Kas tie IoT prietaisai ir kodėl apie juos visi kalba
Turbūt pastebėjote, kad pastaraisiais metais vis dažniau girdime apie „išmaniuosius” daiktus – nuo šaldytuvų, kurie patys užsisako maistą, iki lempučių, kurias galima valdyti telefonu. Visa tai yra Internet of Things arba IoT – daiktų interneto – technologijos dalis. Paprasčiausiai tariant, tai įprasti kasdieniai daiktai, kurie prijungti prie interneto ir gali tarpusavyje keistis informacija.
Idėja nėra nauja. Dar 1982 metais Karnegi Melono universitete studentai prijungė Coca-Cola automatą prie interneto, kad galėtų patikrinti, ar jame yra gėrimų ir ar jie šalti. Bet tikrasis IoT bumą prasidėjo maždaug prieš dešimtmetį, kai bevielė technologija tapo pigesne, o mikroprocesoriai – pakankamai maži, kad tilptų bet kur.
Šiandien IoT prietaisų yra visur. Jūsų rankoje esantis išmanusis laikrodis, kuris skaičiuoja žingsnius ir stebi širdies ritmą – tai IoT prietaisas. Namų apsaugos kamera, kurią galite stebėti per telefoną – irgi. Net kai kurie šiuolaikiniai automobiliai yra didžiuliai IoT prietaisai ant ratų, kurie nuolat siunčia duomenis gamintojui apie variklio būklę ir kitas technines detales.
Kaip tai iš tikrųjų veikia techniškai
IoT prietaiso šerdyje yra keletas pagrindinių komponentų. Pirma, reikia jutiklių (sensorių), kurie renka informaciją iš aplinkos – temperatūrą, drėgmę, judėjimą, garsą ar bet ką kitą. Antra, reikalingas mikroprocesorius arba mikrovaldiklis, kuris apdoroja šią informaciją. Trečia, būtina ryšio technologija – Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee ar kita – kuri leidžia prietaisui bendrauti su išoriniu pasauliu.
Paimkime paprastą pavyzdį – išmanųjį termostą. Jame yra temperatūros jutiklis, kuris nuolat matuoja kambario temperatūrą. Mikroprocesorius analizuoja šiuos duomenis ir palygina su jūsų nustatyta norima temperatūra. Jei per šalta, jis per Wi-Fi siunčia signalą šildymo sistemai įsijungti. Tuo pačiu metu duomenys siunčiami į debesų serverius, kur galite juos matyti savo telefone.
Bet čia įdomiausia dalis – daugelis IoT prietaisų naudoja mašininio mokymosi algoritmus. Tas pats termostatas po kurio laiko išmoksta jūsų įpročių. Jis pastebi, kad kiekvieną dieną 6 valandą ryto jūs keliates, todėl automatiškai pradeda šildyti kambarį 5:30. Jis žino, kad savaitgaliais miegote ilgiau, todėl ir šildymą įjungia vėliau. Visa tai vyksta automatiškai, be jūsų įsikišimo.
Ryšio technologijos – kaip prietaisai kalba tarpusavyje
Vienas didžiausių iššūkių kuriant IoT prietaisus yra energijos suvartojimas. Daugelis šių įrenginių turi veikti mėnesius ar net metus nuo vienos baterijos. Todėl buvo sukurtos specialios mažo energijos suvartojimo ryšio technologijos.
Wi-Fi yra puikus pasirinkimas namų prietaisams, kurie prijungti prie elektros tinklo – išmaniesiems televizoriams, šaldytuvams ar termostatus. Bet jis suvartoja per daug energijos mažiems prietaisams. Čia į pagalbą ateina Bluetooth Low Energy (BLE) – technologija, kuri leidžia prietaisams bendrauti suvartojant minimalų energijos kiekį. Jūsų išmanusis laikrodis ar fitneso apyrankė greičiausiai naudoja būtent BLE.
Zigbee ir Z-Wave yra kitos populiarios technologijos, ypač išmaniųjų namų sistemose. Jos veikia tinklo principu – kiekvienas prietaisas gali perduoti signalą kitam prietaisui, taip išplečiant tinklo aprėptį. Tai reiškia, kad jūsų išmanioji lemputė svetainėje gali perduoti signalą į išmanųjį jungiklį koridoriuje, o tas – į termostatą miegamajame.
Pramonėje ir žemės ūkyje dažnai naudojamos LoRaWAN ar NB-IoT technologijos, kurios gali perduoti duomenis kelių kilometrų atstumu, bet labai lėtai. Jos idealios, kai reikia kartą per valandą nusiųsti temperatūros rodmenį iš lauko ar pasėlių drėgmės duomenis.
Saugumas – didžiausia IoT problema
Štai čia prasideda tikri galvos skausmai. Daugelis IoT prietaisų yra sukurti su minimaliu dėmesiu saugumui. Gamintojai skuba išleisti produktą į rinką, o saugumas lieka antrame plane. Rezultatas? 2016 metais įvyko viena didžiausių DDoS atakų istorijoje, kai buvo užpulti milijonai nesaugių IoT prietaisų – daugiausia IP kamerų ir maršrutizatorių.
Problema ta, kad daugelis žmonių niekada nepakeičia gamyklinių slaptažodžių savo IoT prietaisuose. Kamera ateina su slapyvardžiu „admin” ir slaptažodžiu „admin” – ir taip ir lieka. Hakeris gali automatiškai skenuoti internetą ieškodamas tokių prietaisų ir juos užvaldyti per kelias minutes.
Dar blogiau – daugelis pigių IoT prietaisų neturi galimybės atnaujinti programinės įrangos. Kai aptinkama saugumo spraga, ją neįmanoma ištaisyti. Prietaisas lieka pažeidžiamas visam laikui. Todėl perkant IoT įrenginius verta pasirinkti žinomų gamintojų produktus, kurie reguliariai išleidžia saugumo atnaujinimus.
Praktinis patarimas – jei namuose turite daug IoT prietaisų, sukurkite atskirą Wi-Fi tinklą tik jiems. Taip, jei kas nors įsilaužtų į jūsų išmaniąją lempą, jie neturėtų prieigos prie jūsų kompiuterio ar telefono, kurie prijungti prie pagrindinio tinklo.
Duomenų kelionė – nuo jutiklio iki jūsų telefono
Kai IoT prietaisas surenka duomenis, jie paprastai nesaugomi pačiame prietaise. Dažniausiai jie keliauja į debesų serverius, kur yra apdorojami ir saugomi. Štai kodėl daugelis IoT prietaisų nustoja veikti, kai gamintojas uždaro savo serverius – o tai jau nutiko ne vienai kompanijai.
Pavyzdžiui, jūsų išmanioji durų skambučio kamera užfiksuoja judėjimą. Ji iškart pradeda filmuoti ir siunčia vaizdo srautą į gamintojo serverius. Ten dirbtinio intelekto algoritmai analizuoja vaizdą ir nusprendžia, ar tai žmogus, gyvūnas ar tiesiog medžio šaka vėjyje. Jei tai žmogus, jums į telefoną ateina pranešimas su vaizdo įrašo nuoroda.
Visas šis procesas vyksta per kelias sekundes, bet jame dalyvauja daug skirtingų technologijų. Vaizdo suspaudimas, kad duomenys užimtų mažiau vietos. Šifravimas, kad niekas negalėtų perimti vaizdo kelyje. Debesų saugyklos, kur įrašai saugomi kelias dienas ar savaites. Ir mobiliojo ryšio technologijos, kurios pristatys pranešimą į jūsų telefoną, net jei esate kitame pasaulio gale.
Naujausia tendencija – edge computing, kai duomenys apdorojami pačiame prietaise arba vietiniame tinkle, o ne siunčiami į tolimus serverius. Tai greičiau, saugiau ir sumažina priklausomybę nuo interneto ryšio. Pavyzdžiui, naujausi išmanieji televizoriai gali atpažinti veidus ir objektus vaizde naudodami dirbtinį intelektą, kuris veikia pačiame televizoriuje.
Praktinis panaudojimas – kur IoT tikrai praverčia
Namuose IoT technologija gali tikrai palengvinti gyvenimą, jei naudojama protingai. Išmanieji termostatai realiai sumažina šildymo sąskaitas – tyrimai rodo, kad vidutiniškai apie 10-15 procentų. Išmanioji apšvietimo sistema gali automatiškai reguliuoti šviesos intensyvumą priklausomai nuo dienos laiko, kas geriau akims ir taupo elektrą.
Sveikatos srityje IoT prietaisai jau gelbsti gyvybes. Išmanieji laikrodžiai gali aptikti nereguliarų širdies ritmą ir perspėti apie galimą prieširdžių virpėjimą. Gliukozės monitoriai, kurie nuolat matuoja cukraus kiekį kraujyje ir siunčia duomenis į telefoną, pakeitė diabetu sergančių žmonių gyvenimą – nebereikia nuolat durti piršto.
Pramonėje IoT vadinamas Industry 4.0 ir jis keičia gamybą. Jutikliai ant įrangos nuolat stebi vibraciją, temperatūrą ir kitus parametrus. Dirbtinis intelektas analizuoja šiuos duomenis ir gali numatyti, kada mašina gali sugesti – dar prieš tai įvykstant. Tai vadinama predictive maintenance ir sutaupo milijonus, nes galima suplanuoti remontą, o ne laukti, kol viskas sustoja.
Žemės ūkyje IoT jutikliai matuoja dirvožemio drėgmę, temperatūrą, maistinių medžiagų kiekį. Dronai fotografuoja laukus infraraudonaisiais spinduliais ir aptinka ligas ar kenkėjus ankstyvose stadijose. Visa ši informacija padeda ūkininkams tiksliai žinoti, kur, kada ir kiek tręšti ar laistyti, sumažinant sąnaudas ir aplinkos taršą.
Ateities perspektyvos – kas laukia toliau
5G technologija ženkliai pakeis IoT galimybes. Dabar daugelis IoT prietaisų veikia gana lėtai – jiems ir nereikia greičio. Bet 5G atneš ne tik greitį, bet ir labai mažą vėlavimą (latency). Tai svarbu autonominiams automobiliams, kurie turi priimti sprendimus per milisekundes, arba nuotolinėms operacijoms, kai chirurgas valdo robotą kitame mieste.
Dirbtinis intelektas tampa vis svarbesnis IoT ekosistemoje. Prietaisai ne tik renka duomenis, bet ir mokosi iš jų. Jūsų išmanusis šaldytuvas gali pastebėti, kad kiekvieną savaitę perkate pieną ir pasiūlyti automatiškai jį užsakyti, kai baigiasi. Išmanioji orkaitė atpažins, ką dedate į vidų, ir pasiūlys optimalią kepimo programą.
Tačiau didėjant IoT prietaisų skaičiui, didėja ir iššūkiai. Jau dabar vidutiniuose namuose gali būti 20-30 prijungtų prietaisų. Kaip visus juos valdyti? Kaip užtikrinti, kad jie tarpusavyje bendrauja? Čia ateina Matter standartas – nauja technologija, kuri turi suvienyti skirtingų gamintojų prietaisus, kad jie veiktų kartu be problemų.
Privatumas taps vis didesne problema. IoT prietaisai renka neįtikėtiną kiekį duomenų apie mūsų gyvenimą – kada keliamės, ką valgome, kiek laiko praleidžiame namuose, net kaip miegame. Kas turi prieigą prie šių duomenų? Kaip jie naudojami? Ar gali būti parduoti trečiosioms šalims? Tai klausimai, į kuriuos visuomenė reikalauja atsakymų.
Kai technologija tampa kasdieniu įrankiu
IoT technologija jau nebėra ateities fantazija – ji čia ir dabar. Per pastaruosius kelerius metus ji perėjo iš ankstyvųjų entuziastų žaislų į kasdienes priemones, kurios realiai pagerina gyvenimo kokybę. Bet kaip ir su bet kuria technologija, svarbu ją naudoti protingai.
Prieš perkant IoT prietaisą, verta pagalvoti, ar jis tikrai reikalingas. Ar išmanioji kavavirė, kurią galite valdyti telefonu, tikrai padarys jūsų gyvenimą geresnį? O gal paprastas laikmatis veiks lygiai taip pat? Kartais paprasčiau – geriau.
Jei nusprendžiate įsigyti IoT prietaisų, investuokite į kokybę ir saugumą. Pigūs kinų prietaisai be vardo gali atrodyti patrauklūs dėl kainos, bet jie dažnai būna nesaugūs ir greitai nustoja veikti. Geriau sumokėti daugiau už patikimo gamintojo produktą, kuris bus palaikomas atnaujinimais bent kelerius metus.
Ir nepamirškite, kad visa ši technologija turi jums tarnauti, o ne atvirkščiai. Jei pradedate jausti, kad daugiau laiko praleidžiate konfigūruodami prietaisus nei džiaugdamiesi jų teikiama nauda, galbūt laikas sustoti ir pergalvoti. Technologija turi supaprastinti gyvenimą, o ne jį komplikuoti. IoT prietaisai – tai įrankiai, ir kaip su bet kuriais įrankiais, svarbu mokėti juos tinkamai naudoti.