Интернет вещей — как IoT меняет нашу жизнь

Когда-то интернет был маленьким, непривычным и дорогим. В 2000 году в сеть выходили только 6% населения Земли. Теперь интернет огромный, привычный, дешевый. Люди не выходят в сеть, а живут в ней, работают, общаются. И более того — в сети живут, работают, «общаются» миллиарды предметов: от роботов пылесосов, холодильников и колонок до городских систем безопасности и управления дорожным движением.

Разбираемся, что такое «Интернет вещей», как он появился, чего уже достиг и как будет развиваться в будущем.

Концепция

Интернет вещей (Internet of Thing, IoT) — связь объектов через сеть: светильников, чайников, станков и даже коров. По интернету они «общаются» с человеком и между собой — отдают данные и принимают команды.

Пример — «умный» свет в доме:

Без интернета. Если оснастить светильник датчиком движения и света, он будет включаться, когда кто-то входит в комнату в тёмное время суток.

С интернетом. Если связать светильник с телевизором, он будет приглушать свет, когда кто-то включает кино.

С интернетом и смартфоном. Если светильник связать со смартфоном, он будет работать как будильник по утрам. А когда хозяева уедут в отпуск, может имитировать их присутствие, чтобы отпугивать воров.

Связь через интернет расширяет возможности вещей. Они учитывают данные друг от друга, и люди управляют ими дистанционно.

Чтобы подключить вещь к интернету, её оснащают небольшим IoT-устройством. В него обычно входят датчик, микроконтроллер, радиомодуль, актуатор и источник питания.

Обобщенная схема работы «умного» светильника

Компьютеры и смартфоны, кстати, не считают частью интернета вещей, хотя они управляют разными IoT-устройствами. Они — часть интернета людей.

Откуда взялся интернет вещей

Первую вещь подключили к интернету в 1990 году. На выставке технологий Interop американский программист Джон Ромки управлял по сети своим домашним тостером, чтобы удалённо приготовить себе тосты — и это получилось.

Потом были другие эксперименты. Например, в 1998 году голландский художник и учёный Курт ван Менсворт показали на выставке в Амстердаме «фонтан данных». Его струи раз в пять секунд синхронизировались с курсами евро, доллара и иены на бирже. При долгосрочных изменениях курса струя меняла свою высоту. При краткосрочных — на мгновение подскакивала выше либо опадала.

Без символов валют непосвященные люди и не догадались бы, что «фонтан данных» сообщает информацию

Термин «интернет вещей» впервые использовал в 1999 году британский инженер из Procter&Gamble Кевин Эштон — в презентации для руководства. Он предложил внедрить метки радиочастотной идентификации (RFID), чтобы ускорить обработку товаров на складах и их поставку в магазины. Информацию с RFID-меток, в отличие от штрих-кодов, можно считывать дистанционно, в движении, в любую погоду и по несколько штук за раз.

Вскоре Procter&Gamble стали первыми использовать RFID-метки. За ними последовали другие компании. Одни только Wal-Mart к 2008 году наклеивали миллиард меток в год.

В обычной RFID-метке нет подключения к интернету. Это не полноценное IoT-устройство, а простенький микрочип с антенной, бесполезный без считывателя. Тем не менее, RFID-метки тоже входят в интернет вещей.

RFID-метки на одежде, книгах и других товарах облегчают их учёт и защищают от краж из магазинов

На другом полюсе интернета вещей оказался холодильник LG Internet Digital DIOS, который запустили в серийное производство в 2000 году и продавали по $20 тысяч. По сути в него встроили полноценный компьютер — с экраном, web-камерой, динамиком, микрофоном и электронным пером. Холодильник давал доступ к сайтам, почте, видеозвонкам. А ещё измерял температуру внутри себя, регулировал энергопотребление и сообщал в сервис о своих поломках. Но отслеживать сроки годности продуктов и заказывать новые всё-таки не умел.

Слева — LG Internet Digital DIOS 2000 года. Справа — современный Samsung. Его экра

Драйвером развития интернета вещей стали облачные технологии. Производители «умных» предметов быстро поняли, что не нужно дублировать весь компьютер в холодильнике и утюге. Полезнее делать простые IoT-устройства, которые собирают однотипные данные и выполняют несколько операций. Информацию от них можно хранить, обрабатывать и визуализировать в облаке, а жёсткий диск, мощный процессор и экран лучше выкинуть и сильно сэкономить.

Без облака

- Для работы IoT-устройства нужны жёсткий диск, мощный процессор, экран, клавиатура, динамик, микрофон

- Можно добавить много функций

- Дорого

С облаком

- Для работы IoT-устройства достаточно датчика, микроконтроллера, актуатора, радиомодуля и источника питания

- Есть только основные функции

- Дёшево

В начале нулевых облачные технологии были в зародыше. Потом их стали развивать Amazon, следом — Google и Microsoft. С конца нулевых облака уже годились для интернета вещей, и началось его бурное развитие. Например, почти сразу, в 2009 году, появился фитнес-трекер Fitbit. Это не сложное устройство, но на 5–10 лет раньше оно появиться не могло. Fitbit до эры облаков — как лампочка до эры электричества.

Через облако человек управляет множеством IoT-устройств с одного смартфона. Сами устройства предельно просты. Основная обработка данных происходит в облаке

Рынок признал интернет вещей в 2014 году, когда Google купили за $3,2 млрд компанию Nest — разработчика устройств для «умного» дома. Стало понятно, что это большая и перспективная отрасль, в неё потекли значительные инвестиции.

В том же году Apple выпустили платформу HomeKit для настройки «умных» домашних устройств с айфона, а Amazon представили «умную» колонку Echo с голосовым помощником. Управлять «умными» вещами стало намного удобнее. Интерес потребителей возрос.

Nest выпускает термостаты для управления температурой в помещениях и датчики дыма — идеальные приборы для интернета вещей. Они освобождают человека от простых и рутинных, но важных задач.

Интернет вещей сейчас

12 млрд активных IoT-устройств подключены к интернету по подсчётам экспертов IoT Analytics. То есть вещей в интернете в 2,5 раза больше, чем людей (4,7 млрд).

IoT-устройства перестали быть диковинкой. Всё больше людей покупают технику для «умного» дома: «умные» светильники, замки, камеры, телевизоры, термостаты, чайники. Самый большой спрос — на «умные» колонки. За 2022 год в России продали 3 млн умных колонок с голосовым помощником, что в 2,3 раза больше прошлогоднего результата и в шесть раз выше показателей 2020-го.

Но в топ-5 сфер куда интернет вещей проник больше всего, технологии «умного» дома не входят.


Сферы-лидеры и их доли от всех IoT-устройств

Бизнес и производство — 40%

Автоматические станки сами передают данные о времени работы, выпуске, браке, неполадках

Здравоохранение — 30%

Фитнес-трекеры считают шаги и сожжённые калории, измеряют пульс, мониторят сон

Розничная торговля — 8%

Приложение магазина на смартфоне позволяет отследить перемещения человека по магазину и потом подобрать персональные скидки и рекламу

Безопасность — 8%

Электронные пропуска открывают двери

Транспорт — 4%

Приложения-навигаторы получают данные от смартфонов водителей и показывают пробки. Автоматизированные системы управления дорожным движением растаскивают трафик в проблемных участках.

В магазинах Walmart используют «умный» пол. Он отслеживает «дорожки покупателей» и показывает, как они выбирают товары.

Технологии IoT применяются в концепции "Умного города". Такие системы сокращают количество аварий, снижают уровень пробок, а также повышают пропускную способность крупных транспортных узлов. Автоматизированная система управления дорожным движением предоставляет пользователю все данные о трафике на дорогах и позволяет управлять всей дорожной инфраструктурой города. Читайте подробнее здесь.

Интерфейс системы управления дорожным движением. Экран настройккамеры, которая следит за интенсивностью и плотностью трафика.

Самый быстрый рост применения – в здравоохранении. Во-первых, клиники регистрируют пациентов, отслеживают лекарства, автоматически контролируют состояние больных — и всё с помощью IoT. Во-вторых, растёт число сторонников здорового образа жизни, а они любят гаджеты, которые измеряют физическую нагрузку, пульс, вес. В-третьих, к интернету подключают домашние медицинские приборы, которыми измеряют уровень глюкозы, сатурацию, давление.

«Умный» тонометр может отправлять данные врачу для диагноза и предотвращать инфаркты. А «умный» чайник многим кажется просто игрушкой. Поэтому спрос на «умные» тонометры растёт быстрее.

«Умные» браслеты для эпилептиков распознают приступы по первым признакам и сразу оповещают доверенных лиц. В ноябре этого года в медицинском центре Mayo (США) разработали более продвинутый браслет: если носить его полгода-год, он научится распознавать приступы за 30 минут до начала

Развитие IoT

27 млрд активных IoT-устройств подключат к интернету к 2025 году по прогнозам экспертов IoT Analytics. При этом устройства продолжат дешеветь благодаря развитию технологий.

В 2020–2021 годах дефицит микросхем в мире затормозил подключение вещей к интернету, но он скоро завершится

Новыми драйверами для развития интернета вещей станут технологии 5G, граничные вычисления, искусственный интеллект.

• 5G позволит подключить много IoT-устройств одновременно.

• Граничные вычисления (обработка части информации не в облаке, а на близких устройствах, например на Wi-Fi-маршрутизаторе) сократят время отклика.

• Искусственный интеллект будет принимать многие решения без человека.

Пример — мусорные баки в городе:

Сейчас. В них начинают устанавливать IoT-устройства, которые при заполнении вызывают мусоровоз.

В будущем. Если добавить в систему искусственный интеллект, он сам составит маршруты и графики вывоза мусора, оптимизирует число баков в каждом дворе — и значительно сократит расходы на топливо и диспетчеров.

IoT-устройства также отслеживают возгорания мусора и опрокидывания баков

К середине 2030-х годов в интернете вещей может быть уже 1 трлн устройств и 100 млн приложений, по прогнозу аналитической компании SMA.

Возможно, 1 трлн IoT-устройств (датчиков, измерительных приборов, камер) будет только в комплексе «Безопасный город», который планируют запустить к 2030

Риски и угрозы

Уязвимость для хакеров — главная проблема IoT-устройств. Кибербезопасность беспокоит 95% пользователей. Хакеры без особого труда взламывают «умные» кофеварки и стиральные машинки, собирают их в сети (ботнеты) и используют для DDoS-атак. Все взломанные устройства одновременно посылают запросы на какой-нибудь сайт — и парализуют его работу.

В 2016 два хакера создали ботнет Mirai из миллиона IoT-устройств и на несколько часов вывели из строя сервисы Airbnb, Netflix, Twitter и другие.

Многие пользователи, хотя и беспокоятся об уязвимости IoT-устройств, халатно относятся к паролям. В 15% случаев даже не меняют установленные по умолчанию. Парламент Великобритании принял закон, который запретит производителям ставить свои пароли. Но кто запретит пользователям ставить пароль «password» или «123456»?

Дистанционное управление взломанными устройствами — ещё одна потенциальная угроза. Неприятно представлять, как хакер открывает IoT-замок квартиры, хулиганит с водой в ванной или управляет светофорами.

В 2015 году два программиста ради эксперимента взломали через интернет автомобиль Jeep Cherokee и поездили на нем. Впереди эра автопилотов, и машины с ними могут стать заманчивыми жертвами. В них не надо управлять рулём, газом и тормозом, достаточно дать общие команды.

Кража данных и вторжение в личную жизнь — тоже серьёзный риск. По информации, которую собирают IoT-устройства, легко восстановить распорядок дня, перемещения, привычки пользователя.

Взломать могут даже «умную» кормушку для собаки. Так и произошло в городе Сент-Луис, США. У кормушки есть камера, чтобы наблюдать за питомцем, и хакер через неё подглядывал за хозяйкой собаки

Какими IoT-устройствами вы пользуетесь, если пользуетесь? О каких мечтаете?

0
Комментарии
-3 комментариев
Раскрывать всегда