Czym jest Internet Rzeczy i jak wpływa na nasz świat?

Co to jest Internet Rzeczy (IoT) i dlaczego zmienia świat wokół nas?

Co to jest Internet Rzeczy (IoT)? To pytanie, które zadaje sobie coraz więcej osób, widząc, jak technologia wkracza w każdy aspekt naszego życia. Wyobraź sobie świat, w którym przedmioty codziennego użytku – od ekspresu do kawy, przez samochód, po inteligentne czujniki w twoim mieście – potrafią komunikować się ze sobą i z Tobą. Brzmi jak science fiction? Nic bardziej mylnego! To właśnie jest Internet Rzeczy (ang. Internet of Things, IoT), rewolucyjna sieć połączonych obiektów i urządzeń, które zbierają i wymieniają dane, tworząc inteligentne środowiska, które uczą się, reagują i automatyzują nasze otoczenie. Przygotuj się na podróż do świata, w którym fizyczność spotyka się z cyfrową inteligencją.

Co to jest Internet Rzeczy (IoT)? – Definicja i podstawy

Mówiąc najprościej, Internet Rzeczy to rozległa sieć fizycznych obiektów – nazywanych potocznie „rzeczami” – które są wyposażone w specjalne czujniki, oprogramowanie i inne technologie. To właśnie te elementy umożliwiają im łączenie się i wymianę danych z innymi urządzeniami oraz systemami, a wszystko to za pośrednictwem Internetu. Te „rzeczy” mogą być czymkolwiek: od prostych przedmiotów gospodarstwa domowego, jak wspomniany ekspres do kawy czy lodówka, po zaawansowane narzędzia przemysłowe w fabryce.

Kluczowe w rozumieniu IoT jest to, że te połączone rzeczy są zdolne do przesyłania i odbierania danych. Dzieje się to po to, aby informować użytkowników o pewnych zdarzeniach, stanach czy trendach, ale przede wszystkim – aby automatyzować konkretne działania. Tradycyjnie łączność była realizowana głównie poprzez Wi-Fi, jednak obecnie rozwój technologii 5G i innych platform sieciowych otwiera drogę do obsługi ogromnych zbiorów danych niemal wszędzie, z niesamowitą szybkością i niezawodnością.

Co więcej, gdy urządzenia IoT gromadzą i przesyłają dane, niezwykle ważne staje się wyciąganie z nich jak największej ilości wniosków i zapewnianie coraz dokładniejszych i bardziej wyrafinowanych wyników. I tu właśnie do gry wkracza sztuczna inteligencja (AI). Technologie AI – w tym zaawansowana analityka i uczenie maszynowe – poszerzają możliwości sieci IoT, umożliwiając im nie tylko zbieranie, ale i inteligentne przetwarzanie oraz interpretowanie tych danych. Dzięki temu Internet Rzeczy staje się jeszcze potężniejszym narzędziem, które zmienia sposób, w jaki żyjemy i pracujemy. Obecnie IoT jest szeroko stosowany w środowiskach przemysłowych, gdzie nazywamy go Przemysłowym Internetem Rzeczy (IIoT) i jest synonimem terminu Przemysł 4.0.

Krótka historia IoT – Skąd się wzięły te wszystkie „rzeczy”?

Zaledwie kilka dziesięcioleci temu koncepcja połączonych ze sobą urządzeń wydawała się odległa, a jednak w 2021 roku na świecie funkcjonowało już ponad 10 miliardów urządzeń IoT. Prognozy IDC są jeszcze bardziej imponujące – do 2025 roku liczba ta ma przekroczyć 22 miliardy, a globalne generowanie danych osiągnąć astronomiczną wartość 73 zettabajtów. Dla porównania, to tak, jakby te wszystkie dane, gdyby zostały zapisane na dyskietkach z lat 90. i ułożone jedna za drugą, mogłyby dotrzeć na Księżyc i wrócić ponad 5000 razy! To pokazuje, jak gwałtownie rozwija się ta dziedzina.

Co sprawiło, że Internet Rzeczy tak dynamicznie eksplodował? Otóż ewolucja IoT była możliwa dzięki zbiegowi i jednoczesnemu postępowi w kilku kluczowych obszarach technologicznych:

• Łączność: Współczesny Internet i łączność w chmurze są wystarczająco szybkie i stabilne, aby wysyłać i odbierać ogromne ilości danych, co jest niezbędne do wspierania wykładniczego wzrostu IoT.
• Technologia czujników: Wraz ze stałym wzrostem zapotrzebowania na innowacje w czujnikach IoT, rynek ewoluował od kilku kosztownych, niszowych dostawców do wysoce zglobalizowanej i konkurencyjnej cenowo branży. Od 2004 roku średnia cena czujników IoT spadła o ponad 70%, przy jednoczesnym wzroście ich funkcjonalności i różnorodności.
• Moc obliczeniowa: W ciągu najbliższych pięciu lat ma powstać dwa razy więcej danych niż od początku cyfrowego przechowywania informacji. Aby wykorzystać i przetworzyć wszystkie te dane, nowoczesne firmy potrzebują coraz większej pamięci i mocy obliczeniowej. Szybki wyścig w tym kierunku znacząco przyczynił się do wzrostu znaczenia i możliwości zastosowania IoT.
• Technologia Big Data: Od lat 80. ubiegłego wieku globalne dane, a także technologia komputerowa potrzebna do ich przechowywania, gwałtownie rosły. Postępy w bazach danych i narzędziach analitycznych umożliwiły przetwarzanie i analizowanie w czasie rzeczywistym ogromnych ilości danych generowanych przez urządzenia IoT, inteligentne pojazdy i inne sprzęty. Ta szybkość i przepustowość są absolutnie kluczowe dla Internetu Rzeczy.
• Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe: Te technologie umożliwiają nie tylko zarządzanie i przetwarzanie ogromnych ilości danych IoT, ale także ich analizowanie i wyciąganie z nich wniosków. Big Data jest ulubionym pokarmem sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego. Im większe i bardziej zróżnicowane są zbiory danych, tym bardziej wiarygodne i precyzyjne analizy i dane mogą zapewnić zaawansowane rozwiązania oparte na AI. Wraz z rozwojem sztucznej inteligencji i jej „apetytem” na dane, nastąpił znaczny wzrost liczby urządzeń IoT.
• Chmura obliczeniowa: Podobnie jak łączność, rozwój chmury obliczeniowej jest ściśle związany z ewolucją Internetu Rzeczy. Dzięki możliwości dostarczania mocy obliczeniowej i dużej ilości pamięci masowej na żądanie, usługi IoT w chmurze utorowały drogę do gromadzenia i przesyłania coraz większych i bardziej złożonych zbiorów danych przez urządzenia IoT.

Jak działa Internet Rzeczy? – Cykl danych od czujnika do decyzji

Urządzenia IoT pełnią rolę naszych cyfrowych „oczu i uszu” w miejscach, gdzie fizycznie nie możemy być, rejestrując wszystkie dane, do których zbierania zostały zaprogramowane. Te dane są następnie gromadzone i analizowane, aby pomóc nam w podejmowaniu świadomych decyzji lub automatyzacji kolejnych działań. Cały proces obejmuje cztery kluczowe etapy:

1. Przechwyć dane: Dzięki wbudowanym czujnikom, urządzenia IoT rejestrują dane ze swojego otoczenia. Może to być coś tak prostego jak temperatura, czy tak złożonego jak strumień wideo w czasie rzeczywistym.
2. Udostępnij dane: Korzystając z dostępnych połączeń sieciowych, urządzenia IoT wysyłają te dane do publicznego lub prywatnego systemu chmurowego (komunikacja urządzenie-system-urządzenie), do innego urządzenia (komunikacja urządzenie-urządzenie) albo przechowują je lokalnie, jeśli stosuje się przetwarzanie na krawędzi sieci (edge computing).
3. Przetwarzaj dane: Na tym etapie oprogramowanie jest zaprogramowane do wykonania określonej akcji na podstawie otrzymanych danych – na przykład włączenia wentylatora, jeśli temperatura przekroczy dany próg, lub wysłania ostrzeżenia na Twój smartfon.
4. Działaj w odniesieniu do danych: Skumulowane dane ze wszystkich urządzeń w ramach sieci IoT są analizowane. Zapewnia to zaawansowane analizy, które umożliwiają podejmowanie konkretnych działań i kluczowych decyzji biznesowych.

IoT w praktyce – Przykłady zastosowań w życiu codziennym i biznesie

Sieci IoT i dane, które generują, przenikają praktycznie wszystkie aspekty współczesnego życia – od naszych domów, przez samochody, sklepy, aż po nasze ciała. Oto kilka przykładów, jak to działa w praktyce:

• Inteligentne domy: Wiele osób już teraz korzysta z sieci IoT we własnych domach. Dzięki inteligentnym przełącznikom, czujnikom i urządzeniom komunikującym się za pośrednictwem protokołów takich jak Z-Wave czy Zigbee, systemy automatyki domowej mogą monitorować i kontrolować oświetlenie, klimat, systemy bezpieczeństwa, urządzenia AGD i wiele innych – nawet z daleka. Zapomniałeś wyłączyć światła lub piekarnik przed wyjściem z domu? Żaden problem, możesz to zrobić zdalnie z telefonu, korzystając z urządzeń obsługujących IoT.
• Inteligentne sieci (Smart Grids): W połączeniu ze sztuczną inteligencją i zaawansowaną analityką, inteligentne sieci wykorzystują rozwiązania IoT, aby pomóc konsumentom w lepszym rozłożeniu i zrozumieniu zużywanej, a nawet produkowanej energii (np. z paneli słonecznych). Czujniki IoT w całej sieci mogą wcześniej wykrywać potencjalne zagrożenia, dzięki czemu energia może być redystrybuowana w razie potrzeby, aby zapobiec lub zminimalizować przestoje i inne problemy. Mogą również wykrywać problemy mechaniczne i ostrzegać techników, co daje odbiorcom energii większą kontrolę i wgląd.
• Inteligentne miasta (Smart Cities): Według indeksu Smart City (SCI) inteligentne miasto to „miasto, które stosuje technologię w celu zwiększenia korzyści i zmniejszenia niedociągnięć urbanizacji”. Wzrost liczby ludności, natężenie ruchu i starzejąca się infrastruktura to tylko niektóre z wyzwań, w których Internet Rzeczy znajduje zastosowanie. Wykorzystując czujniki, liczniki i inne urządzenia IoT, urbaniści mogą monitorować i gromadzić dane, aby proaktywnie rozwiązywać problemy. Na przykład czujniki umieszczone w kanałach burzowych mogą wykryć poziom wody i zautomatyzować działania, aby zapobiec powodziom, gdy poziom wody będzie zbyt wysoki.
• Połączone samochody: Obecnie praktycznie wszystkie nowe samochody wychodzą z fabryki z funkcjonalnościami Internetu Rzeczy. W ciągu najbliższych pięciu lat samochody z obsługą 5G staną się jeszcze powszechniejsze. Zaawansowane systemy wspomagania kierowcy (ADAS), które wykorzystują technologię IoT, pomagają kierowcom unikać kolizji, planować trasy, parkować w ciasnych miejscach i wiele więcej. W miarę rozwoju motoryzacyjnego IoT, coraz częściej obserwujemy łączność z urządzeniami zewnętrznymi, takimi jak sygnalizacja świetlna, piesi, źródła wiadomości i pogody, a także dostawcy usług rozrywkowych.
• Internet rzeczy w handlu detalicznym: Rozwiązania IoT skierowane do klientów są coraz częściej wykorzystywane do poprawy doświadczeń w sklepach stacjonarnych. Inteligentne kamery, inteligentne półki, sygnalizatory nawigacyjne (beacony) i technologie RFID mogą pomóc kupującym zlokalizować przedmioty za pomocą aplikacji mobilnej. Ułatwiają udostępnianie informacji o zapasach, a nawet wysyłają spersonalizowane promocje do klientów podczas przeglądania w sklepie. W miarę zacierania się linii między zakupami w sklepie a zakupami online, rozwiązania IoT mogą pomóc w poprawie doświadczeń klienta dzięki śledzeniu dostaw i wysyłki pojazdów, umożliwiając klientom lepsze dostosowanie planów zakupowych.
• Telezdrowie: Coraz częściej spotykamy się z medycznymi urządzeniami opartymi na IoT, takimi jak inteligentne zegarki i dozowniki leków, które pomagają lekarzom w zdalnym monitorowaniu pacjentów. Jednak najbardziej fascynujące postępy w telezdrowiu obserwujemy w przypadku inteligentnych narzędzi chirurgicznych. Jest to szczególnie istotne dla pacjentów na obszarach oddalonych lub słabo rozwiniętych. Narzędzia te pozwalają zdalnym lekarzom łączyć się z najlepszymi chirurgami na świecie, wykonywać operacje z przewodnikiem, zdalne diagnozy, a nawet monitorować znieczulonych pacjentów w tym krytycznym czasie.
• Zarządzanie ruchem: Dzięki sieci czujników, kamer i innych urządzeń, technologia IoT może być wykorzystywana do zmniejszenia zatorów komunikacyjnych i pomaga zapewnić wykonalne opcje przekierowania. Na przykład kanały danych w czasie rzeczywistym mogą być używane do regulacji czasu sygnałów świetlnych, aby zapewnić płynny przepływ ruchu w dynamicznych warunkach. Czujniki światła mogą wykrywać i dostosowywać jasność oświetlenia, zapewniając optymalną widoczność, podczas gdy czujniki drogowe mogą wykrywać wypadki i automatycznie zgłaszać problemy.

Przemysłowy Internet Rzeczy (IIoT) – Klucz do Przemysłu 4.0

Spośród trylionów gigabajtów danych, które generujemy każdego roku, dane Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT) są największym – i najszybciej rosnącym – producentem danych. Większość z nich pochodzi z prawie miliarda kamer monitorujących na całym świecie, ale ogromne ilości są również generowane przez połączone samochody oraz aplikacje produkcyjne i transportowe. Obecnie dane IIoT są generowane, gromadzone i wykorzystywane praktycznie w każdej branży, od zarządzania łańcuchem dostaw po opiekę zdrowotną.

Jednym z obszarów, w którym technologia IIoT rozwija się najszybciej, jest produkcja i łańcuchy dostaw. W inteligentnej fabryce czujniki mogą wykrywać, a nawet przewidywać problemy mechaniczne, aby utrzymać płynność działania. Mogą również gromadzić i analizować dane operacyjne, aby znaleźć te przepływy pracy i procesy, które są najszybsze i najbardziej wydajne – które następnie można zautomatyzować za pomocą centralnego systemu. W łańcuchach dostaw rozwiązania IoT pomagają usprawnić pracę od końca do końca. Surowce i dostawy można śledzić pod kątem bezpieczeństwa i pochodzenia. Logistyka ładunków, wysyłki i tak zwanej „ostatniej mili” może być monitorowana w czasie rzeczywistym. Klienci mogą mieć aktualne informacje o stanie swoich zamówień lub pochodzeniu swoich produktów, co znacząco zwiększa ich zadowolenie i zaufanie. IIoT jest często nazywany czwartą falą rewolucji przemysłowej, czyli Przemysłem 4.0, co podkreśla jego transformacyjny charakter.

Korzyści biznesowe z IoT – Dlaczego firmy inwestują w „rzeczy”?

W miarę jak koncepcja IoT zyskuje na popularności, firmy na całym świecie dostrzegają i wykorzystują związane z nią ogromne korzyści biznesowe. Dzięki zastosowaniu tanich technologii obliczeniowych, chmury, Big Data, analityki i technologii mobilnych, fizyczne przedmioty mogą udostępniać i zbierać dane przy minimalnej interwencji człowieka. W tym niezwykle skomunikowanym świecie, systemy cyfrowe mogą rejestrować, monitorować i dostosowywać każdą interakcję między połączonymi rzeczami. Świat fizyczny spotyka się ze światem cyfrowym – i współpracują ze sobą. Korzyści te obejmują:

• Tworzenie nowych możliwości zwiększania wydajności w produkcji poprzez monitorowanie maszyn i jakości produktów. Maszyny mogą być stale monitorowane i analizowane, aby zagwarantować ich działanie w ramach dopuszczalnych tolerancji. Można także monitorować produkty w czasie rzeczywistym w celu identyfikacji i usuwania ich wad jakościowych, zanim dotrą do klienta.
• Usprawnienie śledzenia i wydzielania aktywów fizycznych. Śledzenie umożliwia przedsiębiorstwom szybkie określenie lokalizacji wartościowych aktywów. A wydzielenie aktywów pozwala zagwarantować ich ochronę przed kradzieżą i nieautoryzowanym usunięciem.
• Wykorzystanie galanterii elektronicznej do monitorowania danych analitycznych związanych ze stanem zdrowia ludzi i warunków środowiskowych. Galanteria elektroniczna wykorzystująca technologię IoT umożliwia ludziom lepsze zrozumienie stanu własnego zdrowia, a lekarzom zdalne monitorowanie pacjentów. Technologia ta daje również firmom możliwość śledzenia stanu zdrowia i bezpieczeństwa pracowników, co jest szczególnie przydatne w przypadku osób pracujących w niebezpiecznych warunkach.
• Zwiększanie wydajności i znajdowanie nowych możliwości w istniejących procesach. Jednym z przykładów jest wykorzystanie IoT do zwiększenia wydajności i bezpieczeństwa w logistyce, szczególnie w zarządzaniu flotą. Firmy mogą wykorzystywać monitoring floty w technologii IoT do kierowania ciężarówkami w czasie rzeczywistym w celu poprawy efektywności dostaw, minimalizacji kosztów paliwa i szybszej reakcji na zmieniające się warunki na drogach.
• Umożliwienie zmian w procesach biznesowych. Przykładem jest wykorzystanie urządzeń IoT w połączonych zasobach do monitorowania stanu zdalnych maszyn i uruchamiania wezwań serwisowych w celu przeprowadzenia konserwacji zapobiegawczej. Możliwość zdalnego monitorowania maszyn pozwala także tworzyć nowe modele biznesowe typu „produkt jako usługa”, gdzie klienci zamiast kupować produkt, płacą jedynie za jego użytkowanie.

Branże, które zyskują najwięcej na IoT

Organizacje najbardziej pasujące do IoT to te, które odniosłyby korzyści z zastosowania czujników w swoich procesach biznesowych. Spójrzmy na kilka z nich:

• Producenci: Mogą zyskać przewagę konkurencyjną, wykorzystując monitorowanie linii produkcyjnej w celu umożliwienia proaktywnej konserwacji sprzętu, gdy czujniki wykryją możliwość wystąpienia awarii. Czujniki są w stanie wykryć sytuację zagrożenia wydajności produkcji. Dzięki alertom z czujników producenci mogą szybko sprawdzić urządzenie pod względem dokładności lub wycofać je z produkcji do czasu naprawy. Pozwala to przedsiębiorstwom obniżyć koszty bieżące, wydłużyć czas sprawności oraz usprawnić zarządzanie wydajnością posiadanego majątku.
• Przemysł motoryzacyjny: Może odnieść znaczne korzyści z zastosowania aplikacji IoT. Oprócz korzyści płynących z zastosowania IoT na liniach produkcyjnych, czujniki mogą wykrywać potencjalne awarie urządzeń w pojazdach już poruszających się po drogach i ostrzegać kierowcę, przekazując mu szczegółowe informacje i zalecenia. Dzięki zbiorczym informacjom zebranym przez aplikacje oparte na IoT, producenci i dostawcy z branży motoryzacyjnej mogą dowiedzieć się więcej o tym, jak utrzymać samochody w ruchu oraz odpowiednio informować ich właścicieli. Co więcej, IoT zmienia model posiadania samochodu – zamiast sprzedawać pojazdy, producenci mogą pobierać opłaty za użytkowanie, oferując „transport jako usługę” z wykorzystaniem samochodów autonomicznych, a także ciągle unowocześniać samochody za pomocą nowego oprogramowania.
• Systemy transportowe i logistyczne: Korzystają z różnorodnych aplikacji IoT. Floty samochodów, ciężarówek, statków i pociągów przewożących towary mogą być kierowane na inne trasy w zależności od warunków pogodowych, dostępności pojazdów lub kierowców, dzięki danym z czujników IoT. Same towary można również wyposażyć w czujniki umożliwiające śledzenie i monitorowanie temperatury. Branże spożywcza i napojów, kwiatowa i farmaceutyczna często przewożą towary wrażliwe na temperaturę, które bardzo skorzystałyby z aplikacji monitorujących IoT, wysyłających alerty w przypadku wzrostu lub spadku temperatury do poziomu zagrażającego danemu produktowi.
• Handel detaliczny: Aplikacje IoT umożliwiają firmom detalicznym zarządzanie zapasami, poprawę obsługi klienta, optymalizację łańcucha dostaw i obniżenie kosztów bieżących. Na przykład inteligentne półki wyposażone w czujniki wagi mogą zbierać informacje oparte na technologii RFID i przesyłać te dane do platformy IoT, aby automatycznie monitorować zapasy i uruchamiać alarmy w przypadku wyczerpywania się danego asortymentu. Nadajniki mogą przekazywać klientom ukierunkowane oferty i promocje, aby zwiększyć ich atrakcyjność.
• Sektor publiczny i inne środowiska związane z usługami: Korzyści z zastosowania technologii IoT są równie niezliczone. Na przykład państwowe przedsiębiorstwa użyteczności publicznej mogą wykorzystywać aplikacje oparte na technologii IoT do powiadamiania użytkowników o masowych awariach, a nawet o mniejszych przerwach w dostawie wody, prądu lub odbiorze ścieków. Aplikacje IoT mogą zbierać dane dotyczące zakresu awarii i rozmieszczać zasoby, aby pomóc przedsiębiorstwom w szybszym usuwaniu skutków awarii.
• Opieka zdrowotna: Monitorowanie zasobów IoT niesie ze sobą wiele korzyści. Lekarze, pielęgniarki i ratownicy często muszą znać dokładną lokalizację urządzeń wspomagających pacjentów, np. wózków inwalidzkich. Jeśli wózki inwalidzkie w szpitalu są wyposażone w czujniki IoT, można je śledzić za pomocą aplikacji monitorującej zasoby IoT, dzięki czemu każda osoba poszukująca wózka może szybko znaleźć ten, który znajduje się najbliżej i jest dostępny. W ten sposób można śledzić wiele elementów wyposażenia szpitala, aby zapewnić jego właściwe wykorzystanie, a także księgowość finansową wyposażenia fizycznego w każdym oddziale. Dodatkowo, IoT jest wykorzystywany do poprawy bezpieczeństwa pracowników w niebezpiecznych warunkach (np. w kopalniach), a także w galanterii elektronicznej, która może monitorować zdrowie ludzi i warunki środowiskowe, umożliwiając lekarzom zdalne monitorowanie pacjentów.

Przyszłość IoT – Co nas czeka?

Patrząc w przyszłość, możemy spodziewać się jeszcze bardziej spójnej integracji między technologią a ludzkim doświadczeniem. Chociaż wirtualny świat metaverse może być jeszcze kilka lat przed nami, już teraz widzimy zapowiedzi: dźwięk 3D, zaawansowana rzeczywistość wirtualna, wrażenia haptyczne (czyli dotykowe) oraz personalizacja w czasie rzeczywistym wykorzystująca sztuczną inteligencję. Wszystko to sprawi, że nasza interakcja z otaczającymi nas urządzeniami pozwoli na coraz bardziej „prawdziwe” doznania sensoryczne.

Co więcej, wraz z rozwojem sieci 5G i wszechobecną, szybką łącznością na całym świecie, ludzie będą mieli niemal kwantową zdolność do dzielenia się tymi doświadczeniami w dowolnej odległości. Konsekwencje tego są ogromne i mogą zmienić sposób, w jaki podchodzimy do naszych najbardziej podstawowych działań i instytucji, takich jak miejsca pracy, opieka chirurgiczna i medyczna, nieruchomości, zakupy, podróże i – co najważniejsze – stosunki międzyludzkie w ogóle. Internet Rzeczy nie jest już tylko trendem – to siła napędowa globalnych zmian, która nieustannie redefiniuje granice tego, co możliwe.