiadają z kolei tym standardy, które narzucają producentom pewne zasady, a szereg odgórnych wymogów dopełnia określony sposób komunikacji pomiędzy użytkownikami.

Czytaj też: Czołg T-84 pod lupą. Opisujemy wyjątkowy ukraiński czołg podstawowy

Wyzwania rozwoju Internetu Rzeczy

Początek tworzenia nowego systemu IoT sprowadza się do stworzenia protokołów komunikacji dla urządzeń łączących się bezpośrednio i za pośrednictwem bram. Następnie programiści muszą zadbać o odpowiedni zestaw instrukcji w celu zarządzania całym systemem. Wszystko po to, aby mieć możliwość odłączenia niepożądanego urządzenia, przeprowadzania aktualizacji oprogramowania i poświadczeń bezpieczeństwa, zdalnego wyłączania i włączania niektórych funkcji wraz z możliwością konfiguracji szeregu parametrów i wreszcie lokalizowania zgubionych urządzeń i usuwania z nich wrażliwych danych.

System musi też być w stanie poradzić sobie z ogromną ilością danych, korzystając w tym z wysoce skalowalnego podsystemu pamięci masowej, który może obsługiwać różne dane i duże wolumeny. Powinien też umożliwiać analizę w czasie rzeczywistym i nieprzerwane korzystanie z wyników tych obliczeń. Tutaj wchodzi też wymóg skalowalności, która sprowadza się do umożliwienia łatwej rozbudowy zaplecza serwerowego, aby z czasem móc sprostać coraz większej liczbie urządzeń.

I na sam koniec najważniejsza cecha – bezpieczeństwo, które jest po prostu kluczowe, zważywszy na to, że urządzenia IoT często zbierają osobiste dane i ze swej natury wprowadzają rzeczywisty świat do Internetu (i odwrotnie). Problem z tym, że wiele urządzeń jest po prostu zbyt mała, aby obsługiwać prawidłowe szyfrowanie, co budzi ogromne obawy co do tego, czy aby cyberprzestępcy nie będą mieli łatwego dostępu do zbyt wielu danych. Innym częstym problemem, który się wskazuje, jest też kodowanie reguł zarządzania dostępem do kodu po stronie klienta lub po stronie serwera.

Co nam po Internecie Rzeczy?

Tak naprawdę idea Internetu Rzeczy sprowadza się do tego, że dosłownie każdy otaczający nas przedmiot można “unowocześnić”, wyposażając go w odpowiednią elektronikę (wspomniane wcześniej czujniki oraz moduły). Te mogą być zarówno proste (np. mechanizm włączający światło w pomieszczeniu po naciśnięciu klamki), jak i nieco bardziej złożone. Sprowadza się to np. do głównego sterownika, który sczytuje szereg czynników i na ich podstawie dostosowuje klimatyzację, ogrzewanie, światło czy nawet aktywność gniazdek elektronicznych, co nie tylko ułatwia życie, ale też pozwala dbać o środowisko, oszczędzając przy tym energię i pieniądze. 

Ze względu na taką funkcjonalność, urządzeniami IoT są nawet towarzyszące nam od lat zwykłe urządzenia oraz systemy, które normalnie określilibyśmy mianem tych o poszerzonej funkcjonalności. Spełniają jednak wszystkie warunki wymagane do tego, aby uznać je za część Internetu Rzeczy, więc nawet prosta żarówka łącząca się z lokalną siecią i następnie aplikacją na smartfonie, jest już częścią IoT. 

Czytaj też: Obejrzyjcie, jak Ukraińcy przerabiają konsumenckie drony na zabójcze bronie

W praktyce po odpowiednim rozwoju technologii i oddaniu się w jej ręce można doprowadzić do scenariusza, w którym np. nasz dom/mieszkanie będzie wiedziało o lokalizacji naszej i naszych domowników. Dzięki temu po wyjściu wszystkich do pracy na podstawie wcześniejszych ustawień system wyłączyłby ogrzewanie, zamknął bramę, garaż, wszystkie drzwi i okna, opuścił rolety i na koniec rozpoczął pranie, aktywował zmywarkę i dał sygnał autonomicznym odkurzaczom do rozpoczęcia pracy (wedle zapotrzebowania).

Z kolei, gdyby jeden z domowników zaczął zbliżać się do mieszkania, to zaczęłoby powracać do życia i przygotowywać się na Wasz powrót. Gdyby dołożyć do tego sztuczną inteligencję, która nauczyłaby się Waszych zwyczajów, po powrocie moglibyście zostać powitani świeżo zaparzoną kawą i posiłkiem z pobliskiej restauracji.

System w takim przypadku mógłby wcześniej wykryć, że jesteście głodni, musieliście zostać w pracy dłużej, w lodówce pozostały resztki, a na podstawie odczytów ze smartwatcha zrozumiał, że jakiekolwiek przygotowywanie posiłków jest ostatnim, co chcielibyście zrobić. Zajadacie się więc, a kątem oka przeglądacie na smartfonie setki czujników rozsianych po domu, które regularnie dają o sobie znać, kiedy coś jest nie tak.

Nagły spadek ciśnienia w oponie? Powoli wyczerpujące się tonery w drukarce? Informacje na temat tego wszystkiego macie na wyciągnięcie ręki. To właśnie jest Internet Rzeczy w swojej najlepszej okazałości. Dla wielu przerażający, a dla pozostałych imponujący i będący wręcz kolejnym krokiem w rozwoju dzisiejszej technologii.