«Люди избавились бы от половины своих неприятностей,
если бы договорились о значении слов»

Рене Декарт

Астахов Максим Игоревич,
сотрудник «Центра Проектирования» АО «НПП «Пульсар»,
член Союза Молодых Инженеров России,
руководитель отделения по исследованию и разработке перспективных индустриальных технологий Союза МИР.

 

«IoT» — мы определяем

Проводя своеобразный направляющий вектор на этапе отражающим современное состояние сфер человеческой жизнедеятельности, от основы современных концептов, открывающих новую эпоху переустройства человека и быта таких как например проект, событие «Индустрия 4.0», до направленности, отвечающей за развитие перспективных технологий к примеру, кибернетических механизмов. В свою очередь не просто влияющих, но и определяющих через мироустройство человеческий уклад жизни на «сегодня» и благодаря последнему (прим.: примеру), формируя фундаментальный и прикладной задел на «завтра». Одну из основ которого, составляет структура – «сеть», представленная как «Интернет Вещей».

До не давнего времени (прим.: иногда можно встретить и сейчас) определяемый «как наступившее событие между 2008 – 2009 годом, когда количество подключённых к сети Интернет устройств, стало больше чем людей». Но данное сформулированное понимание, является более не определением, а представляемым фактом, говорящим о событии им же и описываемым, а не представляющее понимание данного концепта.«Интернет Вещей» — это структура автоматизированных подключаемых, коммутируемых моно или составных устройств, объектов физического мира, включающих точки ввода данных, источники хранения, «персонализированные» и сетевые алгоритмы работы анализа информации, с заложенными методами самообучаемости (прим.: одним из данных методов является нейросетевой принцип). Это единая «умная сеть», организующая обмен полученных знаний между устройствами, объектами физического мира, обладающими, в свою очередь, индивидуальным «аватаром», обеспечивающим автономность их работы в «сети», которая исключает необходимость участия человека вне точек ввода информации о нём (человеке) или вывода при необходимости полученных знаний. За счёт этого устройства в «Интернете Вещей» считаются «умными» или «интеллектуальными», а образуемая «сеть» позволяет организовать в том числе и киберфизическую систему.

До конца представить сложносоставное объяснение, что такое «Интернет Вещей» и, что он себя представляет можно следующим образом: во-первых, устройство (датчик, модуль), объект физического мира (дорожное полотно, холодильник) смогло не только стать подключаемым к сети – как между собой (машинами), так и к Интернет-сети – но и состоялась коммутация, базово обеспечившая передачу данных. Во-вторых, устройство в разы уменьшилось, за счёт прошедшего эволюционного этапа, в результате чего стало возможным размещать его на садовой грядке или встраивать в станок или обычную куртку, где оно собирает данные (точка ввода): в первом случае о влажности почвы, температуре окружающей атмосферы, во втором — о температуре тела и степени загрязнённости куртки. Стоит отметить, что с формированием возможности, благодаря технологиям описываемым во втором примере, по применению в конструкции станка устройств, функционирующих на технологиях, принципах, приводимых в первом примере, стали появляться первые киберфизические системы. После чего полученные данные одновременно передаются в источник хранения (Базу Данных) и обрабатываются предназначенным алгоритмом программ. В зависимости от задачи, обработка полученных данных будет происходить на уровне параллельных процессов. Затем полученные знания будут возвращены устройствам, которые определены алгоритмом как адресаты. Так, в первом случае, включится система подачи удобрений, оросительная система или будет передана команда на подготовку к сбору урожая. Во втором — в действие вступит стиральная машина, проинформировав пользователя через «точку входа» о загрязнении, включив куртку в перечень вещей на стирку, сообщив из этого расчёта «ЕЦУД» (прим.: проектное название), скажем, информацию о требуемом объёме стирального порошка. В другом примере, холодильник как объект физического мира, после покупки, доставки в дом, первого включения, благодаря «аватару», свяжется с Базой Данных «ЕЦУД», где получит информацию о себе, своих задачах и функциях, возможном развитии — подобный метод реализации концепта позволит «вещи» своего рода частично понять, «осознать» себя.

Последнее определение («осознание») себя как «вещи» и своего места в мире человека, окружающей его физической части, в настоящем является тенденцией развития технологий, связанных с аппаратно-программными системами. Это положительно способствует приобретению  «вещи» возможностей, умений, относящих её к виду «умных» объектов.

 

 

 

«IoT» — и применяем

Получение данных из «недоступных» областей расширяется за счёт «умных вещей» и объектов физической среды. Эти возможности формируют особое мироустройство и  перспективы его внедрения  в каждую сферу человеческой жизнедеятельности. В том числе и в экономические отрасли.

Так, например, внедрению «Интернета Вещей» в Промышленность, способствовали технологии, направленные на переход от автоматики и ЧПУ-станков к созданию киберфизических систем, которые в дальнейшем стали частью концепт-проекта «Индустрия 4.0». Новые аспекты и возможность обмена данными между станками без участия человека повлияли на выделение целой подструктуры «Промышленного Интернета Вещей». Изменения, к которым приведёт участие данных технологий, наглядно представляются следующим образом: «умная система», благодаря датчикам на станках, RFID меткам, алгоритмам взаимодействий оборудования между собой, будет контролировать процесс изготовления продукции, принимать решение, если что-то в процессе пойдёт не так, следить за износом и отслеживать производительность. А также проводить упреждённое технологическое сопровождение, вплоть до автономного сервисного обслуживания. И всё это с минимальным, при необходимости, участием человека.

В логистике технологии «Интернета Вещей», благодаря распространению соответствующих датчиков, встроенных в физические объекты (дороги, мосты, транспортные железнодорожные узлы) так же RFID меток, вычислительных мощностей, систем мониторинга, позволят в режиме реального времени отслеживать груз, этап доставки. Параллельно с этим, система предоставит данные о движении транспортных средств, скорости, темпе езды, количестве топлива, остановках, а также об износе, какое давление оказывается на важные узлы транспортного средства, запасе хода до выхода из строя, загруженности дороги, состоянии её покрытия. Только эта часть данных способна построить наиболее оптимальный маршрут доставки груза, осуществляя мониторинг возможных ситуаций, что позволит сократить риски при доставке груза или пассажиров.

Подобный метод построения «умной сети» («Интернета Вещей») формируется и развивается в специфичной области логистики и транспортировки. А именно в сфере нефти и газа при их перегонке, а также  в процессе добычи на перегонных и транспортных трубах, буровых платформах и скважинах, где стоят датчики давления, температуры, измерений сейсмической активности, устройства, фиксирующие процессы, происходящие в почве, на объектах организуется телематика. Получаемые данные позволяют «умной сети» следить за количеством транспортированной или добытой нефти (газа). «Сеть» в автономном режиме совершает удалённый контроль за месторождением, перегонной станцией или соответствующим узлом, отправляя информацию о каждом действии, этапе, активности, что также позволяет, например, предотвращать хищения при транспортировке, сокращать наступление рисков, делая процессы разведки, добычи, переработки и транспортировки наиболее экономически выгодными.

В свою очередь, частичным примером изменений, посредством технологий «Интернета Вещей» в сфере торговли, служит появление возможности, благодаря всё тем же меткам и встраиваемым датчикам, сбора данных, не только отслеживать товар в пределах магазина, но и понимать потребность покупателя в товаре, на основе получаемых данных, передаваемых в соответствующий алгоритм от «умной сети».  Происходит оценка того, сколько человек провёл в магазине времени, где останавливался, какие товары рассматривал, что лежит в тележке на данный момент (вплоть до высчитывания общего веса товара, что позволит оценить необходимость, скажем, упаковки, вплоть до сравнения со списком необходимых покупок, который синхронизирован между тележкой и «точкой входа» человека). Возможно даже получение данных от самого изделия (товара), процесс эксплуатации передаст данные, в том числе, о времени и активности использования, и на основании этой информации можно предложить не только скидки клиенту, понять нужен ли человеку товар в постоянное или временное пользование, но и сам покупатель в этой «сети» будет получать знания от банального «что нужно купить», до того «насколько правильное питание». Часть подобных данных на национальном уровне благодаря специальному самообучающемуся алгоритму, позволят, например, выявить причины развития и лечение некоторых заболеваний.

Не обходят стороной формируемые «Интернетом Вещей» технологии и сельское хозяйство. Благодаря «умной сети», фермер получает при необходимости данные о влажности, осадках, орошении, проведённых действиях по удобрению почвы, темпах роста урожая, солнечной активности, ветре. Алгоритм, к примеру, прогнозирует вероятные последствия, опираясь на полученные данные и приводит в действие без участия человека системы полива, вносит в календарь фермера данные по произведённым действиям и степени готовности к сбору урожая. «Интернет Вещей» способен сократить значительное количество рисков, включая влияние погодных факторов на урожай, а с развитием технологий и вовсе исключить человека даже из этапа сбора урожая.

Но, несмотря на исключение человека из производственных процессов, зарождающиеся технологии «Интернета Вещей» тем не менее являются изменением человеческого мироуклада. Новые технологии положительно влияют в том числе и на такие частные человеческие запросы, как повышение удобств, планирование, окружающие индивидуальные физические объекты человека. Складывающиеся в личную «умную сеть», сформированную в виде подхода её организации, называемую «Умным домом». Где человек получает не просто автоматическое открытие гаража «с кнопки» или со смартфона. В зависимости от организации программно-аппаратного комплекса в «Доме», алгоритм, например, прежде чем включить свет, будет оценивать такие данные,  как время суток на улице, уровень освещения в отдельных частях дома, наличие людей в комнатах, работоспособность «железа», время посещения человеком комнаты или возращение домой. На основании этого управляющая программа примет решение. Но при этом человек через «точку входа», сможет изменить решение при необходимости. Благодаря специальным датчикам (способных оценивать химический состав), интерактивным меткам, коммутирующим возможностям, выходу в Интернет, стиральная машина, пылесос, холодильник будут сообщать о наличии необходимых материалов, состоянии расходников, износа деталей, составлять список продуктов, направляя человеку или же сразу оформляя покупку.

Основополагающим аспектом в данном подходе (прим.: по организации «личной сети», организуемой в виде «Умного Дома») по отношению к общему концепту «Интернета Вещей», является то, что «Умный Дом» один из краеугольных камней, организующих рабочую цепочку в этих технологиях. Именно человек, обустраивая «Дом», является точкой ввода данных системы, которая анализирует предпочтения и подгружает на основании этого модели, скажем, холодильника. Учитывая интерьер, цвет, вкус, требуемый функционал, именно управляющая программа (прим.: будущий «искусственный интеллект») при покупке или выходе из строя холодильника, отправляет данные на «цифровой завод», где в свою очередь киберфизическая система уже начинает процесс создания индивидуального изделия под данного заказчика.

Стоит отметить, что приводимые выше примеры технологий «Интернета Вещей», коснутся каждой сферы человеческой деятельности, физических объектов, биологического мира, земной экосистемы, околоземного орбитального пространства, дальнего космоса. И  «отойти», отказаться, избежать их будет невозможно.

Все приведенные данные показывают необходимость действовать более активно в части решения вопроса стандартизации, путем разработки собственных рекомендаций и стандартов.

Несмотря на то, что технология стандартизируется, когда становится достаточно зрелой, стандартизация может выполняться с упреждением, иными словами, задолго до готовности технологии (прим.: технологии, относящиеся к «Интернету Вещей», они же лежат в основе «Индустрии 4.0») к массовому внедрению.