Книга: Интернет вещей: Будущее уже здесь

Определение терминов и понимание концепции

Определение терминов и понимание концепции

Вам уже должно быть понятно, что в словосочетании «Интернет вещей» «вещи» буквально означают любые вещи или предметы, которые подключаются к Интернету и друг к другу. Это может быть что угодно: компьютер, планшет, смартфон, устройство для фитнеса, лампочка, дверной замок, книга, двигатель самолета, ботинки или футбольный шлем – вот несколько возможных примеров. Каждое из этих устройств, каждый предмет обладает уникальным идентификационным номером и IP-адресом. Эти объекты подключаются с помощью шнуров, проводов или беспроводной связи (спутников, мобильной связи, Wi?Fi и Bluetooth). Они основаны на электронных схемах, к которым с помощью микросхем и радиочастотных меток могут быть добавлены функции ближней бесконтактной связи и радиочастотной идентификации. Независимо от того, какой конкретно используется подход, Интернет вещей подразумевает возможность перемещения данных для управления процессами – как из другой комнаты, так и из другой части света.

Но внутри такой обширной категории, как Интернет вещей, существуют некоторые ключевые различия и нюансы. На данном этапе будет целесообразно ввести базовые определения. Во-первых, под термином «подключаемые устройства» понимаются такие устройства, которые обмениваются данными по обычному интернет-соединению и получают дополнительные преимущества при подключении, например, через закрытую или частную сеть. Подключаемые устройства необязательно подсоединяются именно к Интернету вещей, но это происходит все чаще. Кроме того, эта подключаемость распространяется все дальше и дальше, выходя за пределы компьютеров, проникая во все уголки и закоулки мира.

Существует два основных типа подключаемых устройств: в первую очередь физические и цифровые, согласно справочному документу под названием «Интернет вещей или Интернет всего: в чем разница?», выпущенному в мае 2014 г. компанией ABI Research. К первой группе относятся такие объекты и процессы, которые сами по себе не генерируют и не передают цифровые данные, если для этого не производятся специальные манипуляции и не вносятся изменения, «тогда как ко второй группе относятся устройства, которые по своему назначению способны генерировать данные и передавать их для дальнейшего использования»{3}.

Это важное различие. Например, бумажная книга или виниловая пластинка – это примеры в первую очередь физических объектов. Однако электронная книга и аудиофайл MP3 – это в первую очередь цифровые объекты. Они изначально принадлежат к цифровому миру, потому что состоят из бинарного кода, а не из какого-то материального вещества. Точно так же магазин из кирпичей и цемента – это в первую очередь физический объект, а онлайн-магазин – в первую очередь цифровой. Хотя многим физическим объектам можно присваивать метки с применением цифровых технологий, таких как радиочастотная идентификация, они не способны обеспечивать передачу настолько же подробных данных. Например, маркетологи могут регистрировать клики и касания читателей, чтобы понять, как те используют электронные книги. Книга в переплете, оснащенная соответствующей меткой, может указывать на свое местоположение, но больше никаких данных она не сообщит, потому что бумага и чернила не являются цифровыми. Однако в зависимости от задачи и одно это может оказаться полезным – например, если библиотекарь должен найти книгу, которой нет на месте.

Радиочастотная идентификация – это основной инструмент, который позволяет физическим устройствам вступить в цифровой мир. Эта технология основана на микросхемах, которые собирают информацию c датчиков, встроенных в машины или чипы, находящиеся на устройстве или внутри него. Для радиочастотной идентификации используются как «активные» метки с источником питания (например, батарейкой), так и «пассивные» метки, которым не требуется батарейка или иной источник питания. И те и другие позволяют расположенным неподалеку считывателям собирать данные и обмениваться ими с компьютерами. Когда радиочастотный чип находится в радиусе действия считывателя, он автоматически посылает сигнал и данные компьютеру.

Пассивные радиочастотные метки особенно востребованы, потому что не требуют источника питания и могут функционировать в течение 20 лет и дольше, а стоит такая метка всего несколько центов. Пассивная метка получает питание от ближайшего считывателя. Спиральная антенна в устройстве создает контур, а метка образует магнитное поле.

Еще один термин, относящийся к Интернету вещей, это «промышленный Интернет», касающийся машин, оборудованных датчиками, которые делают их «умными». Эти устройства часто служат в качестве инженерной системы или IT-основы Интернета вещей. Например, промышленное оборудование или грузовик службы доставки могут транслировать данные с помощью Интернета вещей. Эти данные можно комбинировать с другими данными для дальнейшего повышения функциональности и общей ценности. В сфере промышленного Интернета обмен данными обычно осуществляется тремя разными способами: машина – машина (М – М), человек – машина (Ч – М) и машина – смартфон (М – С) (или другое устройство, например, планшет). Конечно, каждый из этих способов имеет свои особенности. Их мы рассмотрим в этой книге.

Интернет вещей способен подключать друг к другу в первую очередь физические объекты и предметы, а также подключать их к цифровым устройствам, включая компьютеры и программные приложения, что делает его невероятно мощной технологией. Таким образом, все устройства взаимодействуют друг с другом в рамках групповой или многоточечной конфигурации и обмениваются данными в реальном времени – часто с помощью применения облачных технологий. Более того, когда все эти машины подключаются к людям, использующим различные вычислительные устройства, – то есть по сути к Интернету людей, – возникает совершенно новая концептуальная основа.

В результате возникает Интернет всего (этот термин введен компанией Cisco Systems). Интернет всего представляет собой более развитое и усовершенствованное состояние, в котором физический и цифровой миры сливаются в единое пространство. Все преимущества мира «Ч – М» становятся доступны по мере того, как новые и новые возможности сильнее взаимосвязываются и переплетаются друг с другом. Как отмечает компания ABI, «по мере того, как вещи под управлением человека будут становиться умнее, что возможно благодаря способности машин самообучаться и искусственному интеллекту, потребность в участии человека будет постепенно снижаться. Те вещи, которым сегодня требуется определенное внешнее руководство, чтобы понимать предпочтения пользователя, в будущем станут полностью погруженными в среду, в которой они работают. В этом смысле можно утверждать, что Интернет людей – это первый шаг на пути к более глубокому погружению в виртуальную среду».

Концепция подключаемых устройств впервые появилась в начале 1990?х гг. В то время исследователи Центра Auto-ID при Массачусетском технологическом институте начали размышлять над идеей о создании такой системы, которая позволила бы устройствам физического мира подключаться с помощью сенсоров и беспроводных сигналов. Термин «Интернет вещей» был предложен в 1999 г. Кевином Эштоном, одним из основателей Центра Auto-ID (прекратившего свое существование в 2003 г., вслед за чем появился EPCGlobal, который ввел в обращение электронный код продукта, или ЭКП). Еще в 1997 г. Эштон рассматривал возможность использования радиочастотных меток для изменения системы управления логистическими цепями потребительских товаров Procter & Gamble, где он работал младшим бренд-менеджером. Когда спустя два года центр открылся, Эштон сыграл решающую роль в определении глобальных стандартов радиочастотной идентификации, а затем сам стал предпринимателем в области высоких технологий и запустил ряд собственных стартапов.

В то время исследователи уже видели в радиочастотной идентификации предвестника Интернета вещей. Эта технология – наряду с ближней бесконтактной связью, штрихкодами, QR-кодами и цифровыми водяными знаками – проложила мост через пропасть между физическими объектами и виртуальным миром. Как отмечал Эштон в статье в RFID Journal в 2009 г., Интернет вещей позволяет перейти от ввода данных руками человека к вводу данных, который может выполнять как человек, так и машина. В то время как б?льшая часть данных в Интернете сейчас находится в форме текстовых файлов, сообщений, аудио-, фото– и видеофайлов, Интернет вещей собирает разные новые данные, объединяет их разными способами и дает людям и машинам более широкое и глубокое понимание процессов.

В этой статье, которая называлась «Тот самый Интернет вещей», приведены некоторые размышления Эштона:

Будьте уверены, в подключенном мире заключается огромный потенциал. Интернет вещей способен проникать во все уголки и закоулки, щели, норы и червоточины, существующие в недоступном восприятию и часто невидимом мире, который простирается далеко за пределы действия органов зрения, слуха, обоняния и сознания человека. Он создает новые типы сетей и систем – и совершенно новые маршруты для данных, информации и знаний. Действуя вместе и используя правильный ввод и анализ данных, компьютеры и человек могут расшифровывать коды, определяющие физику нашей планеты и ее явлений. Это может перейти в нечто простое – например, мы будем понимать, когда истекает срок годности данного продукта питания или когда поломается определенный автомобиль. Или мы будем делать что-то сложное – например, управлять городской автоматической транспортной сетью умных автомобилей. Или использовать умные торговые стеллажи и метки на продуктах, которые будут опознавать людей, запоминать их предпочтения и раздавать им актуальную информацию и купоны на скидку в нужном месте в нужное время.

Также существуют некоторые концепции, которые, хотя и граничат с научной фантастикой, похоже, появятся в реальном мире уже лет через 20. Например, инфракрасные датчики и другие устройства можно будет имплантировать в человеческое тело или носить их на себе, и они будут собирать информацию и использовать Интернет вещей для передачи данных о кровяном давлении, содержании сахара в крови, темпе сердцебиения и других жизненных показателях, а также контролировать дозировку необходимых препаратов. Кроме того, человек сможет в любое время получать нужное ему количество лекарства. Так называемые наноботы будут помогать терапевтам следить за состоянием пожилых пациентов и сообщать им о возможных медицинских поводах для беспокойства. Если электронное устройство контролирует ситуацию, то в нужный момент оно подаст сигнал врачу или скорой помощи, что реагировать нужно немедленно. Подобным образом 3D-принтеры могли бы изготавливать по требованию разнообразные объекты, включая органы человеческого тела, необходимые для трансплантации.

По сути, все идеи ограничиваются лишь нашим воображением и креативностью. Так как Интернет вещей до сих пор находится в самом начале пути, многие технические и инженерные задачи еще только предстоит решать. Например, разрабатывать более качественные и экономичные батареи для мобильных устройств; создавать более компактные устройства и помещать больше датчиков в существующие смартфоны и другие устройства; находить способы встраивать датчики во всевозможные предметы, от одежды до станков; создавать еще более миниатюрные электронные устройства, более совершенные алгоритмы сортировки данных и сохранять низкое соотношение «сигнал – шум»; создавать стандарты и платформы, обеспечивающие совместное использование данных и глобальную совместимость. Сегодня любой датчик, физический и виртуальный, можно преобразовать в источник данных. А все эти данные поддаются сбору и анализу, поэтому потенциальные возможности здесь бесконечны.

Оглавление книги