Что такое IoT? Простыми словами о сложном

Интернет вещей или IoT — это миллиарды физических устройств по всему миру, которые подключены к интернету. Благодаря появлению сверхдешевых компьютерных чипов и повсеместному распространению беспроводных сетей стало возможным превратить многое в часть интернета вещей — от самого маленького устройства размером с таблетку до огромного самолета. Подключение всех этих объектов и добавление к ним датчиков повышает уровень цифрового интеллекта для устройств. IoT делает структуру мира вокруг нас умной и гибкой, объединяя цифровую и физическую вселенные.

Практически любой физический объект может быть преобразован в устройство IoT, если его можно подключить к интернету для управления или передачи информации. Например, лампочка, которую можно включить с помощью приложения для смартфона, является устройством IoT, так же как и датчик движения, интеллектуальный термостат в вашем офисе или уличный фонарь. Устройство интернета вещей может быть пушистым, как детская игрушка, или серьезным, как грузовик без водителя. Некоторые крупные объекты могут быть заполнены множеством мелких компонентов IoT, например, реактивный двигатель, который нашпигован тысячами датчиков, собирающих и передающих данные, чтобы убедиться, что он работает эффективно. В еще большем масштабе проекты «умных городов» заполняют целые регионы датчиками, которые помогают нам понимать окружающую среду и контролировать ее.

История IoT

Идея добавления сенсоров и интеллекта к основным объектам обсуждалась на протяжении 1980-х и 1990-х годов, но, за исключением некоторых ранних проектов, включая торговый автомат, подключенный к интернету, прогресс был медленным просто потому, что сама технология не была готова. Чипы были слишком большими и громоздкими. Потребовались процессоры, которые были дешевыми и достаточно экономными.

Кевин Эштон придумал фразу «internet of things или IoT» в 1999 году, хотя технологиям потребовалось еще как минимум десять лет, чтобы догнать это видение. По его словам, «интернет вещей объединяют взаимосвязь человеческой культуры — наших “вещей” — с взаимосвязью нашей цифровой информационной системы — интернета». Добавление радиометок (RFID) к дорогостоящему оборудованию для отслеживания их местоположения было одним из первых приложений интернета вещей. Но с тех пор стоимость добавления датчиков и подключения интернета к объектам продолжала снижаться, и эксперты прогнозируют, что эта базовая функциональность в один прекрасный день может стоить всего 10 центов, что позволит подключить к интернету практически все. Первоначально IoT был наиболее интересен для бизнеса и производства, где его применение иногда называют межмашинным (M2M), но сейчас упор делается на наполнение наших домов и офисов умными устройствами.

Великий и могущественный IoT

На сегодняшний день устройств, подключенных к IoT, насчитывается больше, чем людей, живущих на нашей планете. Технологическая аналитическая компания IDC прогнозирует, что к 2025 году в общей сложности будет 41,6 миллиарда подключенных устройств IoT. Они также предполагают, что промышленное и автомобильное оборудование представляет наибольшие возможности для подключения IoT, но в ближайшем будущем ожидается широкое распространение умного дома и носимых устройств.

Другой технический аналитик, Gartner, прогнозировал, что в 2020 году на предприятия и автомобильный сектор будет приходиться 5,8 миллиарда устройств, что почти на четверть больше, чем в 2019 году. Коммунальные предприятия будут крупнейшим пользователем интернета вещей благодаря продолжающемуся развертыванию интеллектуальных счетчиков. Устройства безопасности, в виде устройств обнаружения злоумышленников и веб-камер, будут вторым по величине применением устройств IoT. Автоматизация зданий, как и подключенное освещение, будет самым быстрорастущим сектором, за которым следуют автомобильная промышленность (подключенные автомобили) и здравоохранение (мониторинг хронических заболеваний).

Преимущества IoT для бизнеса

Преимущества интернета вещей для бизнеса зависят от конкретной реализации. Современные предприятия должны иметь доступ к большему количеству данных о своих продуктах и

собственных внутренних системах, чтобы иметь возможность вовремя вносить различные изменения. Производители добавляют датчики к компонентам своих продуктов, чтобы они могли передавать обратно данные о своей работе. Это может помочь компаниям определить, когда компонент может выйти из строя, и заменить его до того, как он нанесет ущерб. Компании также могут использовать данные, генерируемые этими датчиками, для повышения эффективности своих систем и цепочек поставок, поскольку они будут иметь гораздо более точные данные о том, что на самом деле происходит.

С введением комплексного сбора и анализа данных в реальном времени производственные системы могут стать более отзывчивыми, говорят консультанты McKinsey. Корпоративное использование интернета вещей можно разделить на два сегмента: отраслевые предложения, такие как датчики на электростанциях или устройства определения местоположения в реальном времени для здравоохранения и устройства IoT, которые можно использовать во всех отраслях, например, интеллектуальные системы кондиционирования воздуха или системы безопасности.

В то время как отраслевые продукты выйдут на первый план, Gartner прогнозирует, что количество межотраслевых устройств достигнет 4,4 миллиарда единиц, а количество устройств, ориентированных на конкретные отрасли, составит 3,2 миллиарда единиц. Потребители покупают много устройств, но предприятия тратят больше: аналитическая группа сообщила, что, хотя в 2019 году потребительские расходы на устройства IoT составили около 725 млрд долларов, предприятия, потратившие на IoT, достигли 964 млрд долларов. В 2020 году бизнес и потребительские расходы на оборудование IoT достигли почти 3 трлн долларов.

Согласно прогнозам IDC, мировые расходы на IoT превысят отметку в 1 триллион долларов в 2022 году. Ведущими отраслями для IoT будут дискретное производство (расходы $119 млрд), непрерывное производство ($78 млрд), транспорт ($71 млрд) и коммунальные услуги ($61 млрд). Для производителей проекты по поддержке управления активами будут ключевыми. В сфере перевозок главным приоритетом станет мониторинг грузов и управление автопарком. В расходах на IoT в коммунальном хозяйстве будут преобладать проекты интеллектуальных сетей для электричества, газа и воды. Потребительские расходы на интернет вещей прогнозировались на уровне $108 млрд, что делает его вторым по величине отраслевым сегментом: большая часть расходов будет приходиться на умный дом, личное здоровье и информационно-развлекательные системы. В зависимости от сценария использования: производственные операции ($100 млрд), управление производственными активами ($44,2 млрд), умный дом ($44,1 млрд) и мониторинг грузовых перевозок ($41,7 млрд).

Промышленный IoT

Промышленный IIoT(Industrial Internet of Things), четвертая промышленная революция или индустрия 4.0 — все это названия, которые дают использованию технологии IoT в деловой среде. Концепция такая же, как и для потребительских устройств IoT в доме, но в этом случае цель состоит в использовании комбинации датчиков, беспроводных сетей, больших данных, искусственного интеллекта и аналитики для измерения и оптимизации производственных процессов.

Если внедрить всю цепочку поставок, а не только отдельные компании, влияние может быть еще больше при своевременной доставке материалов и управлении производством от начала до конца. Две потенциальные цели — повышение производительности труда и сокращение затрат. IoT может также создать новые потоки доходов для предприятий. Вместо того, чтобы просто продавать отдельный продукт — например, двигатель — производители могут также предлагать его профилактическое обслуживание.

Преимущества интернета вещей для потребителей

IoT обещает сделать наши дома, офисы и автомобили более «умными» и «разговорчивыми». Для потребителей умный дом — это, вероятно, место, где они могут соприкоснуться с вещами, подключенными к интернету, и это одна из областей, в которой крупные технологические компании, такие как Amazon, Google и Apple, ведут жесткую конкуренцию.

Самыми простыми из них являются умные колонки, например, Amazon Echo, но есть также умные розетки, лампочки, камеры, термостаты и умный холодильник, над которым часто насмехаются. Но помимо демонстрации своего энтузиазма по поводу новых блестящих гаджетов, у приложений для умного дома есть и более серьезная сторона. Они могут помочь пожилым людям оставаться независимыми в собственном доме, облегчая семье и опекунам общение с ними и наблюдение за их благополучием. Лучшее понимание того, как работают наши дома, и возможность изменять эти настройки могут помочь сэкономить энергию, например, за счет сокращения затрат на отопление. IoT могут помочь нам понять, насколько шумной или загрязненной может быть окружающая среда. Беспилотные автомобили и умные города могут изменить то, как мы строим общественные пространства и управляем ими.

А как насчет безопасности интернета вещей?

Безопасность — одна из самых больших проблем интернета вещей. Датчики во многих случаях собирают чрезвычайно конфиденциальные данные, например, о том, что вы говорите и делаете в своем собственном доме. Обеспечение такой безопасности жизненно важно для доверия потребителей, но до сих пор показатели безопасности интернета вещей были крайне плохими. Слишком много устройств IoT мало думают об основах безопасности, таких как шифрование данных при передаче и хранении. Недостатки в программном обеспечении — даже в старом и хорошо используемом коде — обнаруживаются на регулярной основе, но многие устройства IoT не могут быть исправлены, а это означает, что они постоянно находятся в опасности. В настоящее время хакеры активно атакуют устройства интернета вещей, такие как маршрутизаторы и веб-камеры, поскольку присущее им отсутствие безопасности позволяет легко взломать их и превратить в гигантские бот-сети.

Из-за недостатков устройства умного дома, такие как холодильники, духовки и посудомоечные машины, открыты для хакеров. Некоторые подключенные к интернету умные часы для детей позволяют хакерам отслеживать местоположение пользователя, подслушивать разговоры или даже общаться с ними. Все это применимо и к бизнесу, но ставки еще выше. Подключение промышленного оборудования к сетям IoT увеличивает потенциальный риск того, что хакеры обнаружат и атакуют эти устройства. Промышленный шпионаж или разрушительная атака на критически важную инфраструктуру представляют собой потенциальные риски. Это означает, что предприятиям необходимо будет убедиться, что эти сети изолированы и защищены, с необходимостью шифрования данных с безопасностью датчиков, шлюзов и других компонентов. Однако текущее состояние технологий интернета вещей затрудняет обеспечение этого, равно как и отсутствие согласованного планирования безопасности интернета вещей в организациях.

IoT устраняет разрыв между цифровым и физическим миром, а это означает, что взлом устройств может иметь опасные последствия в реальном мире. Взлом датчиков, контролирующих температуру на электростанции, может обманом заставить операторов принять катастрофическое решение, захват беспилотного автомобиля также может закончиться катастрофой.

Утечка конфиденциальной информации

Со всеми этими датчиками, собирающими данные обо всем, что вы делаете, IoT потенциально может стать серьезной проблемой для обеспечения конфиденциальности и безопасности. Например, возьмем  умный дом: Датчики определяют, когда вы просыпаетесь, чтобы сварить вам кофе, насколько хорошо вы чистите зубы (благодаря умной зубной щетке), какую радиостанцию

вы слушаете (благодаря умному динамику), какую еду вы едите (благодаря умной духовке или холодильнику), что думают ваши дети (благодаря умным игрушкам), а также кто посещает вас и проходит мимо вашего дома (благодаря умному дверному звонку). Хотя компании в первую очередь будут зарабатывать деньги на продаже смарт-техники, их бизнес-модель IoT, вероятно, также предполагает продажу хотя бы некоторых из этих данных.

То, что происходит с этими данными, является жизненно важным вопросом конфиденциальности. Не все компании, занимающиеся умным домом, строят свою бизнес-модель на сборе и продаже ваших данных, но некоторые так и поступают. И стоит помнить, что данные интернета вещей можно комбинировать с другими битами данных, чтобы создать удивительно подробную картину о вас. На удивление, легко узнать много нового о человеке по показаниям всего нескольких датчиков.

IoT и BigData

Устройство IoT, вероятно, будет содержать один или несколько датчиков, которые оно будет использовать для сбора данных. То, что собирают эти датчики, будет зависеть от конкретного устройства и его задачи. Датчики внутри промышленного оборудования могут измерять температуру или давление; камера безопасности может иметь датчик приближения вместе со звуком и видео, в то время как ваша домашняя метеостанция, вероятно, будет оснащена датчиком влажности. Все эти данные датчиков и многое-многое другое нужно будет куда-то отправить. Это означает, что устройства IoT должны будут передавать данные через Wi-Fi, 4G, 5G и др.

Технический аналитик IDC подсчитал, что в течение пяти лет гаджеты интернета вещей будут создавать 79,4 зеттабайта данных. Некоторые из этих данных IoT будут «небольшими и прерывистыми», по словам IDC, быстрое обновление, такое как показания температуры с датчика или показания интеллектуального счетчика. Другие устройства могут создавать огромные объемы трафика данных, например, камеры видеонаблюдения с использованием компьютерного зрения. IDC заявила, что в ближайшие несколько лет объем данных, создаваемых устройствами IoT, будет быстро расти. По словам экспертов, большая часть данных создается с помощью видеонаблюдения, но другие промышленные и медицинские применения со временем будут генерировать больше данных.

IoT в связке с 5G

Одним из направлений роста в ближайшие несколько лет, несомненно, станет использование сетей 5G для поддержки проектов интернета вещей. 5G предлагает возможность разместить до одного миллиона устройств на квадратном километре. Великобритания только начала использование 5G и IoT на двух «умных фабриках». Однако может пройти некоторое время, прежде чем развертывание 5G станет широко распространенным: Эрикссон прогнозирует, что к 2025 году к сотовым сетям будет подключено около пяти миллиардов устройств IoT, но только около четверти из них будет широкополосным IoT. По данным Gartner, к 2023 году в мире будет использоваться почти 50 млн 5G-устройств IoT. В долгосрочной перспективе автомобильная промышленность будет крупнейшим сектором для сценариев использования 5G IoT.

Эволюция интернета вещей: что дальше?

Поскольку цена на датчики и средства связи продолжает падать, становится рентабельным добавление дополнительных устройств к IoT, даже если в некоторых случаях очевидная выгода для потребителей незначительна. Развертывание находится на ранней стадии: большинство компаний, которые работают с IoT, сейчас на этапе тестирования, в основном потому, что необходимые технологии — сенсорные технологии, 5G и аналитика на основе машинного обучения — все еще находятся на достаточно ранней стадии разработки. Существует множество конкурирующих платформ и стандартов и множество различных поставщиков — от производителей устройств до компаний-разработчиков программного обеспечения и сетевых операторов — и каждый из них хочет получить свой кусок пирога. Пока не ясно, кто из них победит. Поскольку количество подключенных устройств продолжает расти, наша жилая и рабочая среда будет наполнена умными продуктами — при условии, что мы готовы пойти на компромиссы в отношении безопасности и конфиденциальности. Некоторые будут приветствовать новую эру умных вещей. Другие будут тосковать по дням, когда стул был просто стулом.