Internet Rzeczy (Internet of Things) jako nowy wymiar Internetu

Termin „Internet Rzeczy” (IoT) charakteryzuje systemy zdalne, w których łączność z Internetem i zdolność do samodzielnej teletransmisji danych obejmuje różnorodne obiekty, urządzenia, czujniki oraz przedmioty codziennego użytku, które zwykle nie są traktowane w kategorii urządzeń cyfrowych (np. pomieszczenia, sprzęt AGD, części samochodowe). Tak rozumiana komunikacja umożliwia automatyczne generowanie, wymianę i wykorzystanie danych przy minimalnej interwencji ze strony człowieka. Termin Internet of Things został po raz pierwszy użyty w 1999 r. przez brytyjskiego pioniera technologii Kevin Ashton’a dla zilustrowania schematu łączenia znaczników identyfikacji radiowej (RFID) używanych w łańcuchach dostaw przedsiębiorstw w celu automatycznego zliczania i śledzenia towarów w Internecie.

Podczas gdy pojęcie "Internet of Things" jest stosunkowo nowe, koncepcja łączenia komputerów w sieci w celu monitorowania i zdalnego sterowania urządzeniami miała miejsce od dziesięcioleci. Pod koniec lat 70. XX wieku systemy zdalnego monitorowania liczników w sieci elektrycznej za pośrednictwem linii telefonicznych były wykorzystywane w USA w celach komercyjnych. W latach 90. XX wieku postęp w technologii bezprzewodowej pozwolił na rozpowszechnienie szerokiej gamy przemysłowych rozwiązań "machine–to–machine" (M2M) w zakresie monitorowania i eksploatacji urządzeń. Wiele z tych wczesnych rozwiązań M2M opierało się jednak na zamkniętych sieciach intranetowych w ramach określonych urządzeń lub branż, a nie na sieciach opartych na otwartym protokole internetowym (IP) i cyfrowych łączach internetowych.

Jednakże samo używanie protokołów IP do łączenia urządzeń innych niż komputery z Internetem nie jest nowym pomysłem. Pierwsze "urządzenie" internetowe (tj. toster z włączoną funkcją IP, przez który można było włączać i wyłączać przez Internet) zostało przedstawione na konferencji w 1990 r[1]. W ciągu następnych kilku lat inne "rzeczy" były dostępne zdalnie za pośrednictwem protokołu IP, jak przykładowo automaty do napojów na Uniwersytecie Carnegie Mellona w USA lub ekspres do kawy w laboratorium komputerowym Uniwersytecie Cambridge[2].

Szybki rozwój technologii zdalnych w ostatnich latach umożliwia coraz tańszą i bardziej efektywną integrację coraz mniejszych obiektów i urządzeń. Z tego do aktualnych przesłanek rozwoju "Internet of Things" należy zaliczyć:

  • wszechobecną łączność mobilnego Internetu - tanie, szybkie i wszechstronne połączenia sieciowe, zwłaszcza technologii bezprzewodowych sprawia, że niemal wszystkimi urządzeniami można zarządzać zdalnie,
  • szeroko rozpowszechniona komunikacja internetowa oparta na protokole IP - protokół IP stał się dominującą globalnym standardem w zakresie tworzenia sieci internetowej z dobrze zdefiniowaną i szeroko stosowaną platformą oprogramowania i narzędzi, które można łatwo i niedrogo zaimplantować do szerokiej gamy urządzeń i obiektów,
  • gospodarka 4.0 – wraz ze wzrostem inwestycji w zakresie badań i rozwoju (R&D) zgodnie z prawem Moore'a dostawcy usług korzystać z coraz większej mocy obliczeniowej przy niższych cenach i niższym zużyciu zasobów do pełnej automatyzacji, przetwarzania i wymiany danych dla generowania wartości dodanej usług i produktów,
  • miniaturyzacja – postęp technologiczny pozwala na wykorzystanie technologii teleinformatycznych w konstrukcji bardzo małych urządzeń. W połączeniu z zaawansowanym przetwarzaniem i wymianą danych przyczyniło się to do rozwoju małych i niedrogich urządzeń czujnikowych, które oznaczają szeroki zakres rozwiązań praktycznych w przypadku wielu aplikacji IoT,
  • postępy w analizie danych w ramach Big Data - nowe algorytmy i gwałtowne wzrost mocy obliczeniowej procesorów oraz zdolność do przechowywania danych i usług w chmurze umożliwia agregację, korelację i analizę ogromnych ilości danych; co stwarza nowe możliwości pozyskiwania informacji i tworzenie nowej wiedzy,
  • wzrost znaczenia chmury obliczeniowej (cloud computing) – która wykorzystuje zdalne, sieciowe zasoby komputerowe do przetwarzania, zarządzania i przechowywania danych ze skalowanym dostępem, co umożliwia małym i rozproszonym urządzeniom współdziałanie z wydajnymi funkcjami analitycznymi i kontrolnymi.

Z perspektywy powyższych uwarunkowań, IoT stanowi spektrum różnych trendów komputerowych i łączności, które ewoluują od wielu dziesięcioleci. Wyróżnikiem Internetu Rzeczy jest szeroka gama sektorów w gospodarce, w których IoT może być wdrażane na zasadzie urządzeń inteligentnych (smart), tj. motoryzacja, służba zdrowia, produkcja, transport, systemy bezpieczeństwa, elektronika domowa i użytkowa. W miarę wzrostu liczby podłączonych do Internetu urządzeń, spodziewany jest znaczny wzrost ruchu, jaki generują. Na przykład Cisco szacuje, że ruch internetowy generowany przez urządzenia inne niż PC wzrośnie z 40% w 2014 r. do poziomu poniżej 70% w 2019 r., a liczba rozwiązań "machine–to–machine " (M2M) w domach prywatnych, systemach opieki zdrowotnej, motoryzacji i innych pionach wzrośnie z 24% wszystkich podłączonych urządzeń w roku 2014 do 43% w 2019 roku[3].

W powszechnym odbiorze sieć WWW niemal stała się synonimem Internetu. Technologie internetowe umożliwiają silną interakcję między ludźmi i treściami w mediach społecznościowych. Aktualnie w sieci internetowej występuje wysoki stopień aktywnego zaangażowania Internautów pobierających i generujących treści za pośrednictwem komputerów i smartfonów. Jeśli prognozy dotyczące potencjału wdrożenia IoT staną się rzeczywistością, należy oczekiwać dużego wzrostu znaczenia biernych interakcji zdalnych użytkowników z ich produktami życia codziennego, takimi jak części samochodowe, sprzęt AGD i RTV. Te urządzenia będą wysyłać i odbierają dane w imieniu użytkownika, przy niewielkiej interwencji człowieka lub nawet jego świadomości. W ten sposób IoT  doprowadzi do zmiany modelu interakcji z Internetem, gdyż dane uzyskane ni wymieniane z tej interakcji będą oferowały rozwiązania codziennych problemów niejako w tle, tj. bez zaangażowania uwagi człowieka.

Rozwój IoT tworzy wyzwanie dla kwestii bezpieczeństwa i poufności danych. Poszanowanie praw i oczekiwań związanych z zachowaniem prywatności danych jest kardynalnym warunkiem zaufania do Internetu wśród jego użytkowników. Tymczasem "Internet of Things" odnosi się do dużej sieci urządzeń przeznaczonych do zbierania różnorodnych danych w otoczeniu jego użytkowników, które często zawierają właśnie bardzo poufne dane dotyczące konkretnych osób. Wykorzystanie tych danych przynosi duże korzyści nie tylko użytkownikowi urządzenia, ale często także jego producentowi lub dostawcy, którzy mogą dążyć do komercjalizacji pozyskanych danych (np. dla optymalizacji przekazów marketingowych).

W sytuacji, gdy poszczególne strumienie różnorodnych danych są połączone lub skorelowane, dochodzi do stworzenia do indywidualnego portret cyfrowego w ramach IoT. Na przykład cyfrowa szczoteczka do zębów może przechwytywać i przekazywać dane wyłącznie o przyzwyczajeniach związanych z myciem zębów jej użytkownika. Jednak, jeżeli lodówka użytkownika wyświetli spis przechowywanej żywności, a jego urządzenie do śledzenia aktywności fizycznej tworzy rejestr takich czynności, kombinacja tych strumieni danych oznacza bardziej szczegółowy i prywatny opis stanu zdrowia danej osoby. Ten efekt agregacji danych jest szczególnie silny w odniesieniu do urządzeń typu IoT, ponieważ wiele osób produkuje nieświadomie dodatkowe metadane, takie jak znaczniki czasu i informacje o geolokalizacji, co dodatkowo zwiększa poufność danych o danym użytkowniku.

W sytuacji biernej komunikacji internetowej użytkownik może nie być świadomy, że urządzenie IoT zbiera dane o osobie i potencjalnie dzieli się nimi z osobami trzecimi. Ten typ gromadzenia danych staje się coraz bardziej powszechny w urządzeniach konsumenckich, takich jak telewizory inteligentne i urządzenia do gier wideo. Produkty tego rodzaju w miarę wzrostu zaawansowania technologicznego są wyposażone w rozpoznawanie głosu lub funkcje wizyjne, które nieustannie słuchają rozmów lub obserwują aktywność w pomieszczeniu i selektywnie przekazują te dane do usługi przetwarzania w chmurze z dostępem osób trzecich.

Podsumowując, Internet Rzeczy oznacza wprowadzenie rewolucyjnego, w pełni połączonego ze sobą "inteligentnego" świata, z pełni internetowymi relacjami między obiektami a ich środowiskiem oraz obiektami i ludźmi. Perspektywa Internetu rzeczy jako wszechobecnej gamy urządzeń związanych z Internetem ma szanse zasadniczo zmienić sposób postrzegania "bycia online". Chociaż potencjalne korzyści nadają IoT charakter innowacji przełomowej, to jednak szereg potencjalnych wyzwań może stanąć w sprzeczności z masową akceptacją tej wizji - szczególnie w obszarach bezpieczeństwa i poufności przetwarzania danych.



[3] “Cisco Visual Networking Index: Forecast and Methodology, 2014-2019.” Cisco, May 27, 2015. http://www.cisco.com/c/en/us/solutions/collateral/service-provider/ip-ngn-ip-next-generation-network/white_paper_c11-481360.pdf