Незаметно для многих сегодня выходит огромное количество умных устройств. Согласно прогнозам Business Insider, уже к 2023 году среди потребителей, бизнеса и правительственных организаций уживутся 40 миллиардов таких устройств. Речь не только об умных колонках и лампочках. Умные устройства готовы влиться в каждый сегменты рынка и сделают это через несколько лет.

На потребительском рынке умные устройства продолжат заполнять дома. Лампочки, колонки и бытовые приборы, которые будут управляться с помощью беспроводного подключения дополнятся одеждой и обувью.

Для организаций умные устройства продолжат играть роль автоматизации. На офисе и производстве останутся все те же приборы, но они станут умнее и самостоятельнее, сокращая время на работу с ними.

Правительственные организации к 2023 году займутся стимулированием развития интеллектуальных городов. Умные камеры слежения, городские фонари и счетчики сделают борьбу с преступностью и управление коммунальными услугами проще. Эта область должна привлечь большой объем инвестиций.

Сегодня незаметно для нас начинается гонка между людьми и организациями, которые внедряют Интернет вещей в свою жизнь. Умные приборы не изменят нашу жизнь мгновенно. Потребуется пять лет для того, чтобы многие из работающих ныне вещей устарели. Заменены они уже будут на что-то новое, соответствующее современным стандартам. В нашу жизнь придет автоматизация, а пока мы ждем, можете ознакомиться с другими прогнозами.

«Интернет вещей» – еще одна модная фраза, которую в последнее время можно услышать все чаще и чаще. На самом деле, возникла она намного раньше, чем вы думаете, но только сейчас потенциал данного явления заставляет всерьез задуматься о его многообещающем будущем.

В самом широком смысле термин «Интернет вещей» включает в себя все, что подключено к Интернету. Однако в последнее время под этой фразой все чаще понимают устройства, которые могут «общаться» друг с другом. Грубо говоря, Интернет вещей – это глобальная сеть, в которой не люди, а гаджеты взаимодействуют друг с другом и обучают другу друга в процессе выполнения различных задач.

Хотя словосочетание «Интернет вещей» стало таким распространенным только недавно, термин этот существует аж с 1999 года. Авторство принадлежит Кевину Эштону, сотруднику Массачусетского технологического института и соучредителю стартапа Auto-ID Center. История этой фразы имеет большое значение, так как показывает, что хотя массовый интерес к Интернету вещей возник только недавно, концепция имела своих последователей еще в конце девяностых годов прошлого века.

Представление Эштона об Интернете вещей было сосредоточено на использовании радиочастотной идентификации для соединения устройств между собой. Такая концепция имела лишь незначительные сходства с сегодняшним подходом, когда устройства обмениваются широким спектром информации при помощи IP-сетей.

В 1999 году беспроводные сети в том виде, в котором мы знаем их сегодня, были в зачаточном состоянии, а сотовые сети не могли передавать большого объема информации. В те времена было намного сложней разрабатывать Интернет вещей, в котором все устройства обладали бы уникальными IP-адресами. Кроме того, в условиях отсутствия протокола IPv6 не было достаточного количества адресов для подключения всех желаемых устройств к Интернету. Поскольку радиочастотная идентификация не предусматривала прямого подключения каждого устройства к глобальной сети, такое решение выглядело более доступным и рациональным.

В июне 2000 года был представлен первый в мире подключенный к Интернету холодильник – LG Internet Digital DIOS, который соединялся с сетью посредством сетевого интерфейса LAN. Его разработка началась в 1997 году, то есть еще за два года до того, как Эштон ввел в обиход термин «Интернет вещей».

Кстати, в том же году Wi-Fi стал коммерческим беспроводным стандартом, и для производителей открылись новые возможности, связанные с подключением и взаимодействием устройств. Организация объединенных наций впервые упомянула термин «Интернет вещей» в 2005 году, а спустя три года в Цюрихе прошла первая международная конференция по данному вопросу.

Заметный вклад в развитие технологии внесло появление беспроводного стандарта Bluetooth Low Energy, который нашел свое применение в спорте, медицине, безопасности и домашних развлечениях. Понятие «умного дома» начало воплощаться в повседневную жизнь, когда компания Nest Labs представила современные термостаты и детекторы дыма, которые оснащались датчиками, поддерживали Wi-Fi и обучались самостоятельно.

Появление в 2011 году протокола IPV6 обеспечило заметное увеличение числа устройств, которые стало можно подключать к Интернету с выделением уникального IP-адреса. Настоящим расцветом Интернета вещей компания Cisco считает конец первого десятилетия 21 века, когда количество подключенных к Интернету устройств вдвое превысило численность человечества: 12,5 миллиардов против 6,8 миллиарда. 

2014 год по версии издания Venture Beat был назван «Годом Интернета вещей». Судя по развитию технологий, каждый последующий год тоже вполне заслуживает этого звания.

Сегодня рынок наводнило большое количество подключенных к Интернету устройств: осветительные приборы, электронные замки, камеры наблюдения, фитнес-трекеры и многое другое. Умные весы подсказывают пекарю, какие ингредиенты добавить для приготовления теста, умная камера следит за вашим ребенком в спальне и отправляет уведомление на смартфон при обнаружении подозрительной активности, а сообразительный чайник автоматически кипятит воду, когда вы приходите домой.

Существа, населяющие Интернет вещей, также помогают нам лучше понимать окружающий мир и решать сложные проблемы. Например, для того чтобы понять, почему медоносные пчелы страдают от опасного феномена под названием «разрушение колонии», австралийская компания CSIRO оснастила 5000 пчел радиочастотным чипом, чтобы отслеживать их перемещения и получать информацию о том, что является фактором, уничтожающим их популяцию. А голландский стартап Sparked разработал беспроводной датчик, который позволяет фермерам следить за состоянием коров. Если корова больна или беременна, фермер оперативно получает соответствующее уведомление.

По мере своего развития технология Интернета вещей привносит и определенные вызовы, с которыми приходится сталкиваться компаниям и исследователям. К Интернету сегодня подключается все большее количество устройств: автомобили, станки, носимые гаджеты, бытовые приборы, медицинское оборудование – список можно продолжать долго. Все эти устройства создают гигантские объемы данных, которые организации используют в своей деятельности.

Разумеется, объемы информации, являющиеся важнейшим корпоративным активом, не могут не стать объектом внимания хакеров и других киберпреступников. Передаваемая информация шифруется, но покуда к каждому шифру имеется ключ, попадание последнего в плохие руки – лишь вопрос времени. Поэтому компании, которые смотрят в будущее, уже сейчас заботятся о том, чтобы надежно защитить свои данные. К примеру, Лаборатория Касперского уже разработала защищенную от взлома операционную систему для устройств Интернета вещей и активно распространяет ее на рынке.

Еще одна проблема, с которой сталкивается данный феномен, это отсутствие универсального стандарта. Фреймворк AllJoyn является одним из нескольких подобных стандартов, но консенсуса в этом вопросе достичь пока не удалось. В сегменте Интернета вещей по-прежнему царит раздробленность и фрагментация, что уж точно не вносит позитивного вклада в развитие технологии.

Еще одна сложность состоит в отсутствии устойчивого и высокоскоростного канала связи между устройствами и соответствующей коммуникационной инфраструктуры. Чем больше устройств вы объединяете в сеть, тем большее количество трафика им нужно обрабатывать. Единственное решение проблемы – повышение скоростей и расширение сетевой инфраструктуры, чем в настоящий момент и занимаются поставщики коммуникационных услуг. Но процесс это медленный и затратный, поэтому отсутствие быстрого способа увеличения пропускной способности сетей является еще одним фактором, препятствующим развитию Интернета вещей.

Нельзя также не упомянуть и о проблеме, лежащей в плоскости энергетики. Так как одно из преимуществ Интернета вещей состоит в способности управлять большим количеством разбросанных по местности устройств без необходимости встраивать их в традиционную инфраструктуру, полностью потенциал такого решения может быть реализован, только если отвязать устройства от постоянного источника питания. Хотя в сегменте аккумуляторных батарей осуществляются активные исследования, появление батареи, способной питать портативные устройства несколько лет, по-прежнему остается долгосрочной перспективой. Большую надежду исследователи возлагают на солнечную энергию, которая в состоянии хотя бы частично решить эту проблему.

Конечно, все наиболее интересное, связанное с Интернетом вещей, ждет нас далеко впереди. Самое любопытное начнется, когда подключенные устройства научатся общаться друг с другом. Например, умный автомобиль, дающий сигнал умному гаражу о том, что пора бы открыть умный замок, так как хозяин уже приближается к дому. Или будильник, за пять минут до вашего пробуждения дающий сигнал кофеварке о том, чтобы она начинала готовить ваш любимый капучино.

Если пофантазировать о том, какие применения ждут устройства Интернета вещей в медицинской отрасли, то картины возникают не менее захватывающие. Беспроводной кардиомонитор, микрокамера в форме таблетки, которую достаточно проглотить, чтобы врач смог провести полноценную гастроскопию. Несправедливо было бы говорить, что сегодня в этой сфере не происходит ничего интересного. Достаточно упомянуть медицинские программы для Apple Watch или специальную футболку от компании OMsignal, которая в реальном времени измеряет жизненные показатели пользователя и отправляет уведомления, когда ему нужно передохнуть.

Безусловно, Интернет вещей – одно из направлений технологий, за которыми в ближайшие годы нужно наиболее пристально следить и ждать инноваций. Но и угроз он в себе тоже таит немало, причем связаны они не только с риском того, что мультиварка взбунтуется и вместо плова приготовит паэлью.

Интернет вещей (ИВ) – это не просто множество приборов и датчиков, объединенных между собой проводными или беспроводными сетями и подключенных к Интернету – это тесная интеграция виртуального и реального миров, где происходит «общение» между людьми и устройствами.

Согласно концепции ИВ, вещи, которые окружают нас, связываются между собой в единую сеть, призванную обеспечить максимальный комфорт человеку и экономию энергоресурсов.

Появление Интернета вещей – довольно ожидаемый шаг, ведь лень – двигатель прогресса. Зачем подходить к телевизору для переключения каналов, если можно придумать дистанционный пульт управления, зачем нажимать кнопку на кофеварке, если можно сделать это в смартфоне или настроить, чтобы кофе наливался сам…

Самые доступные решения из этой области – функция включения/выключения домашней сигнализации или двигателя и кондиционера автомобиля через смартфон; подключаемые к интернету холодильники, настраиваемые через интернет с помощью смартфона климатические системы или домашние кофеварки (счастливые обладатели подобных приборов могут, не вставая с постели, например, назначить время, на которое утром сварится свежий горячий кофе или включить через приложение в телефоне отопление в автомобиле, одевая куртку в доме зимой, чтобы авто успело прогреться, пока водитель доберётся до него из квартиры).

Но эти примеры – лишь вершина айсберга. Футуристы и маркетологи уже говорят о том, что в недалеком будущем даже в тело человека будут вживлены различные сенсоры, которые без участия владельца смогут анализировать данные о его состоянии и настроении, отдавая команды окружающим пользователя вещам, чтобы хозяину было особенно хорошо и комфортно.

Например, у вас затекла шея. Она еще даже не начала болеть, но датчики в вашем теле уже знают о проблемах с кровоснабжением шейных мышц. Вы откидываетесь на кресло, а оно уже само изгибает свою спинку так, чтобы ваша шея расслабилась.

Однако у всех этих потенциальных прелестей есть и обратная сторона: в ключе недавних утечек данных, например, из социальной сети Facebook – остро встает вопрос возможной передачи вашей самой личной информации третьим лицам; вопрос общей безопасности в целом (взломав через интернет сигнализацию в вашем доме, воры смогут чувствовать себя там вольготно, а наемный убийца гипотетически может отключить тормоза в вашем «умном» авто); есть и этические вопросы более тонкого свойства (о них – ниже), которые уже стоят перед разработчиками IoT-технологий.

Интернет вещей – это не только исполнительный холодильник, который сам заказывает любимую пищу хозяина, или услужливый чайник, который кипятит воду по первому требованию со смартфона. Это умные датчики на полях, дроны с камерами, благодаря которым можно удаленно мониторить состояние почв, это датчики в общественном транспорте и единые системы для мониторинга жизни города. Другими словами, уже через несколько лет интернетом вещей станет мир вокруг нас.

Особенно активно IoT развивается в аграрном секторе, логистике, Smart City. То есть там, где есть потребность в удаленном мониторинге состояния объектов или сборе больших данных с целью последующего анализа.

Интернет вещей помогает контролировать состояние здоровья: разнообразные сенсоры измеряют давление, сердечный ритм и даже частоту дыхания. Также ИВ дает возможность экономить на обслуживании оборудования: датчики собирают информацию о его состоянии, поэтому техобслуживание и ремонт производятся именно тогда, когда это нужно. Профилактика – всегда дешевле ремонта.

Далее – некоторые примеры сферы применения Интернета вещей в мире.

«Умные» города

Городской транспорт с сенсорами перемещения, мусорные баки с датчиками наполнения, планирование маршрутов транспорта на основании данных о перемещении людей по городу, видеонаблюдение, контроль за уровнем воды в водоемах, датчики шума и загрязнения делают города удобнее и безопаснее. А большие данные, которые собираются в результате работы датчиков, дают возможность властям города лучше понимать потребности жителей.

ИНЬЧУАНЬ (КИТАЙ)

Столица китайской провинции Нинся – Иньчуань – примечательна тем, что это единственный город в мире, в котором не нужны банковские карты, проездные и соответственно наличные деньги. Вместо них – лицо. Для того чтоб оплатить услугу, нужно всего лишь подставить его под систему распознавания лиц, и нужная сумма будет автоматически списана с вашего счета. Чтобы купить продукты, здесь больше не нужно идти в магазин – достаточно заказать их через мобильное приложение. Ждать курьерскую доставку также не потребуется: оплатив покупку, спокойно можно забрать товар в ближайшем холодильнике – камере хранения. Все мусорные контейнеры работают от солнечных батарей, когда бак заполнен, в коммунальную службу поступает соответствующий сигнал, и его вывозят. А в здании местной администрации на входе вместо сотрудников работают голограммы. Многие процедуры, которые нужно было решать раньше, общаясь с чиновниками, теперь выполняются онлайн. Smart City в Китае – это еще и государственная цель. К 2050 году правительство КНР планирует переселить в города 250 миллионов сельских жителей, а «умные города» – это как раз то, что может стать дополнительным стимулом для выбора населенного пункта гражданами.

МИЛТОН-КИНС (ВЕЛИКОБРИТАНИЯ)

В британском городе Милтон-Кинс запущен проект MK:Smart. Он собирает все данные о городе в одну систему: показания спутников, датчиков в почве и системах энерго- и водопотребления; информацию с камер видеонаблюдения с функцией распознавания; социальные и экономические показатели. Таким образом, разработчики дают гражданам шанс самостоятельно контролировать расходы энергии и воды.

СИНГАПУР (СИНГАПУР)

Квартал Yuhua в столице одноименной республики Сингапур оснастили сенсорами, которые контролируют потребление воды и электроэнергии при помощи вакуумной системы утилизации отходов и солнечных панелей. В домах установили специальные датчики, которые контролируют передвижение пожилых людей. Если система видит что-то необычное, то отправляет уведомления в больницу и родственникам. А в 2016 году на улицах Сингапура запустили беспилотные автомобили. К 2020 году все водители будут обязаны установить специальную навигационную систему, которая позволит отслеживать положение автомобиля в реальном времени.

МАСДАР (ОАЭ)

В 2006 году в ОАЭ началась реализация программы «умных городов» в пригороде Абу-Даби – Масдаре. Основная идея – минимизация выброса углерода, поэтому все системы работают на возобновляемых источниках энергии, а неэкологическим автомобилям запрещено подъезжать к границе города ближе, чем на две мили. В Масдаре запустили систему беспилотного электрического транспорта Personal rapid transit. Энергию город получает от солнечных ферм. Таким образом, город потребляет только 20% энергии, которая используется в обычном городе. Все улицы в Масдаре строят с учетом положения солнца и направления преобладающих ветров. Сдача первых жилых помещений запланирована на 2018 год, сначала город заселят 7000 человек. А к 2030 году планируется, что население достигнет уже 100 тысяч человек. Сейчас в пригороде Абу-Даби живут 300 научных сотрудников, которые работают над реализацией проекта.

«Умный» транспорт

Если умные беспилотные автомобили – это все еще технология будущего, которая только готовится к массовому штурму городов, то современный управляемый автомобиль с датчиками для анализа состояния системы и быстрой диагностики уже стал реальностью. Ожидается, что к 2020 году по дорогам мира будут ездить 250 миллионов подключенных к интернету автомобилей, то есть примерно каждый пятый. В 2016 году в мире начались испытания беспилотных транспортных средств, начиная от автобусов в Финляндии, заканчивая такси в Сингапуре. Однако во всех случаях в автомобиле находился водитель, готовый в любой момент взять управление в свои руки. Например, в тестах Uber в Питтсбурге водителям приходилось управлять автомобилем при проездах через мосты и опасные перекрестки. С развитием Интернета вещей и появлением «умных» городов автомобили не смогут обойтись без подключения к Интернету. С его помощью будет осуществляться обновление транспортных карт и оценка дорожной ситуации. Персональные гаджеты также смогут пользоваться трафиком, транслируемым автомобилем. Большую пользу принесут голосовые помощники, которые, приняв вербальную команду, смогут проложить маршрут к заданной цели. Беспроводная связь также позволит управлять автомобилем дистанционно, через приложение на смартфоне, которое, возможно, станет эволюцией брелков с кнопками. Приложение может быть многопрофильным, не только открывая/закрывая двери, но и информируя владельца автомобиля о таких параметрах, как количество бензина или заряд аккумулятора, давление в шинах, километраж, износ деталей и пр. Подключенность умного транспортного средства к сети может принести пользу для городских властей. Сбор и правильное использование аккумулируемых данных открывают новые возможности для работы и улучшения транспортной ситуации в городах. Крупные автоконцерны уже сегодня перепрофилируют свое производство на изготовление «умных» автомобилей, тесно связанных с широкими возможностями мобильных сетей пятого поколения (5G). Одним из фундаментальных параметров «умных» автомобилей будут являться точные географические координаты транспортного средства, отслеживаемые в режиме реального времени.

«Умный» дом

Оказывается, понятие «умный» дом появилось намного раньше Интернета вещей. В 1985 году в США заработала система Unity – она управляла безопасностью дома. Однако современный «умный» дом по своей концепции стал именно частью Интернета вещей. Smart Home подразумевает под собой не только управление безопасностью – в него включены системы климат-контроля (кондиционеры, вентиляторы, котлы отопления), освещения (например, включение люстры в 18:00), управления умными бытовыми приборами (к примеру, кофеварка, которая варит кофе ровно в 10:00; холодильник, сигнализирующий об отсутствии молока). В «умном» доме счетчики сами фиксируют, сколько энергии было потрачено в этом месяце – не нужно бегать и снимать показания. Некоторые решения для такого дома даже показывают, сколько расходует конкретная лампочка или бытовое устройство, подключенное к сети. «Умные» лифты сами оповещают о поломках, системы управления теплом в доме удаленно показывают температуру в помещении и могут включаться через смартфон. По сути «умный» дом является посредником между пользователем и «умными» приборами – он объединяет все их показания и выводит их пользователю в удобном для него виде – на экран телевизора или смартфона, или же в устной форме. Ну и, разумеется, «умный» дом обрабатывает все команды пользователя и передает их приборам. К примеру, вы едете домой жарким летом, и вам хочется прохлады: достаточно отдать команду со смартфона, и кондиционер включится автоматически.

«Умные» помощники

Сегодня огромную популярность во всем мире получили домашние «умные» помощники. К таким относятся Google Home и Amazon Echo, которые стали одними из самых продаваемых устройств в последние годы. Производители гаджетов Apple и Samsung разрабатывают динамики с искусственным интеллектом, которые будут выполнять задачи, произнесенные человеком. Что уж говорить о разнообразных измерителях физических показателей человека – пульсометрах, сенсорах дыхания и прочих датчиках состояния организма. Все началось с использования умных браслетов, которые со временем стали полноценными гаджетами для контроля здоровья, помогающими наблюдать за пациентами и заменяющими регулярные посещения врача. Интернет вещей позволил проводить диагностику на дому, экономя время. Устройства для подсчета шагов и контроля сна очень быстро эволюционировали в гаджеты для измерения пульса и наблюдения за частотой дыхания. Позже компания Cambridge Consultants создала устройство Flow Health Hub, которое следит за содержанием сахара в крови, холестерина, а также измеряет давление. Гаджет связывается с врачом и сообщает ему показания. Аналитики подсчитали, что с 2020 году количество гаджетов Интернета вещей будет составлять около 20 миллиардов единиц – против 8,4 миллиарда сегодня.

«Умная» сфера услуг

Уже совсем скоро Интернет вещей будет использоваться в любой отрасли, где можно хоть что-то автоматизировать. Особенно активно IoT развивается в аграрном секторе, логистике, медицине. То есть там, где есть потребность в удаленном мониторинге состояния объектов или сборе больших данных с целью последующего анализа. Интернет вещей дает возможность экономить на обслуживании оборудования: датчики собирают информацию о его состоянии, поэтому техобслуживание и ремонт производятся именно тогда, когда это нужно. Профилактика – всегда дешевле ремонта. Также ИВ помогает спасать жизни: например, новые Apple Watch, мониторя сердечный ритм постоянно, могут вычислить аритмию и другие заболевания.

Медицина

Медицинские приборы, подключенные к Интернету, позволяют не только предотвращать серьезные осложнения (так как данные собираются и поступают к врачу практически в автоматическом режиме, и по ним можно выявить причины осложнений), но и спасать жизни. Например, устройство Chimaera дает возможность провести операцию легче благодаря транслируемому 3D-изображению оперируемой области в режиме реального времени. Это позволяет обходить нервные волокна и кровеносные сосуды, не боясь их задеть. Медицинский интернет вещей в некоторых странах поддерживается на государственном уровне. Например, власти Кореи стараются сделать доступными устройства для пожилых людей, а в Турции внедрялись программы партнерства между государством и бизнесом для борьбы с диабетом и его осложнениями.

Аграрный сектор

В аграрном секторе интернет вещей снимает головную боль у агрономов относительно состояния почв. Датчики в земле фиксируют показатели: достаточно ли влаги, не нуждаются ли растения в питании. Дроны ведут запись с неба и передают их инженерам. А те с помощью нейросетей, которые сопоставляют климатическую ситуацию, состояние почвы и семян, уже делают свои заключения. Агрономам больше не нужно обходить все собственолично, чтобы контролировать урожай. Датчики и контроллеры будут выполнять всю работу автоматически, моментально анализируя погодные условия и состояние культур. Нидерланды, будучи небольшой страной с высокой плотностью населения, являются одним из мировых лидеров по выращиванию продуктов питания – это стало возможным благодаря Интернету вещей.

Безопасность

Системы видеонаблюдения и охраны становятся частью жизни как отдельного бизнеса, так и целых городов. Да, камеры видеонаблюдения с распознаванием лиц в метро – это тоже интернет вещей.

Ритейл

Универмаги без кассиров, камеры, распознающие эмоции покупателей, виртуальная и дополненная реальность, которая позволяет рассказать о продукте больше – эти технологии уже существуют. Рано или поздно они попадут и на украинский рынок.

Логистика

Благодаря Интернету вещей доставка любых товаров с производства или со складов в магазины стала более предсказуемой – что важно как для конечного потребителя, так и для бизнеса. Логистические компании могут отследить, где находится автомобиль или в какой момент ему пора подъезжать на загрузку. Помимо грузовых автомобилей система применяется также в водном транспорте – в грузовых судах, например. Датчики мониторят состояние и положение автомобиля – это избавляет владельцев логистических компаний от лишних звонков и расходов на ремонт. Умные вещи все больше входят в наш быт – если система «умной» охраны помещений Unity в 1985 году смотрелась футуристично, то теперь ее аналогами оснащено большинство домов в Америке. Самозашнуровывающиеся кроссовки из фильма «Назад в будущее» уже стали явью, и их можно купить.