Что такое интернет вещей и как он устроен
Интернет вещей — это концепция сети передачи данных между устройствами. Внутри IoT люди могут общаться с «вещами», а «вещи» — общаться между собой.
Интернет вещей (IoT) — это система, которая объединяет устройства в компьютерную сеть и позволяет им собирать, анализировать, обрабатывать и передавать данные другим объектам через программное обеспечение, приложения или технические устройства
IoT-устройства функционируют самостоятельно, хотя люди могут настраивать их или предоставлять доступ к данным. IoT-системы работают в режиме реального времени и обычно состоят из сети умных устройств и облачной платформы, к которой они подключены с помощью WiFi, Bluetooth или других видов связи.
Что происходит, когда температура оказывается слишком высокой или в доме появился грабитель? Система оповещает об этом пользователя или сама выполняет дальнейшие действия — например, включает кондиционер или звонит в полицию.
Сначала устройства собирают данные — например, о температуре в квартире или частоте сердцебиения пользователя, затем эти данные отправляются в облако. Там программное обеспечение обрабатывает их, причем интернет вещей неразрывно связан с Big Data, отмечает в подкасте РБК Трендов Александр Сурков, менеджер по развитию IoT «Яндекс.Облака».
Помимо Big Data для работы интернета вещей также важны аналитика, соединения, устройства и опыт. Для простоты этот принцип представляют как ABCDE: Analytics, BigData, Connection, Devices, Experience.
- Analytics (аналитика) — ключевое звено в функционировании IoT, которое объединяет сами устройства, данные с них и оптимизирует бизнес-процессы;
- BigData (большие данные) — то есть информация с устройств — хранятся в облаке. Они позволяют автоматизировать существующие процессы или выстраивать новые;
- Connection (соединение) — это каналы, по которым устройства получают и передают информацию;
- Devices (устройства) — подключенные к системе девайсы, которые для корректной работы в зависимости от задач должны иметь соответствующую частоту сообщений;
- Experience (опыт) — работа с уже имеющимся опытом решения проблем клиента с помощью IoT, его аналитика и переосмысление.
Просто как ABCDE: принцип работы интернета вещей
По данным Fortune Business Insights, объем мирового рынка интернета вещей в 2018 году составлял $160 млрд, а к 2026 году его объем превысит $1,1 трлн. Стремительный рост связан с повсеместным внедрением искусственного интеллекта и систем с машинным обучением. Росту рынка также способствует увеличение числа пользователей «умных» устройств, смартфонов, а также растущий спрос на энергосбережение. В оптимистичном сценарии развития российского рынка интернета вещей его объем в 2020 году может превысить 590 млрд руб., считает исследовательская компания «ГидМаркет».
IoT позволяет компаниям автоматизировать процессы и снижать трудозатраты. Это сокращает объем отходов, улучшает качество предоставляемых услуг, удешевляет процесс производства и логистику.
«С IoT можно столкнуться практически во всех сферах: начиная от контекстной рекламы, которая подсказывает пользователю, где можно пообедать или заправиться в зависимости от текущей геолокации, и заканчивая доставкой еды или покупкой автомобиля», — рассказал РБК Трендам технический директор IoT-системы прогностики ПРАНА Максим Липатов.
По данным исследования IoT Analytics [1], в 2020 году самый высокий уровень проникновения технологии IoT наблюдался в транспорте, энергетике, ретейле, управлении жизнью города, здравоохранении и промышленности.
- В электроэнергетике интернет вещей улучшает контролируемость подстанций и линий электропередачи за счет дистанционного мониторинга.
- В здравоохранении IoT позволяет перейти на новый уровень диагностики заболеваний — «умные» устройства контролируют показатели здоровья пациента в фоновом режиме.
- В сельском хозяйстве «умные» фермы и теплицы сами дозируют удобрения и воду, а «умные» трекеры для животных вовремя уведомляют фермеров не только о местонахождении животных, но и об их состоянии здоровья, анализируя сердцебиение, температуру тела и общую активность.
- В транспорте типичные решения с применением IoT включают телематику и умное управление автопарком, при которых автомобиль подключается к локальной операционной системе для мониторинга и диагностики. Согласно оценкам Statista [2], к 2025 году в развитие IoT для автомобилей будет вложено $740 млрд.
- В городской среде IoT-решения помогают автоматизировать освещение, при этом сокращая расходы на свет до 30–50%. «Умные» счетчики, которые сами фиксируют и передают управляющим компаниям информацию о расходах и износе, избавляют городских жителей от необходимости самим сверять и отправлять данные по расходам энергии.
- В логистике IoT сокращает затраты на грузоперевозки и минимизирует влияние человеческого фактора. Системы IoT также могут мониторить заполняемость мусорных баков и оптимизировать расходы на вывоз мусора, исходя их этих данных.
- Интернет вещей активно внедряют нефтегазовые и горнодобывающие отрасли. В частности, применение углубленной аналитики по буровым скважинам помогает нефтегазовой промышленности увеличить объемы добычи на уже отработанных месторождениях. А, например, «Северсталь» с помощью интернета вещей смогла максимально сократить потери компании из-за ошибочных прогнозов по потреблению электроэнергии.
- В ретейле IoT позволяет брендам и продавцам оптимизировать издержки и улучшать клиентский опыт за счет цифровых вывесок, отслеживания взаимодействия с клиентами, управления запасами и умных торговых автоматов, по словам Максима Липатова. Ожидается, что рынок вырастет с $14,5 млрд в 2020 году до $35,5 млрд к 2025 году, согласно ResearchAndMarkets [3].
Мощные вещи: как дома и города превратятся в подобие живого организма
Интернет вещей у многих ассоциируется с «умным» домом. Благодаря технологиям и устройствам, разработанным компаниями Google, «Яндекс», Amazon, Apple и другими, пользователи могут совершать онлайн-покупки, регулировать температуру в комнате, включать свет и музыку, отдавая голосовые команды виртуальным помощникам.
Вам больше не надо опасаться, что вы забыли выключить утюг или кран — достаточно нажать кнопку в смартфоне, и «умный» дом все исправит. А можно и не нажимать, ведь дом настолько умный, что сам приведет все в порядок, а владельцу отправит уведомление по итогу. Система наблюдения с помощью компьютерного зрения распознает всех, кто проходит мимо вашей квартиры, и сравнит изображения с базой полиции.
Сегодня «умный» дом в России — это в основном интеллектуальный помощник «Яндекса» «Алиса», которая включает музыку, ищет информацию в интернете, советует фильмы, регулирует освещение и температуру в доме, включает чайник.
Обзор умной колонки Яндекс.Станция Макс с Алисой
Американская компания Qualcomm также предлагает систему, которая сделает любой дом «умнее». Она позволяет удаленно следить за обстановкой в доме, сообщает о появлении шума, с ее помощью можно раздавать указания роботу-пылесосу и другим подключенным устройствам, а также открывать двери по системе распознавания лиц.
Основная проблема, с которой связано развитие IoT, — безопасность. Киберпреступники постоянно пытаются взламывать устройства удаленного наблюдения за пациентами, базы данных с информацией о здоровье людей, интеллектуальные системы управления автомобилем, совершают фишинговые атаки, подгружают вирусы на взломанные устройства и даже совершают целые диверсии на производствах. Поэтому участникам рынка IoT-рынка надо учиться защищать свои системы.
Еще одна сложность интернета вещей — возможная несовместимость программного обеспечения разных устройств разных производителей, объединенных в единую систему. Такая ситуация может возникнуть, когда разработчики выпускают обновление ПО для своего устройства и не проверяют его совместимость со старыми версиями ПО других связанных устройств. Для устранения неполадок придется связываться с другими компаниями-разработчиками и просить их вносить изменения в свое ПО для корректной работы всей системы IoT.
Робот как мебель: когда инновации не делают жизнь проще
Подключение все большего количества устройств к интернету неизбежно приведет к потере рабочих мест. Например, IoT-системы заменят часть специалистов по техобслуживанию, ремонту и установке оборудования. Кроме того, сегодня правовые аспекты внедрения интернета вещей достаточно расплывчаты.
Максим Липатов разделяет проблемы при внедрении интернета вещей на технологические и кадровые:
- технологические проблемы связаны с тем, что существующие системы обслуживания, ремонта поставки и планирования ресурсов на предприятиях не предусматривают внедрение новых инструментов по сбору данных;
- кадровые проблемы связаны с персоналом, когда технические специалисты не могут перестроиться с ручного сбора информации.
«Мнение о том, что внедрение хайповых технологий вроде Big Data или Data Science станет панацеей от всех бед, ошибочно, — добавляет Липатов. — Организации нужно начать с переосмысления бизнес-процессов и определения инструментов цифровизации, а для этого нужна экспертиза. Возможно, подходящим решением станет именно прогностика на основе IoT. Она способна предотвратить чрезмерный расход ресурсов и отклонения в техническом состоянии оборудования, а также продлить его жизненный цикл. Все это снижает риски внезапной остановки производства из-за неисправностей, а значит, исключает прямые финансовые потери».
Прогностика — последний на сегодняшний день этап эволюции промышленного интернета вещей. Она подразумевает не просто сбор данных с единиц оборудования, а локальную систему с распределенной сетью, в которой информация из разных источников поступает в одно хранилище, где обрабатывается и отправляется обслуживающему устройства персоналу.
По прогнозам IDC, к 2025 году в мире будет насчитываться 55,7 млрд подключенных устройств. Киберпреступники будут продолжать атаковать их, потому что IoT-система — это достаточно быстрый способ распространить вредоносное ПО. Рядовые пользователи, компании и целые города будут все чаще применять интеллектуальные технологии, чтобы сэкономить время и деньги. Например, холодильники смогут предупреждать о скорой порче продуктов, светофоры со встроенными видеодатчиками будут регулировать дорожное движение в зависимости от трафика.
Какими станут умные дома через десять лет?
Сейчас, однако, ключевая проблема внедрения IoT — отсутствие единых стандартов. Поэтому имеющиеся решения сложно интегрируются между собой, а новые появляются медленнее, чем могли бы.
Еще один нюанс — «вещи» в интернете вещей должны быть автономны, то есть иметь возможность получать энергию из окружающей среды, без участия человека.