Το Διαδίκτυο των Πραγμάτων και η εφαρμογή του σε τεχνολογίες έξυπνων δικτύων

Το διαδίκτυο είναι μια ζωντανή οντότητα που αλλάζει και εξελίσσεται, με νέες εφαρμογές και επιχειρήσεις που δημιουργούνται συνεχώς. Εκτός όμως από το εξελισσόμενο Internet, αλλάζει επίσης και το τοπίο συνολικά χάρη στην συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας. Η ευρυζωνική σύνδεση καθίσταται φθηνή και πανταχού παρούσα, καθώς οι συσκευές γίνονται ολοένα πιο ισχυρές και πιο μικρές, με ποικιλία ενσωματωμένων αισθητήρων. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τον πολλαπλασιασμό των συνδεδεμένων συσκευών που οδηγεί σε ένα νέο πρότυπο, το Διαδίκτυο των Πραγμάτων, το οποίο είναι γνωστό διεθνώς ως IoT (Internet of Things).

Ο όρος IoT αναφέρεται στην αυξανόμενη τάση του υπάρχοντος διαδικτύου και στην παροχή σύνδεσης, επικοινωνίας και διαδικτύωσης μεταξύ συσκευών και φυσικών αντικειμένων. Αν και ακούμε συνεχώς ότι θα αλλάξει τον μελλοντικό τρόπο της ζωής και της εργασίας μας, το IoT βρίσκεται ήδη εδώ και εφαρμόζεται σε έξυπνα δίκτυα που καλύπτουν οικιακές και κοινωνικές ανάγκες.

Τι είναι το IoT;

Το IoT είναι μία από τις κορυφαίες τεχνολογικές εξελίξεις και αποτελεί ένα τεράστιο βήμα στον χώρο της τεχνολογίας. Ο όρος Internet of Things επινοήθηκε στα τέλη της δεκαετίας του 1990 από τον επιχειρηματία Kevin Ashton, ο οποίος είναι ένας από τους ιδρυτές του MIT Auto-ID Center, μιας ομάδας που ανακάλυψε τον τρόπο που θα συνδέονται τα αντικείμενα με το διαδίκτυο μέσω ταυτοποίησης ραδιοσυχνοτήτων RFID (Radio Frequency Identification). Το IoT, ή Διαδίκτυο των Πραγμάτων στα ελληνικά, αποτελεί το δίκτυο επικοινωνίας οποιωνδήποτε ηλεκτρικών ή ηλεκτρονικών συσκευών που διαθέτουν δυνατότητα συνδεσιμότητας σε δίκτυο, ώστε να επιτρέπεται η σύνδεση και η ανταλλαγή δεδομένων. Με απλά λόγια, η φιλοσοφία του IoT στηρίζεται στην έννοια της σύνδεσης όλων των ηλεκτρονικών συσκευών μεταξύ τους, ώστε να ελέγχονται είτε μέσω του τοπικού δικτύου, είτε μέσω του διαδικτύου. Αναφέρεται σε πολλά προϊόντα τεχνολογίας, όπως σε αυτοκίνητα με ενσωματωμένους αισθητήρες, κάμερες, κλιματιστικά, φώτα, συστήματα ασφαλείας, smartwatches και άλλες ακόμα ηλεκτρονικές συσκευές που επιτρέπουν στο χρήστη τη δυνατότητα να τις ελέγχει από ένα tablet ή το κινητό του τηλέφωνο. Για να γίνει αυτό κατανοητό, ας πάρουμε το παράδειγμα ενός κλιματιστικού. Μια τέτοια συμβατική μονάδα μπορούμε να την ενεργοποιούμε και να την απενεργοποιούμε από το τηλεχειριστήριο, να ορίζουμε επίπεδο θερμοκρασίας, ενώ ίσως να μας επιτρέπει να προγραμματίζουμε τον χρόνο έναρξης και λήξης της λειτουργίας του. Ένα IoT κλιματιστικό όμως, θα έχει ενσωματωμένο Wi-Fi που θα του δίνει τη δυνατότητα να μπορεί να συνδέεται στο διαδίκτυο. Έτσι, ο χρήστης θα μπορεί να το ελέγχει όχι μόνο από κάθε δωμάτιο του σπιτιού, αλλά και από την εργασία του, το αυτοκίνητο, ή οποιονδήποτε άλλο χώρο κι αν βρίσκεται, αρκεί το Android/iOS smartphone του να διαθέτει σύνδεση στο internet. Μέσω έξυπνης εφαρμογής που θα κατεβάσει από το App Store ή το Google Play Store, θα μπορεί μέσα από ένα ψηφιακό περιβάλλον να ρυθμίζει εύκολα και άμεσα την ιδανική θερμοκρασία και να επιλέγει πολλές έξυπνες λειτουργίες από απόσταση, εξοικονομώντας έτσι χρόνο και ενέργεια. Υπάρχουν βέβαια κι άλλα παραδείγματα IoT συσκευών που διαμορφώνουν το σπίτι σε έξυπνο, όπως πλυντήρια, ψυγειοκαταψύκτες και άλλες ακόμα οικιακές συσκευές.

Χαρακτηριστικά

Το IoT είναι ένα πολύπλοκο σύστημα που διαθέτει διάφορα χαρακτηριστικά, τα οποία ποικίλλουν από τον έναν τομέα του διαδικτύου στον άλλο. Ορισμένα από τα γενικά και βασικά χαρακτηριστικά του είναι τα εξής:

1. Νοημοσύνη: Το IoT συνδυάζει αλγόριθμους και υπολογισμούς λογισμικού και υλικού που το καθιστούν έξυπνο. Η έξυπνη νοημοσύνη ενισχύει τις δυνατότητες του IoT, επιτρέποντας στις συσκευές να ανταποκρίνονται με έξυπνο τρόπο και να προσαρμόζονται σε μια συγκεκριμένη κατάσταση, ώστε να εκτελούν αυτόματα συγκεκριμένα καθήκοντα. Παρά τη δημοτικότητα όλων των έξυπνων τεχνολογιών, η νοημοσύνη στο IoT επηρεάζει μόνο την αλληλεπίδραση μεταξύ των συσκευών, ενώ η αλληλεπίδραση μεταξύ χρηστών και συσκευών επιτυγχάνεται με τυποποιημένες μεθόδους εισόδου και γραφικό περιβάλλον χρήστη.
2. Συνδεσιμότητα: Η συνδεσιμότητα αντικειμένων καθημερινής χρήσης είναι ζωτικής σημασίας, καθώς συμβάλλει στη συλλογική νοημοσύνη του IoT δικτύου. Η ενεργοποίηση της προσβασιμότητας και τη συμβατότητας των δικτύων στις IoT συσκευές, φέρνει νέες ευκαιρίες αγοράς που μπορούν να δημιουργηθούν με τη δικτύωση έξυπνων πραγμάτων και εφαρμογών.
3. Δυναμική Φύση: Η κύρια δραστηριότητα του IoT είναι η συλλογή δεδομένων από το περιβάλλον του, κάτι που επιτυγχάνεται με τις δυναμικές αλλαγές που πραγματοποιούνται γύρω από τις συσκευές. Συλλέγοντας δηλαδή πληροφορίες θερμοκρασίας, θέσης και ταχύτητας, μια συσκευή μπορεί να αλλάζει δυναμικά την κατάστασή της ώστε να κοιμάται, να ξυπνά, να συνδέεται και να αποσυνδέεται.
4. Τεράστια κλίμακα: Ο αριθμός των συσκευών που πρέπει να διαχειρίζονται και να επικοινωνούν μεταξύ τους θα είναι πολύ μεγαλύτερος σε σχέση με τον αριθμό αυτών που συνδέονται στο τρέχον Internet. Η διαχείριση και ερμηνεία των δεδομένων που παράγονται από αυτές τις συσκευές, αποτελούν σοβαρό κριτήριο για τη χρησιμοποίησή τους σε διάφορες εφαρμογές.
5. Αίσθηση: Το IoT δεν θα ήταν εφικτό χωρίς αισθητήρες που θα ανιχνεύουν ή θα μετρούν τυχόν αλλαγές στο περιβάλλον, για να παράγουν δεδομένα που μπορούν να αναφέρουν την κατάστασή τους, ή ακόμα και να αλληλοεπιδρούν με το περιβάλλον. Οι τεχνολογίες ανίχνευσης παρέχουν στις συσκευές τη δυνατότητα να γνωρίζουν πραγματικά το φυσικό κόσμο και τους ανθρώπους του.
6. Ετερογένεια: Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά του IoT είναι η ετερογένεια. Οι συσκευές στο IoT βασίζονται σε διαφορετικές πλατφόρμες υλικού και δίκτυα, ενώ μπορούν να αλληλοεπιδρούν με άλλες συσκευές ή πλατφόρμες υπηρεσιών μέσω διαφορετικών δικτύων. Δηλαδή, μια IoT συσκευή είναι διαχειριζόμενη τόσο μέσω ενός iPhone, όσο και μέσω ενός Android smartphone. Η αρχιτεκτονική του IoT πρέπει να υποστηρίζει την άμεση διασύνδεση μεταξύ ετερογενών δικτύων, ενώ βασικές απαιτήσεις σχεδίασης για το περιβάλλον του IoT αποτελούν οι δυνατότητες κλιμάκωσης, διάρθρωσης, επέκτασης και διαλειτουργικότητας.
7. Ασφάλεια: Έχοντας δυνατότητα να συνδέονται στο διαδίκτυο, οι συσκευές IoT είναι από τη φύση τους ευάλωτες σε απειλές για την ασφάλεια. Έτσι, για να απολαύσουμε την αποδοτικότητα, τις νέες εμπειρίες και όλα τα οφέλη του IoT, θα πρέπει οι συσκευές να διασφαλίζουν την προστασία των δεδομένων που διακινούνται μέσω των εφαρμογών, αλλά και την αδιάβλητη αλληλεπίδραση μεταξύ εφαρμογών και συσκευών.

Εφαρμογές του IoT

Μερικές από τις εφαρμογές του Internet of Things είναι οι εξής:

Έξυπνο σπίτι (Smart Home): Κάθε φορά που ακούμε για συστήματα IoT, η πρώτη εφαρμογή που έρχεται στο μυαλό μας είναι το Smart Home. Στο εξωτερικό, ο αριθμός των ατόμων που αναζητούν έξυπνα σπίτια αυξάνεται προοδευτικά κάθε μήνα. Τα άτομα αυτά επιθυμούν να μπορούν εύκολα και οικονομικά μέσα από το smartphone ή το tablet, να ελέγχουν το φωτισμό, τον κλιματισμό, το πότισμα και άλλες ακόμα λειτουργίες του σπιτιού, χωρίς την ανάγκη να εγκαταστήσουν πρόσθετα καλώδια. Ενδιαφέρον στοιχείο αποτελεί το γεγονός ότι η βάση δεδομένων των έξυπνων κατοικιών του IoT Analytics περιλαμβάνει 256 επιχειρήσεις και νεοσύστατες εταιρείες. Περισσότερες εταιρείες συμμετέχουν πλέον ενεργά σε έξυπνα σπίτια σε σύγκριση με άλλες παρόμοιες εφαρμογές στον τομέα του διαδικτύου, ενώ το εκτιμώμενο ποσό χρηματοδότησης για τις επιχειρήσεις Smart Home ξεπερνά τα 2,5 δισεκατομμύρια δολάρια και αυξάνεται συνεχώς.

Wearable IoT συσκευές: Τέτοιες συσκευές είναι τα γνωστά smartwatch που κερδίζουν συνεχώς έδαφος στις προτιμήσεις των καταναλωτών, ακόμα και στην Ελλάδα. Έχουν ενσωματωμένους μικροελεγκτές και εκτελούν έξυπνες λειτουργίες, όπως τον έλεγχο του χρόνου και του προγράμματος γυμναστικής, ή ότι αφορά γενικότερα στη φυσική κατάσταση του αθλητή. Στην κατηγορία των wearable IoT συσκευών ανήκουν και τα GPS, τα οποία φοριούνται στα χέρια παιδιών και ηλικιωμένων για να εντοπίζονται εύκολα από τους οικείους τους.

Έξυπνη Πόλη (Smart City): Όπως υποδηλώνει το όνομα, η έξυπνη πόλη αποτελεί μια πολύ μεγάλη καινοτομία και καλύπτει ένα μεγάλο εύρος περιπτώσεων χρήσης, όπως τη διανομή νερού, τη διαχείριση της κυκλοφορίας, τη διαχείριση αποβλήτων, την περιβαλλοντική παρακολούθηση και την αστική ασφάλεια. Πρόκειται για μια εξαιρετικά δημοφιλή IoT εφαρμογή που καλύπτει κοινωνικές ανάγκες, δίνοντας σύγχρονες λύσεις που βελτιώνουν την καθημερινότητα των ανθρώπων που ζουν στις πόλεις. Οι λύσεις IoT που εφαρμόζονται στην περιοχή μιας έξυπνης πόλης επιλύουν κυκλοφοριακά προβλήματα, μειώνουν την ατμοσφαιρική ρύπανση και την ηχορύπανση, ενώ συμβάλλουν και στην ασφάλεια των πολιτών.

Έξυπνα ηλεκτρικά δίκτυα (Smart Grids): Τα έξυπνα ηλεκτρικά δίκτυα είναι ένας άλλος τομέας εφαρμογής IoT που ξεχωρίζει. Ένα έξυπνο ηλεκτρικό δίκτυο υπόσχεται βασικά να εξάγει πληροφορίες σχετικά με τις συμπεριφορές των καταναλωτών και των προμηθευτών ηλεκτρικής ενέργειας με αυτοματοποιημένο τρόπο, προκειμένου να βελτιωθεί η αποδοτικότητα, η οικονομία και η αξιοπιστία της διανομής ηλεκτρικής ενέργειας.

Συνδεδεμένα αυτοκίνητα: Η τεχνολογία των συνδεδεμένων αυτοκινήτων περιλαμβάνει ένα τεράστιο και εκτεταμένο δίκτυο πολλαπλών αισθητήρων, κεραιών, ενσωματωμένου λογισμικού και τεχνολογιών, στοχεύοντας στην επικοινωνία και την περιήγηση μέσα στον περίπλοκο κόσμο μας. Έχει την ευθύνη να λαμβάνει αποφάσεις με συνέπεια, ακρίβεια, ταχύτητα και για αυτό πρέπει να διαθέτει υψηλή αξιοπιστία. Οι απαιτήσεις αυτές θα είναι εξαιρετικά κρίσιμες όταν μελλοντικά ο άνθρωπος θα εγκαταλείψει πλήρως τον έλεγχο του τιμονιού και των φρένων, κάτι που δοκιμάζεται αυτή τη στιγμή με επιτυχία σε αυτόνομα ή αυτοματοποιημένα οχήματα.

Υγειονομική περίθαλψη: Το IoT έχει διάφορες εφαρμογές στον τομέα της υγειονομικής περίθαλψης, όπως τον εξοπλισμό απομακρυσμένης παρακολούθησης, ή τους προηγμένους και έξυπνους αισθητήρες των ιατρικών εργαλείων. Έχει τη δυνατότητα να βελτιώνει τον τρόπο με τον οποίο οι γιατροί παρέχουν φροντίδα και διατηρούν τους ασθενείς ασφαλείς και υγιείς. Το IoT της υγειονομικής περίθαλψης επιτρέπει στους ασθενείς να ξοδεύουν περισσότερο χρόνο αλληλοεπιδρώντας με τους γιατρούς τους, κάτι που αυξάνει την ικανοποίησή τους. Με προσωπικούς αισθητήρες γυμναστικής και χειρουργικά ρομπότ, το IoT φέρνει νέα εργαλεία και τεχνολογίες που βοηθούν στην παροχή καλύτερης υγειονομικής περίθαλψης, με φιλικές προς την τσέπη λύσεις τόσο για τον ασθενή, όσο και για τον επαγγελματία της υγείας.

Λιανικό εμπόριο: Χρησιμοποιώντας συστήματα IoT που βελτιώνουν τις λειτουργίες των καταστημάτων, οι έμποροι λιανικής πώλησης επιτυγχάνουν αύξηση των αγορών, μείωση των κλοπών, διευκόλυνση της διαχείρισης αποθεμάτων και ενίσχυση της αγοραστικής εμπειρίας του καταναλωτή. Μπορούν να ανακτούν το χαμένο μερίδιο αγοράς τους και να προσελκύσουν τους καταναλωτές στο κατάστημά τους, διευκολύνοντάς τους έτσι να αγοράζουν περισσότερα προϊόντα, εξοικονομώντας ταυτόχρονα χρήματα.

Γεωργία: Με τη χρήση IoT εφαρμογών, ο έλεγχος των γεωργικών εργασιών και του μεγάλου αριθμού των ζώων που απασχολούν τους κτηνοτρόφους, μπορεί να πραγματοποιείται από απόσταση.

Γράφει ο Χάρης Ματθαίου