Інтернет речей (IoT)

Сама по собі концепція взаємодії системи датчиків і керуючих елементів без залучення людини, досить стара. Вперше її успішно реалізували в п'ятдесятих роках минулого століття на базі Массачусетського технологічного інституту. Правда, мова йшла про автоматичний моніторинг та поповнення запасів коли, а реалізовували технологію студенти, проте у ідеї був великий потенціал.

Ось тільки обчислювальні потужності і інформаційні технології того часу ще не дозволяли повноцінну взаємодію. Все змінилося в міру розвитку технологій - різноманітні датчики, бездротові мережі, чіпи RFID - все це дозволило приступити до реалізації повноцінного інтернету речей. Однак потрібно було розробити базову концепцію. І «пальма першості» тут належить Реза Раджі, який в 1994 році опублікував статтю, присвячену використанню автоматичної передачі пакетів даних в рамках автоматизації підприємств і приватних будинків.

Реалізація не змусила себе довго чекати, причому не приватними особами, а силами компанії Microsoft і деяких інших. Про серйозні результати розробок було оголошено в 2002 році, коли з'явилися перші смарт-пристрої пов'язані як один з одним, так і з загальною системою моніторингу. Однак про повноцінний «інтернеті речей» стало можливо говорити тільки з 2008 року, коли число пристроїв, підключених до мережі, перевищило кількість людей.

Як працює інтернет речей?

Основа даної технології - взаємодія між обчислювальними пристроями, об'єктами, оснащеними мережею датчиків, приватними комп'ютерами і смартфонами і деякими необчислювальними пристроями. Як приклад можна привести автоматичні термостати в квартирах, пульсометри, що подають сигнали при досягненні частоти серцевих скорочень небезпечного рівня, системи домашньої безпеки і багато чого ще. А головне - усіма цими численними пристроями можна управляти не тільки дистанційно - за допомогою персональних комп'ютерів і смартфонів, але і в повністю автоматичному режимі.

Побутове та персональне використання

Найпростіший приклад - повністю автоматизовані будинки. Температура в них може регулюватися без участі людини, кондиціонери та освітлення вмикається автоматично, а системи безпеки відстежують цілісність вікон і дверей. Все це посилає дані на персональний смарт-пристрій або на загальний смарт-хаб, куди підключаються інші «розумні гаджети», типу телевізорів і холодильників.

Найбільшу користь це приносить, звичайно ж, літнім людям та особам з обмеженими можливостями. Оскільки до того ж «інтернету речей» можна підключити не тільки датчики, які реєструють погодні зміни, але і вимірювачі деяких функцій організму людини. Банальний смарт-годинник з функцією пульсометра і кардіографа може посилати сигнали лікарям і родичам, якщо у носія почались якісь проблеми з серцем. Більш просунута технологія - повноцінне лікарняне смарт-ліжко, яке відстежує ще більше показників. І якщо щось не так - вносить записи в базу даних і викликає лікаря.

Комерція і промисловість

В комерції вигода очевидна - автоматичне відстеження того, скільки одиниць конкретного товару ще залишилося, а в разі нестачі - створення відповідного запиту. З промисловістю все теж досить просто - відстеження температури, вологості, рівня шуму і стану повітря в цехах, перевірка якості та наявності води і їжі для худоби на фермах, контроль витрат електроенергії, води та інших ресурсів. Фактично, все, що якось пов'язано з динамічно змінюваними параметрами, можна автоматизувати.

Обмеження IoT

Є у інтернету речей і кілька серйозних проблем. Перша - залежність пристроїв від наявності мережі. Як провідної, так і бездротової. Але чим більше датчиків і пристроїв підключається до одного джерела (а їх потрібно реально багато) - тим гірше якість сигналу і тим більше проводів доводиться десь протягувати. Крім того, пристрої від різних виробників далеко не завжди ефективно взаємодіють один з одним.

Над вирішенням цих проблем активно працюють великі виробники смарт-пристроїв, такі, як Apple і Lenovo. У них вже є додатки, сумісні з більшістю системних вимог, які надають право керувати пристроями голосовими командами. Що стосується мережі і якості сигналу, то це вирішується створенням централізованого смарт-хаба, який забезпечує взаємодію виключно в межах такої локальної мережі. Приклади - Amazon Echo і Samsung SmartThings Hub. Простіше кажучи, окремі пристрої і датчики пов'язані тільки з хабом, який і забезпечує їм як внутрішню мережу, так і доступ в інтернет. Ще й центральний моніторинг здійснює, щоб в разі чого - автоматично віддавати відповідні команди.

Інтернет речей і криптовалюта

Машини вже можуть обмінюватися між собою незахищеною інформацією - логічний крок дати їм можливість працювати і з захищеною. Тими ж криптовалютами, наприклад. Основи так званої економіки «machine-to-machine» вже розробляються, причому - досить успішно.

Однак розробники зіткнулися з серйозною проблемою. Справа в тому, що криптовалюти, засновані на мережі блокчейн, підтримують досить обмежену кількість транзакцій в секунду. Для взаємодії між окремими людьми, нехай навіть багатьма, цього вистачає, а ось для технології «M2M» в глобальних масштабах - вже ні. На жаль, найбільш популярні алгоритми консенсусу - PoW і PoS погано підтримують масштабованість. Тому потрібно шукати інший вихід. Втім, деякі криптовалюти, такі як Bitcoin Lightning Network і Ethereum Plasma, якраз намагаються налаштувати масштабованість, щоб підтримувати ще більшу кількість паралельних процесів.

Експериментальна криптовалюта

Internet of Things Application або IOTA - досить цікавий проект, який використовує інтернет речей замість класичних способів підтвердження достовірності для криптовалют. Протокол з відкритим вихідним кодом, так що долучитися до нього може будь-хто. IOTA використовує не блокчейн, а зовсім нову технологію tangle, засновану на взаємозалежних транзакціях.

Мережа tangle дозволяє користувачам самостійно здійснювати грошові перекази, але тільки в тому випадку, якщо вони заздалегідь здійснили дві інші транзакції. Чим більше вузлів в такій мережі - тим більше транзакцій одночасно вона зможе обробляти.

Технологія експериментальна і не без недоліків. Навіть на початковому етапі розробники зіткнулися з низкою проблем, які досить складно виправити. Однак даний проект показав кілька дуже цікавих аспектів взаємодії М2М (машина з машиною), що може в подальшому використовуватися для створення повноцінної економіки IoT.

Висновок

Холодильник, що самостійно відслідковує кількість продуктів і автоматично їх закуповує за допомогою взаємодії М2М - справа майбутнього. Але вже не настільки далекого, оскільки кожен окремий елемент проблеми вже практично отримав рішення. А з урахуванням того, що автоматизація все глибше впроваджується в людське життя, і все більше компаній зосереджуються саме на цій сфері діяльності, то чекати нам не так вже й довго.