Слушаем альбом Тома Йорка «Tomorrow's Modern Boxes» и читаем об эволюции «интернета вещей», автономных устройствах и проблемах конфиденциальности: https://postnauka.ru/faq/80050

Евгений Хоров — кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории методов анализа и синтеза сетевых протоколов ИППИ РАН — об эволюции сенсорных сетей. ПостНаука продолжает рассказывать о современных технологиях и их влиянии на наше будущее в проекте «Банк знаний», подготовленном совместно с Корпоративным университетом Сбербанка.

Чем IoT отличается от сенсорных сетей

«Интернет вещей» (или IoT) — это экосистема автономных устройств (сенсоров и актуаторов), которые могут взаимодействовать друг с другом без участия человека. Наука и технологии развиваются по спирали и с точки зрения телекоммуникационных технологий IoT — это очередной виток развития сенсорных сетей, методами построения которых ученые и инженеры занимаются уже не одно десятилетие. Параллельно с развитием телекоммуникационных технологий для передачи больших объемов данных, таких как файлы, веб-страницы, аудио- и видеопотоки, развивались специальные технологии для передачи коротких сообщений небольшими и очень простыми устройствами, питающимися, как правило, от батарейки. К таким устройствам относятся, например, пожарные датчики. Развивались технологии передачи и обработки данных, все больше различных устройств вовлекалось в сетевое взаимодействие, наконец, росло число устройств, которые могли общаться посредством интернета, — все это стало признаками зарождения IoT.

Одно из отличий систем IoT от старых сенсорных сетей заключается в том, что если сенсорные сети подразумевают просто телекоммуникационную сеть передачи данных между сенсорами, то IoT предполагает комплексное решение. Оно включает в себя как датчики, телекоммуникационную инфраструктуру, так и серверы, на которые эти данные поступают, а также методы анализа полученных данных и алгоритмы принятия решений (что нужно сделать, после того как у вас произошло какое-либо событие). Поэтому становится актуальной задача осмысления собираемой информации: из этого огромного количества собранной информации нужно научиться вычленять полезное знание. Например, пусть есть множество сенсоров, которые измеряют температуру, давление, состав воздуха. Когда на предприятии происходит авария, нужно по изменениям этих параметров понять, что это не просто из-за туч выглянуло солнце и нагрело воздух, а что произошел форс-мажор. Такие комплексные задачи как раз и осуществляются IoT. Кроме того, в случае аварии, пожара или другой чрезвычайной ситуации множество датчиков могут одновременно начать передавать данные. Если используется беспроводная сеть — а соединить тысячи автономных устройств проводами тяжело и дорого, а в ряде сценариев и невозможно, — то такая одновременная передача данных большим числом устройств приводит к коллизии и данные теряются. Вот почему поддержка надежной доставки данных большим числом устройств с низким запасом энергии является одной из ключевых задач, стоящих перед разработчиками беспроводных сетей для IoT.

Логика развития технологии

Мобильный интернет в развитых странах доступен повсеместно. Трудно найти место, где не будет сотовых сетей или Wi-Fi. У каждого есть телефон, у многих есть ноутбук или планшет. Эти устройства, основные потребители мобильного интернета, играют роль интерфейса между человеком и информационными ресурсами в интернете. А это значит, что число таких устройств, достигнув численности населения, едва ли будет продолжать стремительно расти. Состояние насыщения рынка мобильной связи не радует ни операторов, которым все труднее и труднее продать новый контракт, ни производителей смартфонов и ноутбуков. IoT становится одним из драйверов роста телекоммуникационного рынка, который к тому же оказывает влияние на все сферы деятельности человека, изменяя целые отрасли экономики и даже привычки людей. Человек всегда стремился упростить свою жизнь, избавиться от тяжелого механического труда, а впоследствии и любых рутинных операций. Так появились стиральные машины, станки с программным управлением, автомобили, управляемые роботом, а не человеком, «умные дома», часто считающиеся предтечей «интернета вещей». IoT в этом тренде — логичное продолжение автоматизации всех сфер деятельности человека. В конечном итоге он должен привести к тому, что люди будут мало работать, а все остальное время наслаждаться жизнью, творить. Как гласит девиз компании IBM: «Машины должны работать, люди должны думать».

Конец приватности

Одна из сложностей для развития IoT — все, что связано с обработкой таких огромных массивов данных. Текущие технологии позволяют снять параметры практически с чего угодно, данные можно записать и хранить. Но задача не в этом, а в том, чтобы извлечь из данных пользу. Следовательно, их нужно правильно обработать. То есть из 1 Тб информации нужно создать информативный график, на который посмотрит эксперт, а потом сделает заключение. Все собранные данные — это в каком-то смысле шум, только этот конечный график действительно имеет значение.

Сегодня на основе этих собираемых больших данных строится бизнес, многие операторы имеют возможность продавать обезличенные данные о каждом абоненте. Понятно, что в большинстве случаев ценность информации о том, что конкретный человек был в конкретном месте, не представляет никакого интереса. Но если на основании этих данных построить некоторую статистику, то можно понять, что определенные люди, которые часто бывают в определенном месте, чаще покупают, например, автомобили. Соответственно, если им навязывать рекламу автомобилей, то фирма, продающая эти автомобили, может выиграть.

Естественно, в этой ситуации всех волнует вопрос приватности личных данных. Многие считают, что информация об их перемещениях конфиденциальна. Но в эпоху IoT все движется к тому, что о каждом человеке будет известно все. Условный злоумышленник может узнать бо?льшую часть информации о вашей повседневной жизни, начиная со времени старта будильника до частоты пульса. Какие типы киберугроз могут эволюционировать на основе таких новых типов данных? Нам предстоит узнать это буквально в ближайшие годы. Но наибольшая опасность состоит в том, что человек перестает контролировать информацию, которую он собирает и отдает поставщикам сервисов и «умных устройств». Мы вступаем в эру, где пользователь обрастает все новыми устройствами, которые живут своей жизнью, сами между собой общаются и знают о владельце больше, чем он сам.

Новые сферы применения IoT

В целом технологии IoT применяются повсеместно. Пожалуй, наиболее известным примером является проект автоматизированных парковок, запущенный во многих городах, в том числе в Москве. К сожалению, по ряду причин у нас он не прижился. Основную роль в процессе автоматизации здесь играет парковочный датчик, который ставится на отдельное парковочное место. Датчик в коробке, устойчивой к погодным изменениям, монтируется в асфальтовом покрытии. Когда над ним оказывается металлическая машина, он реагирует и посылает соответствующую информацию на базовую станцию, откуда она пересылается на сервер. Поскольку подключить каждый из тысячи датчиков к электрической сети едва ли возможно, датчики питаются от батареек, а это значит, что технологии передачи данных от сенсоров до базовой станции должны быть особо энергосберегающими. На сервере вся информация собирается, и определяется, какое парковочное место сейчас свободно, какое занято. Дальше эта информация попадает, например, в приложение на телефоне, которое позволяет определить ближайшие парковки и то, являются ли они свободными. Если бы это приложение работало эффективно, то можно было бы решить множество проблем: не приходилось бы наматывать круги в поисках свободного места, можно было бы уменьшить выбросы CO2 и так далее. В теории можно было бы даже сделать систему предварительного резервирования парковочного места.

Еще одна возможная сфера применения IoT— сельское хозяйство. Например, можно не только сильно автоматизировать систему поливов, но сделать ее более эффективной, определяя влажность почвы в каждом конкретном месте и регулируя объем подаваемой воды. Это позволит не только экономить воду, но еще и повысить качество урожая.

Кроме того, в сельском хозяйстве датчики вешают на животных. Допустим, где-то пасутся коровы, и стоит им выйти за определенную территорию, как на них тут же может быть оказано какое-то механическое воздействие, например электрошоковое. В медицине и ветеринарии такие технологии используются в системах диагностики. В сельском хозяйстве это позволяет экономить огромные средства на содержании ветеринаров, на обследовании животных, помогает предотвращать эпидемии: если одно животное заболевает, то мониторинг его состояния здоровья позволяет это выявить практически в реальном времени. Безусловно, время реагирования снижается во много раз.

Источник: postnauka.ru

Комментарии: