Интернет вещей: Будущее уже здесь Грингард Сэмюэл
Повышение ситуативной осведомленности
Еще один способ использовать датчики – встроить их в элементы физической среды, включая дороги, здания, почву, растения и воду океана. Когда сотни и тысячи датчиков подключены друг к другу, можно просматривать данные с более высоким разрешением и лучше понимать взаимосвязи и модели. Например, умная городская транспортная сеть может эффективно управлять движением транспорта и оптимизировать работу светофоров для максимального потока автомобилей. Это не только ускорит транспортное сообщение, но и позволит пользоваться дорогой большему количеству автомобилей одновременно.
Эти технологии могут принести немало пользы в сельском хозяйстве и прогнозах погоды. Сегодня фермеры используют датчики, встроенные в машины и поля, чтобы распространять удобрения и пестициды более точно (и, как следствие, снизить потенциальный вред для окружающей среды). Датчики отслеживают уровень содержания влаги в почве и включают оросительную систему, если требуется. Даже коровы, свиньи и другие животные все чаще подключаются к сети. По некоторым оценкам, в США и Европе сейчас уже более 14 млн подключенных ферм, а к 2020 г. число подключенных устройств на фермах превысит 70 млн. Информационную революцию совершают такие компании, как OnFarm и Trimble, которые выпускают системы для измерения самых разнообразных показателей, от уровня и натяжения почвенной влаги до величины pH и оптимальных моделей удобрения культур.
В то же время все более мощные компьютеры, датчики, большие данные и более продвинутое компьютерное моделирование выводят прогноз погоды на новый, более точный уровень. Сегодняшние прогнозы погоды на шесть дней вперед по уровню точности сопоставимы с прогнозами погоды на пять дней вперед десять лет назад. Помимо спутников и обычных метеостанций ученые используют все большие количества датчиков, которые встраиваются в физические объекты среды. Бен Кайгер, директор центральной оперативной службы в Национальных центрах предсказаний условий окружающей среды под эгидой Национального управления океанических и атмосферных исследований, говорит, что цель состоит в том, чтобы повысить разрешающую способность сетки для получения более точных и долгосрочных прогнозов. Национальная метеорологическая служба уже проводила эксперименты с привлечением социальных сетей и краудсорсинга, чтобы собирать данные о погоде.
Использование дополнительных датчиков и краудсорсинговых технологий открывает новые возможности получения данных с высоким разрешением. Ллойд Трейниш – выдающйся инженер IBM в исследовательском центре имени Томаса Уотсона и куратор проекта Deep Thunder. Этот проект направлен на повышение точности прогнозов погоды с помощью более совершенных технологий сбора и анализа данных. Трейниш утверждает, что измерения, полученные с использованием оборудования на фермах, датчиков скорости ветра и содержания влаги в почве и воздухе, а также данные со смартфонов и других устройств очень ценны для получения знаний обо всем, от температуры и скорости ветра до уровня давления и влажности. А с помощью правильных данных и правильных точек ввода можно повысить точность прогнозирования и научиться строить более эффективные и экономически ценные модели.
Данные, полученные от подключенных физических объектов, могут распространяться на инфраструктуру и служить целям общественной безопасности. Если подключить мост, тоннель или автомагистраль, то можно вовремя понять, что данный объект нуждается в ремонте. Так намного легче определять приоритетность рисков и, как следствие, организовывать ремонтные работы. Кроме того, применяя нужное программное обеспечение и информационные панели на самом объекте, можно получать данные из всей инфраструктурной системы. Иными словами, опираясь на структурированную информацию, а не на чьи-то мнения или политические взгляды, ведомство может четко рассчитать реальную степень риска и расходы в случае ремонта объекта или игнорирования этой потребности.
Сегодня компании и правительственные организации уже используют технологии повышения ситуативной осведомленности для управления движением транспорта. Правоохранительные органы в Лос-Анджелесе, Нью-Йорке, Мемфисе и Санта-Крузе используют ввод данных и их анализ в реальном времени для выявления вероятных рисков и своевременного выделения сотрудников и ресурсов на основе развивающейся концепции прогнозного поддержания общественного порядка. Компании устанавливают все больше разнообразных датчиков (от средств видеоконтроля до подслушивающих устройств), чтобы выявлять проблемы и использовать данные для строительства более качественных дорог, водохозяйственных объектов и авиационных заводов.
Аналитика принятия решений, основанная на использовании датчиков
Интернет вещей, помимо прочего, поддерживает более широкое и сложное планирование и принятие решений. При наличии необходимой вычислительной мощности, соответствующих датчиков и достаточных объемов для хранения, сейчас можно вывести сбор и анализ данных на такой уровень, который раньше и представить себе было невозможно. Например, по мнению McKinsey & Company, обширные сети датчиков в земной коре позволили бы буровым компаниям получать гораздо больше информации. Хороший пример того, как датчики и мониторинг объектов меняют жизнь, можно увидеть в швейцарской мультинациональной нефтепромысловой компании Weatherford. С помощью радиочастотной идентификации она следит за техническим состоянием бурового оборудования и определяет, когда требуется ремонт или модернизация.
В Транспортном управлении Швеции (Trafikverket) обычный осмотр интенсивно используемых вагонов и локомотивов был заменен на отслеживание электронными системами (на протяжении 13 000 км путей). Используя радиочастотные метки и считыватели, а также сотовые и локальные сети для передачи данных к центральному устройству мониторинга, инженеры получают данные более чем из 150 промежуточных точек контроля. Когда поезда на полном ходу проносятся через эти точки, оборудование может обнаружить перегрев подшипников осей, повреждение колес, чрезмерную вибрацию и другие проблемы. «Мы выводим оборудование из эксплуатации прежде, чем произойдет серьезная поломка», – говорит менеджер проекта Леннарт Андерсон.
Совокупные данные в течение последующих 25 лет произведут переворот во всех областях. Ретейлеры используют их, чтобы понимать покупательские привычки, производители – чтобы знать о состоянии оборудования, а организации в области здравоохранения – чтобы точнее предсказывать поведение людей. Камеры, видео– и аудиоданные, информация о перемещении объектов, а также другие источники данных создадут новые и улучшенные алгоритмы, средства эмуляции и методы моделирования. Когда люди и окружающая их среда будут оснащены датчиками, правительственные организации и компании смогут преобразовывать данные, полученные с каждодневных моментальных снимков, в движущуюся картинку. Это позволит делать посекундные корректировки, доработки и изменения.
Суммарный эффект будет значителен. Аналитика принятия решений с использованием датчиков приводит к немедленной реакции на событие или ситуацию, а также дает более глубокое понимание принципов использования и потребления в реальном времени. Это, в свою очередь, дает возможность вводить схемы оплаты по факту потребления, а также модели стоимости, которая меняется в зависимости от повышения и понижения спроса и т. д. Авиалинии уже сейчас используют динамическую модель для регулирования цен в реальном времени, но современные модели бледнеют по сравнению с тем, что возможно в полностью подключенном бизнес-мире.
В ближайшем будущем множество отслеживающих устройств станут в реальном времени оценивать физическую форму, состояние здоровья и потребление пищи. Устанавливать размер страхового вознаграждения и уровни страхового покрытия можно будет на основе конкретных измерений, полученных с помощью электронных устройств, а также традиционных медицинских осмотров и лабораторных испытаний. При использовании этой модели тот, кто будет согласен добровольно предоставлять данные и вести здоровый образ жизни, сможет получать финансовые стимулы (например, его ежемесячные страховые взносы будут снижены).
Средства автоматизации и управления
Завершающий структурный компонент промышленного Интернета – построение систем, использующих машинный (или искусственный) интеллект для автоматизации процессов и решений. Выведение человека из контура управления повышает скорость и производительность, что коренным образом изменит бизнес, систему образования и государственное управление.
В последние несколько десятилетий работа на конвейерах и производстве все чаще делается роботами. Они отливают, клепают и варят себе дорогу, механически выполняя сложные и опасные задачи. Они есть и в медицине, где служат в качестве хирургических инструментов и все более совершенных протезов. Теперь они получают еще и чувства (зрение и осязание), наряду с таким уровнем искусственного интеллекта, который позволяет им действовать самостоятельно. Чем дальше идет XXI век, тем больше таких роботов.
В будущем продвинутая робототехника и машинный интеллект исключат человека из производства и избавят от тяжелого труда. В каждой области произойдет подобное, от поставок товаров и мытья окон до ремонта дорог и военных действий. Кроме того, радикальные усовершенствования машинного интеллекта, скорее всего, приведут к появлению роботов и систем, которые будут постоянно анализировать собственную эффективность и учиться исправлять собственные ошибки – так же, как другие машины и люди. По мере того как сети устройств с датчиками отправляют большие объемы данных на компьютеры для анализа, а алгоритмы и программное обеспечение все эффективнее обращаются с полученной информацией с учетом контекста, автоматизация и искусственный интеллект выходят на новый, подчас весьма высокий уровень. Промышленная система или робот могут автоматически корректировать работу инструментов или оборудования, процесс смешивания химических веществ и других ингредиентов, способы эксплуатации и технического обслуживания моторов в двигателях самолетов или роботов, используемых на производстве товаров.
Помимо прочего, обширная сеть датчиков может обеспечить немедленную реакцию на изменение условий. Это особенно ценно при управлении ограниченными ресурсами, например водой или энергией. Все больше предприятий коммунального хозяйства используют умные счетчики, которые в реальном времени регистрируют и показывают потребляемые ресурсы. Эти счетчики также отображают переменные тарифы и позволяют ловить их понижение. В будущем умные сети позволят домовладельцам и предприятиям (включая крупные центры обработки данных, которые расходуют много электричества) применять сложные алгоритмы для оптимизации использования и экономии энергии, а также снижения расходов. Сегодня умные терморегуляторы, подключенные к кондиционерам, уже определяют, когда нужно включать и выключать вентилятор, как смешивать наружный и внутренний воздух с учетом температуры внутри и снаружи здания.
В будущем продвинутая робототехника и машинный интеллект исключат человека из производства и избавят от тяжелого труда. В каждой области произойдет подобное, от поставок товаров и мытья окон до ремонта дорог и военных действий.
Эта технология обеспечивает быстрое обнаружение непредсказуемых условий в реальном времени и мгновенное реагирование на них с помощью автоматизированных систем. В основе лежит искусственный интеллект. Какова же цель? Имитировать человеческое мышление и умение принимать решения, но вывести эти процессы за рамки возможностей человека. Пример искусственного интеллекта в действии – современные системы предупреждения столкновений автомобилей и самолетов. Они издают звуковые сигналы и в некоторых случаях предпринимают определенные действия. В будущем эти инструменты будут только совершенствоваться. Например, наверняка появится возможность посылать целые армии дронов-наноботов или роботов-насекомых, чтобы очистить место разлива нефти или токсичных отходов либо провести разведку разрушенного землетрясением здания в поисках выживших.
Подключение военных
Промышленный Интернет служит основой для совершенно новой армии и принципиально иного оружия. В последнее время военные дроны меняют привычные представления о боевых действиях и методах преследования террористов. Например, США применяют беспилотные летательные аппараты в Афганистане, Пакистане, Сомали и других горячих точках. Привлекательность этой технологии отчасти заключается в том, что, согласно данным проекта «Американская безопасность», военные беспилотники стоят приблизительно $6,5 млн, в то время как стоимость аналогичного истребителя составляет около $100 млн (а еще ведь имеется риск для жизни пилота). Кроме того, управлять беспилотником намного дешевле, чем обычным самолетом{17}.
Оператор находится на расстоянии (в некоторых случаях за тысячи километров) и подключается к системе через Интернет. Он управляет самолетом и нажимает на спусковой крючок, чтобы открыть огонь или сбросить бомбу. Все выглядит так, будто он играет в компьютерную игру. Но отдельные дроны – это лишь первый шаг на пути к подключенной армии. В следующие несколько лет появятся подключенные транспортные средства, тяжелая техника, медицинские устройства, летные очки и т. д. Все больше систем будут включать в себя расширенную реальность – совмещение данных и сгенерированной компьютером информации с реальными событиями.
Позже появятся еще более продвинутые возможности. Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США изучает возможность использования роботизированных армий. Роботы-насекомые будут ползти, красться, скользить и летать вокруг расположения сил противника. Они могут и убивать, что будет совершаться системой с автоматическим управлением. Этот вопрос обсуждается в ООН и других организациях на предмет как законности, так и гуманности. Однако эти устройства также способны выполнять разнообразные опасные задачи, например, обезвреживание бомб или спасение раненых солдат. Однако подключенные устройства будут полезны не только на поле боя. Они могут помогать собирать данные и более эффективно анализировать их. А это даст результаты во всем, от сбора разведывательных данных до прогнозирования поведения и управления ресурсами.
Каждое подключение играет свою роль
Все больше промышленного оборудования и его компонентов становится частью Интернета вещей. В том числе это и обширный сегмент систем прошлого поколения, таких как котельное оборудование, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, двигатели поездов и судов, электрические системы. В результате меняется очень многое: конструкции и внутреннее оснащение зданий, транспортные системы и заводы. Встроенные датчики и подключаемость дают возможность отслеживать срок годности продуктов, состояние изношенности шин, протечку крыш. По мере того как робототехника и нанотехнологии начинают пересекаться с Интернетом вещей (о чем мы подробнее поговорим в главе 7), появляются совершенно новые и порой совершенно умопомрачительные возможности, включая самостоятельные сетевые устройства, управляющие опасным строительством и сносом зданий.
Будьте уверены, промышленный Интернет и более обширный Интернет вещей помогут понять множество физических систем. Влияние технологий уже весьма значительно. В рамках производства и сбыта датчики на предприятиях оперативно предоставляют информацию о состоянии и местоположении продукции. Сквозной контроль порождает совершенно иной тип цифровой хозяйственной деятельности, более быстрой, гибкой и экономически эффективной. Можно быстрее разрабатывать новинки и выводить их на рынок, лучше находить сырье и компоненты, оперативнее продвигать продукцию на рынке и обеспечивать более высокий уровень сервиса для клиентов.
Сочетание технологий и различных систем открывает совершенно новые горизонты для бизнеса. В декабре 2013 г. Джефф Безос, глава гиганта розничной онлайн-торговли Amazon, объявил, что в течение следующих нескольких лет его компания планирует начать доставку товаров с помощью дронов. Мы рассмотрим подобные социальные последствия в главе 6, но кое-что предельно ясно и так: дроны коренным образом изменят целые отрасли. И если эта идея окажется жизнеспособной, роботизированная доставка кардинально изменит то, как потребители покупают и используют товары. Это изменит даже подход к переработке старой продукции. 3D-печать, вероятно, совершит дальнейший переворот. Во многих отраслях промышленности эта технология используется уже сейчас.
Появление моделей ценообразования и использования товаров опирается на технологию Интернета вещей и подключенную физическую среду, которая управляет данными в реальном времени. Система страхования с оплатой по факту – это только начало. В авиационной промышленности производители сохраняют за собой право собственности на двигатели и взимают с авиакомпаний плату за их фактическое использование. Во многих городах сейчас можно на несколько часов арендовать велосипед или автомобиль, при этом платить надо только за то время, что вы пользовались транспортным средством. Например, служба проката автомобилей Zipcar с помощью приложения для смартфона подсказывает, где находится ближайший автомобиль. Радиочастотный транспондер снимает блокировку дверей, а некая черная коробка внутри автомобиля передает данные обратно на сервер по беспроводному соединению (хотя компания не отслеживает местоположение клиента из уважения к частной жизни). Автомобиль оснащен системой дистанционного отключения двигателя на случай угона.
В области здравоохранения подключенные устройства в сочетании с краудсорсинговыми технологиями меняют метод работы специалистов с эпидемиями (например, гриппа). Можно в реальном времени получить визуализацию и следить за изменением модели поведения вируса. Это помогает понять, насколько широко распространился вирус и необходима ли дополнительная медицинская помощь и ресурсы. Кроме того, все более сложное компьютерное моделирование может показать разные сценарии развития вспышек заболевания и продемонстрировать, как те или иные подходы влияют на угрозы типа ВИЧ или распространение отравляющего вещества.
В Массачусетском технологическом институте на кафедре гражданского строительства и природоохранной деятельности, возглавляемой доцентом Рубеном Хуанесом, смартфоны и краудсорсинг применяют для того, чтобы лучше понимать, какую роль в распространении инфекционных заболеваний играют 40 крупнейших аэропортов США. Данный проект поможет определить, какие меры необходимы для локализации инфекционного заболевания в определенной географической области и какие решения следует принимать на уровне министерства здравоохранения в отношении вакцинации или лечения на ранних стадиях заболевания.
В целях прогнозирования темпов распространения инфекции Хуанес и его коллеги изучают, как путешествуют отдельные люди, географическое положение аэропортов, разницу во взаимодействии аэропортов, время ожидания в каждом из них. Чтобы построить рабочий алгоритм для этого нового проекта, Хуанес, будучи геофизиком, использовал исследования движения жидкости по сети трещин в горной породе. Кроме того, его группа берет данные с мобильных телефонов для понимания моделей перемещения людей. Конечный результат, по словам Хуанеса, будет представлять собой «модель, которая очень отличается от обычной диффузионной модели». Без Интернета вещей все это было бы невозможно.
Можно с уверенностью сказать, что промышленный Интернет – это гигантский скачок вперед. Подключаемость машины к машине – это основа управления и производства нового поколения. Способность машин «говорить» друг с другом по сети (этот процесс называется «телеметрия») выводит вещи на качественно новый уровень. Он ведет к повышению скорости принятия решений и более широкому применению автоматизации. Он обеспечивает поддержку множества потребительских сервисов и устройств. Чтобы использовать потенциал Интернета вещей в полной мере, компании должны интегрировать системы, устройства и данные и применять их в условиях стремительно растущих рисков, связанных с безопасностью и правом на частную жизнь. Есть ряд вопросов, касающихся безопасности и автоматизации, а также определенные технические сложности, которые могут помешать внедрению технологий или замедлить его, что замедлит и получение результатов.
4. Потребительские устройства: умнее с каждым днем
Мир без проводов
Сегодня в обычном доме примерно 75 розеток. Взгляните на них и сосчитайте, сколько устройств подключено к электрической сети постоянно, а сколько – время от времени. Должно получиться приблизительно от 200 до 300 самых разных вещей, от духовок и батарей центрального отопления до пылесосов, ламп, планшетов и зарядных устройств. Очевидно, что мы очень зависим от огромного количества машин, которые служат нам день за днем.
Когда-то каждое устройство являло собой прорыв в области технологий. Каждое из них говорило о том, что в будущем нас ждет лучший мир – мир, который будет куда удобнее. Благодаря стиральным машинам отпала необходимость в изнурительной ручной стирке, когда приходилось бить одежду об камни и подолгу тереть ее мылом и песком. Лампы позволили использовать направленный свет, необходимый для многих задач. С помощью тостеров можно поджаривать хлеб, не разжигая огонь и не включая духовку. Радио дало возможность узнавать новости в считаные минуты, не дожидаясь завтрашней газеты. Электрические секаторы позволили садоводам подравнивать кусты гораздо быстрее, чем раньше.
Сегодня мы воспринимаем эти и многие другие приспособления как нечто само собой разумеющееся. Они стали частью нашей жизни. Конечно, со временем многие из них становятся лучше, и без конца выпускаются новые модификации. Стиральные машины и другая бытовая техника теперь работают на микросхемах, что позволяет лучше выполнять свои задачи (и автоматизировать их), а также экономить энергию. Светильники оснащаются реостатами, и это дает возможность регулировать яркость освещения. У тостеров предусмотрены автоматические настройки и даже датчики, которые помогают понять, что тост поджарился как следует. Радиоприемники встраиваются в компьютеры, а современный дизайн секаторов делает их безопасными.
Если задуматься, от темпов развития потребительских технологий захватывает дух. Более того, появление потребительской электроники – а в последние годы и увеличение вычислительной мощности разных устройств – в корне меняет то, как мы смотрим кино и телевизионные программы, общаемся, делаем покупки, собираем информацию и выполняем невероятное количество самых разных задач. С развитием инновационных технологий мир, вне всякого сомнения, стал лучше. Мы получили больше возможностей для досуга и социальной активности. Работа с оборудованием и езда на автомобилях стали безопаснее, лекарства качественнее, а уровень комфорта повысился так, как предыдущие поколения и мечтать не смели.
Некоторые социологи и культурантропологи, включая Элвина Тоффлера и Дэниела Белла, продвигали идею о том, что мы вступаем в постиндустриальную эпоху, в которой акцент делается на информации и услугах, а не только на потреблении и использовании товаров. Сегодня в пользу этой теории говорит множество доказательств. Согласно различным исследованиям рынка, сейчас у потребителей в США примерно семь подключенных устройств на дом. А по оценке Организации экономического сотрудничества и развития, к 2020 г. таких устройств будет 20{18}. Более того, возрастает важность технологий, на основе которых работают эти устройства. По данным компании NPD Group, занимающейся исследованиями рынка, 88 % владельцев мобильных устройств знакомы с системами домашней автоматики{19}. Все больше обладателей смартфонов, электронных книг, плееров Blu-ray и прочих устройств говорят, что самое главное – это возможность подключения к Интернету и просмотра контента. В некоторых случаях они используют для этого сразу несколько устройств.
Подключенные устройства меняют не только то, что мы думаем о товарах и вещах, но и наше поведение в целом. Четверть века назад мы шли в кинотеатр, покупали билет и смотрели фильм. Сегодня мы платим за просмотр фильма в потоковом режиме или же через WiFi на планшетах, смартфонах и игровых приставках. Мы смотрим фильмы и слушаем скачанную музыку в самолетах и кафе. Не менее важно, что обзоры и рекомендации из социальных медиа все больше влияют на наше мышление и покупки.
Подключенные устройства дают миру подключенных людей, а отношения и связи между группами меняются. И все же человеческие связи, несмотря на всю важность, это лишь фрагмент пазла под названием «Интернет вещей». Подключение отдельного устройства повышает его мощность, а часто и ценность для пользователя. Однако способность подключать устройства к обширной сети – по сути, к Интернету вещей – заставляет технические возможности расти экспоненциально.
Например, если выключатель света связать с Интернетом, это позволит хозяину не только запрограммировать время включения и выключения освещения с помощью смартфона, но и вручную им управлять. Еще можно использовать специальную программу, которая будет подсчитывать расход электроэнергии по всему дому и давать рекомендации по его сокращению, что позволит экономить деньги. Дальше эти данные могут использоваться коммунальной службой, чтобы лучше понять и проанализировать принципы расхода и установить тарифы и льготы, что оптимизирует расход электроэнергии для потребителей. Подобные возможности усматриваются и в других отраслях, например, в автомобильной промышленности, здравоохранении и финансовых услугах.
Подключенные устройства дают миру подключенных людей, а отношения и связи между группами меняются. И все же человеческие связи, несмотря на всю важность, это лишь фрагмент пазла под названием «Интернет вещей». Подключение отдельного устройства повышает его мощность, а часто и ценность для пользователя. Однако способность подключать устройства к обширной сети – по сути, к Интернету вещей – заставляет технические возможности расти экспоненциально.
Замечательные возможности также дает установка средств радиочастотной идентификации и прочих датчиков на различные объекты. Кладовая сама подскажет, когда в ней заканчивается рис или сальса. Холодильник определит, что хлеб или масло заканчиваются и пора пополнять запасы. Ванная будет знать, что нужна туалетная бумага или зубная паста (и при этом даже добави их в список покупок). А затем, когда покупатель придет в магазин и подойдет к полке с нужным товаром, на смартфоне сработает сигнал (или даже будет предложен купон со скидкой).
Конечно, подключенные устройства все чаще превращаются в точки пересечения данных, что создает еще больше впечатляющих возможностей. Если смотреть на вещи реально, то мы только вступаем в век подключенных устройств. Несмотря на то что домашние сети и WiFi стали широко использоваться более десяти лет назад, а быстрое мобильное подключение удивляет все реже, платформы и инфраструктура для поддержки всех этих устройств только вступают в зрелость. В прошлом разные системы и устройства не могли стабильно взаимодействовать. Более того, без облачных технологий, которые позволяют гораздо проще обмениваться информацией и синхронизировать ее, быстрый и беспрепятственный обмен данными был просто невозможен.
Сегодня темпы развития инноваций ускоряются, а цифровые технологии достигают все более высокого уровня. По мере того как платформы данных укрепляют позиции, аналитика совершенствуется, облачные сервисы становятся стандартом в области информационных технологий, мобильные приложения становятся более мощными и совершенными, а цены на средства радиочастотной идентификации падают, основа для Интернета вещей приобретает все более четкие очертания. Ясно, что наш мир никогда больше не будет прежним. Мы вступаем в новый век, который обещает революционные изменения во всем, что мы делаем.
Подключения множатся
Сама по себе идея подключенных устройств далеко не нова. Мы начали подсоединять наушники к стереосистемам и портативным CD-плеерам, чтобы слушать музыку в более личном пространстве, еще десятилетия назад. Несложно вставить между лампой и розеткой таймер, чтобы управлять включением и выключением света, и дистанционно управлять устройствами с помощью пульта. В эпоху персональных компьютеров с помощью USB-разъемов стало относительно легко подключать разнообразные внешние устройства, такие как внешние жесткие диски, цифровые камеры, диктофоны, наушники и микрофоны, тонометры, музыкальные инструменты и т. д.
Несомненно, что добавление внешних устройств и компонентов к устройству или инструменту повышает ценность последнего. Однако устройство, подключенное с помощью провода, это лишь одиночный объект, соединенный с другим одиночным объектом. Этот принцип предлагает весьма ограниченные функции и возможности. Кроме того, нельзя использовать, например, таймер освещения как-то иначе, каким-то более сложным способом. В лучшем случае интерфейс таких устройств неудобен, в худшем – приводит в замешательство. Многие из них требуют ручной настройки, причем постоянно. А подсоединенный к Интернету выключатель света будет ежедневно запрашивать информацию о восходе и заходе солнца и автоматически менять настройки освещения. Также он позволяет легко задавать и перенастраивать параметры с помощью смартфона и использовать текстовые сообщения, например, в мешап-сервисе IFTTT.
Подключенные устройства и системы за последние несколько лет шагнули далеко вперед в плане сложности. Благодаря усовершенствованным пользовательским интерфейсам, улучшенному программному обеспечению, простоте удаленного доступа, более высоким стандартам технологий и потребителям, которые все лучше умеют обращаться с устройствами, возникает платформа для подключаемости и взаимодействия. Эти технологические усовершенствования, наряду с более быстрыми полупроводниками, GPS-навигаторами, акселерометрами и прочими датчиками, снижают важность физического уровня компьютерного оборудования и базовых кодов, что, в свою очередь, ведет к снижению цен и повышению спроса на подключенные устройства.
Достаточно бегло взглянуть на пульты дистанционного управления, чтобы понять, какие здесь наблюдаются тенденции. Когда-то с каждым купленным электронным устройством потребитель получал новый пульт управления. Это привело к созданию универсальных пультов, которые управляли разными устройствами. Однако ручное программирование кодов для телевизора, DVD-плеера, радиотюнера, устройства для просмотра потокового видео так, чтобы использовать лишь один пульт, слишком сложно и даже мучительно. Но более новые системы, работающие на программном обеспечении, уже есть на смартфонах и планшетах. Настройка параметров на устройстве не требует особых усилий. Нужно ввести название производителя и номер модели, и программа сама найдет его в базе данных и автоматически запрограммирует пульт управления, а затем настроит все устройства, чтобы они работали согласованно.
Более умные программы и системы – и более сложные и узконаправленные алгоритмы – не просто стали инструментами, которые упростили процесс настройки и использования устройств. У них появились и новые функции. Например, в начале 2000х гг., когда начали появляться плееры для воспроизведения потокового мультимедиа, популярность цифровых устройств для видеозаписи (например, TiVo) стремительно выросла. Стало ясно, насколько широкие возможности открывают подключенные устройства и как сильно они могут изменить целые отрасли. Через несколько лет пользователи уже смотрели телепрограммы со сдвигом во времени. Вскоре появились потоковые веб-сервисы и интернет-радиостанции, призванные удовлетворить растущий интерес к контенту, доступному везде и всегда. По мере того как аудитория традиционных радиостанций и телеканалов уменьшалась, целые бизнес-модели фундаментально менялись.
Сегодня, отчасти благодаря развивающемуся Интернету вещей, поведение потребителей и модели потребления значительно меняются. Пользователи уже отказались от компакт-дисков в пользу скачивания музыки и потоковых музыкальных сервисов. Бумажные книги постепенно уступают место Kindles, Nooks и iPad с приложением iBook от Apple. Магазины с видео-дисками исчезли. Журналы становятся электронными, а бумажные карты остаются лишь в учебниках истории. Вместе с тем сокращается и телевизионная аудитория: сегодня телепрограммы смотрят всего 40–50 % зрителей от того количества, что было пару десятилетий назад. Доходы от размещения рекламы в газетах с 2005 г. также снизились приблизительно вполовину.
Иными словами, подключенный мир ведет к беспрецедентным в истории переменам. Внезапно становится возможным управлять с помощью смартфона стиральной машиной или дверью гаража, менять код дверного замка или установить временный код для гостя или ремонтника, пришедшего по вызову. Также можно собрать платформу домашней автоматизации, включающую умное освещение и системы терморегулирования, безопасности и т. д. Производители начинают выпускать хабы для управления целым рядом устройств и приборов бытовой техники. Ведущие компании в этой отрасли (например, Apple с платформой HomeKit), по сути, постепенно переходят к автоматизации домов.
Расцвет платформ и протоколов
Долгие годы подключенные устройства ограничивались таймерами и наборами для любителей радиотехники. Чтобы установить систему управления освещением и бытовой техникой, требовалось время и желание все это настраивать, подстраивать и перенастраивать. Чтобы заставить все это работать нужным образом, приходилось как следует помучиться. Шотландская компания Pico Electronics разработала X10, один из самых ранних стандартов, в 1975 г. Помимо прочего, эта компания создала первый однокристальный калькулятор, программируемые проигрыватели виниловых пластинок и пульт управления освещением и бытовой техникой. Позже компания адаптировала интерфейс Х10 для работы с персональными компьютерами. Несмотря на то что протокол Х10 продемонстрировал возможности домашней автоматизации, он никогда не пользовался особым успехом и с годами затерялся на фоне других технологий. Он просто был слишком дорогим и неудобным.
Но появились другие протоколы, среди которых особенно примечательны Z-Wave, ZigBee и Insteon. Например, беспроводная коммуникационная платформа Z-Wave для подключения к электронным устройствам, таким как системы освещения, доступа, терморегуляции, безопасности, дымоизвещения и бытовым приборам, использует радиочастотные волы низкой мощности в диапазоне 900 мегагерц. Платформа оптимизирована для работы с малой задержкой и обладает высокой степенью надежности, что означает непрерывное и качественное соединение устройств друг с другом. Кроме того, эта платформа позволяет обмениваться небольшими пакетами данных на скорости 100 килобайт в секунду. В результате работе платформы нисколько не мешают сигналы WiFi или Bluetooth поблизости. Товары с использованием этой технологии сейчас производят более 160 компаний.
ZigBee выпускает коммуникационные протоколы, на базе которых создаются персональные сети (PAN). Такая сеть позволяет подключать различные устройства и, в некоторых случаях, передавать данные в Интернет. ZigBee специализируется на низкозатратном и низкоскоростном соединении между устройствами. Обычно такая сеть действует в радиусе приблизительно 10 метров и обеспечивает передачу данных на максимальной скорости около 250 килобайт в секунду. Эта платформа, использующая 128-битное шифрование для защиты данных, может передавать сигналы через промежуточные устройства ZigBee к более удаленным устройствам, создавая таким образом многосвязную сеть (где все устройства и узлы ретранслируют данные в сеть). Именно поэтому ZigBee лучше всего подходит для приложений, которые используют низкую скорость передачи данных и периодическую связь. Таким образом, ZigBee широко применяется для беспроводных динамических сетей, включающих терморегуляторы, электрические счетчики, выключатели света, устройства контроля технического состояния и множества других коммерческих и промышленных систем. Технология ZigBee Alliance охватывает более 600 различных товаров, выпускаемых более чем 400 производителями.
Третья основная платформа, Insteon, работает на радиочастотах, передавая сигналы по воздуху и по кабелю. Эта система управляет выключателями освещения, лампочками, терморегуляторами, датчиками движения, камерами видеонаблюдения и многим другим. Платформа позволяет обходить препятствия и избегать радиопомех, возникающих изза стальных, бетонных и других объектов и блокирующих радиоволны. Вместо того чтобы использовать обычный принцип командования и управления для контроля за устройствами, Insteon, передающий сигналы на относительно большой скорости 38 400 бит в секунду, использует принцип равноправных узлов. В пределах сети каждое безбатарейное устройство выступает в качестве двустороннего транслятора, то есть система может сама найти самый быстрый доступный маршрут для передачи данных в пределах сети. По словам представителей компании Insteon, данная технология уже применяется на более чем миллионе узлов по всему миру.
Несмотря на то что Z-Wave, ZigBee и Insteon уже довольно развитые платформы, они далеко не единственные. В результате мы имеем чрезвычайно разрозненную среду Интернета вещей, что сильно осложняет жизнь многим потребителям и компаниям. Слишком часто разные протоколы становятся отдельными островами, причем каждому требуется разное и иногда резервное оборудование, что снижает выгоду и добавляет сложностей в процессы домашней автоматизации. Это, в свою очередь, порождает дополнительные системы, которые связывают между собой различные протоколы и платформы автоматизации. Один такой продукт, Revolv, предназначен для объединения семи различных технологий автоматизации с помощью приложения на смартфоне или планшете. Так же, как универсальный пульт управляет разной электронной техникой, Revolv подключается к замкам, терморегуляторам, акустическим системам, умным штепсельным вилкам, шторам и датчикам, используя при этом одну-единственную платформу.
Интернет вещей и реальный мир
Несмотря на то что некоторые из подключаемых возможностей существуют в той или иной форме уже лет 20, обычно их считают достоянием богатых и технически подкованных пользователей. И все же теперь на арену выходит новое поколение систем, которые стоят от сотни до нескольких тысяч долларов, а не сотни тысяч. Более того, эти системы становятся умнее, дешевле, более взаимосвязанными и в целом лучше. Посмотрим на несколько ключевых областей применения и ситуаций, в которых Интернет вещей в корне меняет нашу жизнь.
Автоматизация домов уже реальна
Прелесть автоматизации в том, что она обещает дать нам более удобный, безопасный и экологичный дом с более эффективными системами. Помимо подключенных систем освещения, открывания дверей гаража и умных замков, постепенно появляются и другие разнообразные продукты. Например, детекторы дыма нового поколения при воспламенении передают сигнал тревоги аварийной бригаде. Некоторые системы отправляют беззвучный сигнал на смартфон, уведомляя о необходимости заменить батарейки. Умные терморегуляторы (помимо того, что их несложно настраивать и программировать) оптимизируют потребление энергии и снижают ее расход на 40–50 %. Системы будущего станут чувствовать, что человек зашел в дом, и подстроятся. Со временем они будут изучать привычки хозяев и знакомиться с уникальными характеристиками дома автоматически. По оценкам исследователей из Виргинского университета, обычная экономия энергии на 20–30 % с помощью таких систем в США поможет сберечь 100 млрд киловатт и 15 млрд долларов ежегодно{20}.
Нетрудно представить тот день, когда все начнут использовать голосовые команды, управление с помощью смартфонов и подключенные устройства для создания списков покупок, поиска рецептов и выполнения прочих задач. Приложение для смартфона поможет найти нужный продукт на полке в супермаркете. А затем дома, вместо того чтобы путаться в сложной системе кнопок и пультов управления, можно будет просто поставить продукт в микроволновку и сказать: «Разморозь» или «Подогрей мой кофе».
Эта технология на самом деле все чаще способна контролировать каждое электронное устройство в доме и даже управлять неэлектронными устройствами. Умные системы безопасности и видеонаблюдения уже повсеместно доступны. Они обеспечивают удаленное наблюдение, перевод в рабочее и нерабочее состояние, а некоторые в случае обнаружения движения включают IP-камеру и отправляют текстовое уведомление хозяевам. Скоро такие системы безопасности, вероятно, будут распознавать жителей дома по постоянным или временным маркерам авторизации на смартфонах и начнут использовать технологию распознавания лиц, чтобы предотвратить несанкционированное проникновение. В последнем случае система может оповещать охранное предприятие или правоохранительные органы.
Кухня – одна из самых жарких точек Интернета вещей и автоматизации в доме. Например, компания LG выпускает умную бытовую технику, в том числе холодильники с морозильными камерами, стиральные машины и духовые шкафы, которые управляются с помощью смартфона или просто голоса (достаточно сказать, например: «Начать стирку теплой водой»). Можно менять настройки или запускать процесс стирки, даже если вы не дома. Тем временем умный диспетчер, встроенный в холодильник LG, позволяет хозяину проверить содержимое по смартфону с помощью камеры, установленной внутри холодильника. Устройство также оснащено функциями «Контроль свежести» (чтобы отслеживать срок годности продуктов) и «Планировщик питания» (предлагает рецепты на основании того, что на данный момент есть в холодильнике).
Нетрудно представить тот день, когда все начнут использовать голосовые команды, управление с помощью смартфонов и подключенные устройства для создания списков покупок, поиска рецептов и выполнения прочих задач. Приложение для смартфона поможет найти нужный продукт на полке в супермаркете. А затем дома, вместо того чтобы путаться в сложной системе кнопок и пультов управления, можно будет просто поставить продукт в микроволновку и сказать: «Разморозь» или «Подогрей мой кофе». Точно так же мы будем давать инструкции телевизору или медиа-плееру, чтобы те включались или переключались на нужный нам канал или контент – так же, как программные средства Apple Siri и Google Now позволяют управлять смартфонами с помощью голоса.
Здоровые перспективы
Мало какие сферы говорят в пользу Интернета вещей так красноречиво, как здравоохранение и профилактика здоровья. Браслеты для занятий спортом Nike Fuelband, Fitbit, Jawbone дают нам столько информации, сколько было невозможно представить еще несколько лет назад. Эти устройства подключаются к приложениям, которые обмениваются данными с другими приложениями, и все это вместе создает целую экосистему товаров и услуг в личном пространстве занятий фитнесом – от видов выполняемых упражнений до питания. Больше не нужно вручную считать калории и другую информацию о питательных свойствах продуктов. Такие устройства измеряют физическую активность с помощью акселерометров и используют сканнеры штрихкодов, чтобы получить полную информацию о калорийности, питании и упражнениях. Эти данные пользователь получает в виде графиков, таблиц и рисунков по Сети или через приложение на смартфоне.
Технологии пробивают себе путь и в других областях. Подключенные весы отправляют данные на облачные серверы, которые, в свою очередь, посылают их в личный кабинет пользователя или приложение на смартфоне. Системы сна регистрируют данные окружающей среды (уровень шума, комнатную температуру, освещенность), и, в сочетании с информацией, получаемой от датчика под матрасом, дают подробные данные о режиме и фазах сна человека в течение всей ночи. Эти системы, которые сопрягаются с программами для смартфонов, позволяют разрабатывать персональные программы для засыпания и пробуждения. Также существуют системы для определения и корректировки осанки; устройства, измеряющие мускульное напряжение и расход кислорода во время тренировки; а также небольшие устройства для физических упражнений с изометрической мышечной нагрузкой, которые мгновенно передают данные через приложение для смартфона.
Однако физическое здоровье – лишь один шаг навстречу подключенному будущему. Сейчас набирают популярность разнообразные медицинские приборы, которые раньше стоили сотни и тысячи долларов. Их становится все больше. Это тонометры, глюкометры, домашние дозаторы лекарств, которые не только отмеряют нужную дозу препарата, но и напоминают о времени его приема, а также уведомляют обслуживающих больного лиц и профессиональных медработников, если что-то пошло не так. Уже совсем скоро доктора станут вживлять в наши тела микродатчики и нанороботов. Эти устройства будут отслеживать состояние органов и тканей организма и определять, когда нужно принять лекарство и какова оптимальная дозировка. Кроме того, они будут отправлять необходимую информацию лечащим врачам.
Похоже, что в медицине Интернет вещей произведет революцию. Вместо того чтобы раз в год посещать врача для беглого осмотра, можно будет получать данные непрерывного мониторинга своего здоровья 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году. Используя программы нового поколения и сложные алгоритмы, устройства будут анализировать потоки подробных данных и выявлять потенциальные проблемы и критические моменты на ранних стадиях, чтобы врачи своевременно принимали профилактические и терапевтические меры.
А потребители будут использовать 3D-принтеры для изготовления медицинских приспособлений, таких как лонгеты, шприцы, ортодонтические скобы. Профессиональные медики станут печатать замещающие ткани, например кожу и внутренние органы. Исследователи уже нескольких университетов успешно демонстрировали биопечать. Команда ученых из Корнеллского университета, например, напечатала человеческое ухо, которым можно заменить поврежденное настоящее. Еще одна команда исследователей из Института регенеративной медицины в Уэйк-Форест занимается разработкой кровеносных сосудов, которые печатают на 3D-принтере, а компания Organovo Holdings работает над заменой печени и других органов.
Денежные вопросы
Сегодня люди одним кликом в соответствующем приложении совершают банковские операции, оплачивают счета, продают и покупают акции и другие ценные бумаги. Мобильные приложения позволяют потребителям сфотографировать чек смартфоном и разместить его в банке без физического присутствия в отделении или поиска подходящего банкомата. По сути, отделением банка становится телефон. Кроме того, появляется все больше цифровых кошельков, работающих через смартфоны. С их помощью можно оплатить парковку или покупку в торговом автомате, заплатить за эспрессо в кофейне.
Эти цифровые платежные системы меняют все, от блошиных рынков и гаражных распродаж до супермаркетов. Например, небольшое устройство Square, подключаемое к аудиоразъему iPhone или iPad, становится полноценным кассовым терминалом. Продавец просто проводит банковскую карту через слот в верхней части устройства, и программа выполняет транзакцию. Данная система также устраняет необходимость в картах постоянного покупателя. Посещения магазинов и совершенные покупки регистрируются автоматически, и их всегда можно просмотреть через приложение на смартфоне. Вполне закономерно, что Square – не единственный платежный оператор подобного рода. Paypal, Intuit и прочие действуют в том же духе.
Но Интернет вещей обещает куда больше, чем перемены в совершении банковских платежей. В области страхования, например, применение инновационных технологий и использование данных, поступающих с электронных устройств, сенсоров и различных систем, ведет к появлению совершенно новых бизнес-моделей. Традиционный подход к автострахованию опирается на совокупную модель, которая учитывает общие факторы риска и расходы. Однако появилась и модель оплаты по факту. Небольшая черная коробочка, установленная в порт диагностики автомобиля, регистрирует данные о поездке, пробег, а затем с помощью сотового модема передает данные в страховую компанию. После клиент платит за количество километров, которые он проехал, по тарифу. В будущем, возможно, он будет платить согласно данным в черной коробочке.
Самолеты, поезда и автомобили
Сядьте за руль любого транспортного средства – и вы тут же увидите будущее современных автомобилей. Бортовые навигационные системы и компьютеры подключены к смартфонам, которые выполняют все больше функций – от разблокировки дверей и старта двигателя до телефонного вызова и ввода адреса в навигационную систему. Все чаще в этих системах используются голосовые команды – например, Apple Carplay распознает речь с помощью инструмента Siri, сочетая в себе функционал телефона и Интернета.
Все больше транспортных средств поддерживают мобильные точки WiFi и разные функции, которые сочетают вождение и информационно-вычислительный процесс. Черная коробочка, которая отслеживает данные поездки для передачи в страховую компанию, также подключается к бортовому компьютеру и сообщает диагностические данные, которые далеко не ограничиваются световыми сигналами о состоянии автомобиля. Исследование, проведенное в 2014 г. консалтинговой компанией Capgemini, показало, что 55 % покупателей либо уже используют подключенные автомобильные сервисы, либо хотели бы использовать их на своем следующем автомобиле. Лишь 18 % опрошенных заявили, что их не интересуют возможности подключения автомобиля{21}.
Современные автомобили уже обладают множеством автономных функций и продвинутых телематических возможностей, включая адаптивный круиз-контроль, автоматическое торможение, предупреждение о смене ряда движения и автоматическую парковку, но совсем скоро появятся и полностью автоматизированные транспортные средства. Они будут сами определять цвет ламп светофора, распознавать дорожные знаки, находить автомагистрали и объездные дороги с помощью датчиков, спутников и данных из Интернета. С 2010 г. Google выпускает оборудование для беспилотных автомобилей с использованием 64-лучевой лазерной системы. Такой автомобиль (на самом деле тестовый автопарк из десяти модифицированных автомобилей Audi, Lexus и Toyota) пересек крутую и извилистую улицу Ломбард-стрит в Сан-Франциско и переехал мост Золотые ворота.
Вероятно, в будущем автономные автомобили будут ездить по умным сетям дорог и реаировать на пробки и другие сложности, автоматически перестраивая маршрут для нахождения трассы с оптимальной пропускной способностью и достижения максимальной скорости. Такие системы позволят машинам ехать ближе друг к другу, что освободит место на дорогах. Автономные транспортные средства будут оптимизировать расход топлива и снижать риск столкновения. Согласно исследованиям, причина более 90 % дорожных происшествий – человеческий фактор. Специалисты полагают, что автономные автомобили будут экономить до 30 % топлива. Также они позволят свободно перемещаться пожилым людям, когда те уже не смогут водить автомобиль сами.
Наше представление об автомобилях в ближайшие годы может сильно измениться. Самоуправляемые транспортные средства приведут к возникновению типа мышления, для которого общественный транспорт значит больше, чем личный. Например, нормой станет совместное пользование автомобилем. Человек будет просто заказывать автомобиль с помощью приложения на смартфоне, и через несколько минут тот сам приедет в указанное место. Затем, высадив пассажира в месте назначения, автомобиль отправится к следующему клиенту.
Благодаря автоматизированным системам отпадет необходимость парковаться вручную. Водитель будет просто выходить из автомобиля в зоне посадки-высадки пассажиров в аэропорту или у торгового центра, а машина самостоятельно припаркуется, а позже по команде вернется. На парковках автомобиль с помощью датчиков будет искать свободное место. Ряд приложений уже сегодня находит и бронирует места на определенных парковках в таких городах, как Балтимор, Бостон, Чикаго, Нью-Йорк и Милуоки. В международном аэропорту Портленда используется подобная система, чтобы помогать водителям находить свободные места. Если место свободно, над ним горит зеленая лампочка, а если на нем припаркован автомобиль – красная. Знаки в конце ряда сообщают, где есть свободные места. Следующим шагом должна стать передача этой информации в навигационную систему автомобиля.
Но автомобили – лишь часть подключенной инфраструктуры. Сегодня приложения для смартфонов дают информацию о метро и других видах общественного транспорта. Например, в Мельбурне транспортная компания Yarra Trams, в эксплуатации которой находится 487 трамваев и 29 маршрутов общей протяженностью 250 км, использует датчики, встроенные в пути, а также другие данные, чтобы посредством приложения TramTracker сообщать пассажирам, когда трамвай придет на остановку. Также эта система уведомляет в случае сильной задержки или поломки трамвая.
Приложения для смартфонов повсеместно совершают революцию и помогают во всем, от поиска бензина по низкой цене и автомобиля перед стадионом до скачивания электронного посадочного талона и регистрации в гостинице. Исследователи из компании AT & T разработали метку «умного багажа», которая в любой момент времени показывает путешественнику, где находится его чемодан. Приложения уже позволяют отслеживать движение автобусов, поездов и самолетов в реальном времени.
Новая эра шопинга
Интернет совершил переворот в поиске и приобретении товаров. Телефонные справочники практически исчезли, изучить автомобили и компьютеры, а затем и купить, можно не выходя из дома. И даже клиентское обслуживание все чаще осуществляется через Интернет. Сегодня примерно 5,2 % от общих расходов населения США на товары повседневного спроса приходится на электронную торговлю. Ожидается, что этот показатель к 2017 г. вырастет до 10,3 %, что составит примерно $370 млрд. По данным консалтинговой фирмы Forrester Research, к 2017 г. в США 60 % всех продаж будут в той или иной степени связаны с Интернетом{22}.
И все же сегодня все больше потребителей при совершении покупок используют специальные приложения на смартфонах и планшетах. Мобильные инструменты в корне меняют шопинг, а также задают правила игры для покупателей и продавцов. Встроенные в телефоны камеры превратились в считыватели штрихкодов, и покупатель может сравнить актуальные цены на необходимый товар. Можно просканировать, скажем, кофе-машину в магазине и узнать цены у конкурентов, расположенных поблизости. То же самое легко сделать и в Интернете. Эта практика осмотра товаров без цели приобретения встряхнула индустрию розничной торговли и вызвала значительные изменения в том, как ретейлеры демонстрируют свои товары, предоставляют информацию и конкурируют с онлайн-магазинами по уровню цен и сервиса.
Подобным образом приложения вроде Fooducate позволяют покупателю просканировать штрихкод продукта в супермаркете и получить о нем всю информацию. По сути, смартфон становится сканирующим устройством, портативной базой данных и средством отслеживания показателей пищевых продуктов. Уже созданы подобные приложения для вина, пива и других популярных вещей. Многие из них создают активные социальные медиа, в которых люди ставят оценки, обмениваются мнениями и задают вопросы. Некоторые торговые приложения также предлагают электронные карты постоянного покупателя.
Вполне закономерно, что деятельность ретейлеров уменьшает разрыв между физическим и виртуальным миром. В каком-то смысле QR-коды позволяют сканировать объекты и подключать их к Интернету вещей через смартфон или другое устройство. Эти двухмерные коды, которые можно найти на упаковке, а также в журналах и даже на сайтах, дают гораздо более полную информацию о еде, хозяйственных товарах, электронике и многом другом. Радиочастотные метки и новые технологии, такие как iBeacon от Apple, выводят эту концепцию на совершенно новый уровень. Все это способно превратить шопинг в персонализированный контекстно-зависимый интерактивный процесс.
iBeacon, система позиционирования внутри помещения, использует технологию Bluetooth Low Energy (также именуемую «умный Bluetooth», или BLE) для информационного обмена со смартфонами и планшетами в магазинах. Когда система распознает покупателя с совместимым приложением, работающим под операционной системой iOS или Android, она определяет его точное местонахождение и отправляет на его устройство сообщения, документы и другую информацию. И получает данные в ответ. Таким образом можно направлять покупателю рекомендации и рекламные предложения на основании того, какие товары он изучает в магазине и у каких полок проводит больше всего времени. Например, человек, в нерешительности стоящий в ряду с бытовой химией, может получить скидочный купон при условии, что он тут же его использует.
Та же система может напомнить покупателю о том, какие товары включены в его список покупок. Или прислать материалы о проводимых магазином акциях. Или же отправить информацию, основанную на его предпочтениях в области, скажем, головных уборов или корма для животных. А также направить к товарам, реализуемым по предзаказу или с предоплатой; предложить план посадочных мест или скидки в концертном зале и на стадионе; предложить электронные билеты; дать возможность повысить класс места уже после прибытия на площадку. Крупные розничные компании, такие как American Eagle, Duane Reade, Macy's, Safeway, Tesco и Walmart, уже в той или иной форме используют подобные технологии. Несколько ведущих бейсбольных команд, а также «Голден Стэйт Уорриорз» из НБА тоже используют технологию iBeacon. В будущем радиомаяки iBeacon можно будет использовать на рекламных щитах, подключаемых к навигационной системе автомобиля и рекламирующих услуги закусочных и прочих заведений.
Умные полки в магазинах – продолжение революции в сфере покупок. Например, гигант полупроводников Intel Labs разработал систему ShelfEdge{23}. Она подключает любой смартфон к витринам, оснащенным Bluetooth, и позволяет покупателям с помощью их мобильных устройств взаимодействовать с умными товарами. ShelfEdge предоставляет информацию о продукте и даже предупреждает о возможности аллергических реакций на основании данных о потребителе и его предпочтениях. Подключенные устройства раздачи купонов на полках в магазинах в реальном времени обмениваются данными с покупателями и их смартфонами. В зависимости от ставки погашения и других факторов, производитель или продавец могут в реальном времени увеличить или уменьшить сумму купона или начать продвигать другой товар.
Компания Accenture Technology Labs в настоящее время изучает возможности расширенной реальности, которая еще больше сократит разрыв между миром физических покупок и виртуальными торговыми площадками. Ее опытное приложение WeShop дополняет обычные этикетки на товарах, используя данные из разных источников. Это приложение отражает социальную активность в отношении данного товара, предложения для постоянных покупателей, рекомендации и прочую полезную информацию. Когда смартфон или планшет подносят к этикетке товара, система выдает информацию, полезную для конкретного покупателя. Например, если он на диете, приложение даст информацию о калорийности и составе продукта и предложит более полезные альтернативы.
Эдриан Дэвид Чиок, профессор всепроникающей компьютеризации в Лондонском городском университете, занимается разработкой устройств, моделирующих вкус, запах и осязание. Это в перспективе даст возможность пробовать с помощью компьютера или смартфона товары – от свечей до ресторанных блюд – на вкус и запах. Чиок уже создал ряд устройств, которые выполняют такие задания на базовом уровне, с использованием химических веществ, электроники и магнитов. Он говорит, что «обонятельные» устройства можно будет подключать к компьютеру и использовать картриджи, как это делается с обычными принтерами.
И что в итоге? В течение следующих нескольких лет покупатели увидят, как исчезают кассовые терминалы, меняется планировка магазинов, а на торговых площадях все чаще принимают оплату с помощью планшетов и смартфонов. А еще появятся сайты с новыми интересными возможностями, такими как моделирование работы органов чувств, что позволяет попробовать на вкус, понюхать и пощупать товар перед покупкой.
Применение подключений на практике
В течение следующих нескольких лет Интернет вещей принесет еще более значительные изменения, а также совершенно новый образ действий. Этому поспособствуют 3D-принтеры, цифровые запахи и вкусы, роботы и дроны. Все эти системы, в свою очередь, станут основой подключенного мира.
5. Применение Интернета вещей
Интернет вещей и реальный мир
По мере появления все более сложных сенсоров, микрочипов и способов анализа данных мы все лучше наблюдаем за средой и понимаем сложные взаимосвязи в ней. Эти устройства (от базовых средств мониторинга и работы с потоками данных до сложных биосенсоров, которые могут располагаться внутри живых организмов, в трубах, трещинах в породе и труднодоступных местах) радикально меняют то, как машины взаимодействуют с миром вокруг нас, а люди – друг с другом.
Большую сложность представляет собой соединение всех цифровых точек воедино. Особенно трудно разрабатывать и строить системы, которые будут работать в реальном мире с максимальной пользой. Помимо социальных и психологических ограничений существуют и технические. Среди них – перебои доступа в Интернет, неисправности компонентов системы, некорректная работа программных средств (изза чего возникают ошибки и помехи), проблемы с совместным использованием данных разными системами и организациями, удовлетворение требований закрытых и конкурирующих систем, а также установка обновлений и исправлений и устаревание.
Также существуют потенциальные сложности в построении IT-систем и конечных точек, которые генерируют и регистрируют достоверные данные, делая их доступными для широкого использования, подключаясь к большим данным и аналитическим системам. С учетом всего этого очевидно, что государственные учреждения, коммерческие организации и физические лица должны подходить к работе с Интернетом вещей продуманно, разносторонне и творчески. Критически важно, чтобы люди понимали, как они будут использовать подключенные системы в работе и повседневной жизни, в чем может заключаться их неправильная и небезопасная эксплуатация, и куда в конечном итоге приведет нас Интернет вещей. Просто ускорит нашу и без того поспешную жизнь или принесет настоящую пользу? Подтолкнет к бездумной автоматизации или подарит возможность невероятного совершенствования всего вокруг?
Большую сложность представляет собой соединение всех цифровых точек воедино. Особенно трудно разрабатывать и строить системы, которые будут работать в реальном мире с максимальной пользой. Помимо социальных и психологических ограничений существуют и технические.
Все дело в стандартах
Бльшая часть физической инфраструктуры для Интернета вещей уже существует. Это повсеместно распространенные и всепроникающие коммуникационные сети; датчики, способные выявлять действия и события окружающей среды; и компьютеры, которые обрабатывают огромные массивы данных, превращая биты и байты в информацию и знания. Но сегодняшнее общество только начинает по-настоящему подключать устройства. Так же, как когда-то появление Всемирной паутины позволило лишь одним глазком заглянуть в новый виртуальный мир (что тогда было по-настоящему значительно), так и сейчас подключенные устройства и умные системы находятся лишь на ранней стадии своего развития. Пока они могут предложить лишь ограниченные возможности и функции и ценны лишь в некоторых областях.
Одной из главных трудностей на пути к более быстрому и всеохватывающему Интернету вещей стала битва изза протоколов и стандартов. Конечно, для высоких технологий в этом нет ничего нового. Разные стандарты оборудования, разные операционные системы, разные форматы файлов и документов – все это стало настоящим бедствием как для обычных потребителей, так и для руководителей высшего звена. Лишь за последние несколько лет вычислительная среда встала на ноги, и мощные инструменты и практические алгоритмы, такие как стандартные файловые форматы, унифицированные сообщения и облачные сервисы, создали мост к цифровому миру, в котором все постепенно подключается ко всему. Такого рода эволюция, получившая название ориентирование информационных технологий на потребителя, повышает удобство использования новой продукции и ее производительность.
В то же время продолжается движение к более открытым стандартам. В 1991 г. Линус Торвальдс выпустил первую версию операционной системы Linux, которая с тех пор стала настоящим тяжеловесом технологий. Больше половины всех корпораций пользуются Linux. Что еще более важно, открытые системы и открытый исходный код потрясли бизнес-среду… и не только ее. Эта концепция изменила форму ведения бизнеса. От фотографии и персональных устройств для занятий фитнесом до промышленного освещения и систем ОВК[8] – во всех отраслях становится все труднее создавать и продавать вещи, работающие в закрытой системе. Сегодня любой продукт или приложение – всего лишь спица огромного колеса интегрированных устройств и кодов.
Разрушить невидимые стены, разделяющие промышленные системы и потребительские устройства, – чрезвычайно сложная задача. Многие компании цепляются за закрытые патентованные технологии и системы, потому что считают – обоснованно или нет, – что те дают им преимущество на рынке. Подобным образом руководители коммерческих компаний верят, что открытая система или интерфейс прикладных программ (API) сыграет на руку конкурентам. В результате они становятся сторонниками классического протекционизма. Однако на какой-то стадии общего прогресса бизнеса и технологий промышленность и общество достигают такого переломного момента, когда конкурентные преимущества теряют ценность, или, еще того хуже, превращаются в конкурентные недостатки.
Сегодня, например, даже самая продвинутая электронная пишущая машинка и пленочная камера с прекрасным дизайном представляют собой очень малую, если вообще хоть какую-нибудь, ценность для пользователей. Более того, в эпоху электронных устройств подобные вещи не несут никаких серьезных возможностей для бизнеса. Точно так же риложение, управляющее одним-единственным транспортным средством или приспособлением, вскоре не будет востребованно. Еще на ранних стадиях Интернета вещей потребителей можно увлечь такой концепцией. Но ожидания растут, и появляются очередные инновации. Польза подключенных устройств не в том, чтобы с помощью приложения для смартфона заводить двигатель или регулировать температуру в доме. Реальная польза появится, когда целые сети устройств будут обмениваться данными и применять их на практике. В результате продукты эволюции технологий совершат революцию.
Задача для бизнеса заключается в том, чтобы подняться на ступеньку выше – к новому уровню технологий, где возникает новый подключенный мир. Так же, как разные патентованные сетевые протоколы IBM, Novell, Bay Networks, Cisco Systems и т. д. в конце концов исчезли, оставив вместо себя общий стандарт IP, патентованные и закрытые системы Интернета вещей должны уступить место более открытому пространству. И тогда общество увидит всю пользу от технологий. А те, кто будет цепляться за патентованные продукты, рано или поздно обнаружат, что эти вещи устарели и больше никому не нужны.
Сегодня мы принимаем как должное все эти разнообразные устройства, с которыми взаимодействуем каждый день. Но представьте, как выглядел бы мир, в котором каждый автопроизводитель использовал бы свою систему управления. Что, если бы в одном автомобиле стоял руль, а в другом – джойстик или панель управления? Представьте, что системы электронной почты несовместимы, а по телефону нельзя звонить на номера других операторов (на самом деле эти проблемы существовали на заре мобильных телефонов и электронной почты). Представьте, что для бытовой техники разных брендов требуются разные типы подключения воды или электричества. Чем дороже и сложнее технологии, тем хуже их будут покупать и медленнее внедрять.
В мире Интернета закрытых или патентованных вещей, в котором устройства не подключены друг к другу, домовладелец не сможет управлять освещением, системой безопасности, терморегулятором, замками, гаражной дверью и прочими приборами и гаджетами с помощью центрального приложения или панели управления. И еще труднее компаниям будет добиться внимания аудитории с помощью рекламы и интерактивного контента в торговых центрах, кинотеатрах и на стадионах, потому что каждый из этих объектов будет требовать разных приложений, инструментов, технологий, а также разных методов доступа к данным и их обработки.
В мире бизнеса постепенно начинают признавать потребность в здравых стандартах для Интернета вещей. Институт инженеров по электронике и электротехнике (ИИЭЭ) в лице своей Ассоциации по стандартизации разработал ряд стандартов и протоколов, призванных помочь в развитии подключенных систем. Карен Бартелесон, президент Ассоциации по стандартизации ИИЭЭ, называет их соединительной тканью Интернета вещей. Эти стандарты, опирающиеся на открытую модель, охватывают ряд областей, среди которых сети, датчики, медицинские устройства, умные дома и здания, умные дороги и умные городские сети. Еще одна группа разработчиков стандартов, Глобальная инициатива по стандартизации Интернета вещей из Международного телекоммуникационного союза, также работает над созданием базовой структуры стандартов для Интернета вещей. Кроме того, группа под названием Allseen Alliance разрабатывает для технологий, систем и устройств Интернета вещей платформу с открытым кодом.
Правительство и коммерческие компании тоже не сидят сложа руки. В марте 2014 г. несколько крупных и влиятельных промышленных корпораций, в том числе AT & T, Cisco Systems, GE, IBM и Intel, объявили, что намерены сотрудничать в целях разработки технических стандартов, которые позволят подключать датчики, предметы и крупные промышленные системы оборудования. В Белом доме и правительственных организациях поддержали эту инициативу. Вместе эти группы стремятся вывести взаимодействие технических средств на новый уровень. Аби Ингле, старший вице-президент группы усовершенствованных решений в компании AT & T, так описал эти текущие задачи в статье для New York Times: «Будучи отдельной отраслью, мы пришли к выводу, что для развития Интернета вещей необходимо повысить эксплуатационную совместимость, улучшить составляющие элементы и усовершенствовать стандарты»{24}.
Необходимость единых стандартов и протоколов на самом деле касается всего, от потребления электричества и заряда аккумуляторов небольшими приборами до способов взаимодействия и обмена данными между устройствами. Единые стандарты нужны для кабельных технологий, бухгалтерского учета и платежных систем разных операторов данных. Потребность в единых стандартах актуальна для способа размещения компаниями информации в крупных базах данных и их подходов к решению вопроса безопасности. Без общих стандартов – а также четких требований в области управления данными – весь огромный экономический и практический потенциал Интернета вещей не будет реализован.
Подход к кривой восприятия
Интернет вещей сталкивается с гораздо более трудными препятствиями, чем просто технические стандарты. Еще есть деньги, время и ресурсы, необходимые, чтобы привести унаследованные системы, оборудование и обширные промышленные системы в соответствие с текущими техническими стандартами. На модернизацию, переоборудование или полную замену устаревших технологий могут уйти годы, если не десятилетия. А предприятия и компании склонны обновлять свои технические системы не тогда, когда появляются новые технологии, а когда старое оборудование вырабатывает свой ресурс или когда существует очевидная возможность получить выгоду от вложения средств.
Конечно, предпочтения потребителей, технические возможности и условия ведения бизнеса меняются. Первопроходцы, возможно, осознают пользу от подключенной среды, и некоторые получат серьезные преимущества перед конкурентами. Но первая волна последователей технологии всегда рискует либо оказаться в тупике, либо столкнуться с необходимостью нести дополнительные расходы, чтобы в будущем иметь возможность работать с новыми системами. По мере того как технологичная среда укрепляет свои позиции, цены снижаются, а производители и потребители подтверждают жизнеспособность технологий, ситуация постепенно достигает той поворотной точки, когда технологии проникают в массы.
Некоторые компании уже добились серьезного повышения производительности и экономии средств, перейдя на подключенные устройства и системы. Например, глобальный производитель авиалайнеров Airbus разработал систему умного завода{25}. Благодаря технологиям радиочастотной идентификации она позволяет в реальном времени отслеживать работу инструментов, средств материально-технического обеспечения и производство крыльев. Помимо прочего, система выявляет этапы, процессы и последовательности действий с недостаточно высокой производительностью. Также эта система определяет, где находятся инструменты и оборудование в каждый момент. Сейчас компания уже отслеживает более 3000 деталей каждого самолета, используя для этого пассивные радиочастотные метки.
Транспортное управление Швеции контролирует подвижный состав в пределах железнодорожных путей общей протяженностью 13 000 км. Благодаря подключенным системам оно снизило производственные и эксплуатационные затраты как минимум на 5 %. Что более важно, по словам менеджера проекта радиочастотной идентификации Леннарта Андерсона, заблаговременное обнаружение неисправностей значительно снижает риск повреждения путей или крушения поезда. А подобные неисправности обойдутся в сотни раз дороже и причинят немалый ущерб не только системе, но и людям. При этом, без сомнения, пострадает также качество сообщения между географическими точками. Наконец, технологии сокращают объем бумажной работы и ручного контроля, что экономит время и снижает количество ошибок.
Подобные результаты – лишь малая часть того, что могут дать нам подключенные системы. Как только поставщики деталей и комплектующих для Airbus и Транспортного управления Швеции – а также множества других компаний во всех отраслях – начинают интегрировать и встраивать датчики в свое оборудование, технические возможности невероятным образом усложняются. Внезапно компоненты и подкомпоненты оборудования уже говорят друг с другом и обмениваются важной для эксплуатации информацией. Эта комплексная среда (с применением нужного программного обеспечения) станет служить основой для умных машин, умных заводов и даже умных городов.
Разработка лучшего датчика
Датчики – это глаза, уши, нос и пальцы Интернета вещей. Именно они, по сути, являются той волшебной силой, что приводит Интернет вещей в действие. За последние 25 лет все более сложные и мелкие датчики, электронные устройства и средства нанотехнологий переопределили множество разнообразных потребительских и бизнес-систем. Например, исследователи из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии разработали крошечную «лабораторию на чипе», которая может выполнять разнообразные задачи, включая обнаружение токсичных газов, изготовление интегральных схем и анализ биологических молекул{26}.
Сегодня устройства могут отслеживать и измерять самые малые концентрации загрязнений или токсических веществ в атмосфере и воде. С помощью измерения вибрации они обнаруживают крайне незначительные изменения в сооружениях типа мостов и туннелей. Датчики позволяют автомобилям самостоятельно парковаться, а также определять, что другой автомобиль на дороге находится слишком близко. Датчики движения в системах видеонаблюдения и безопасности подают сигнал тревоги, если происходит значимое событие или изменение. Это позволяет человеку быстро проанализировать ситуацию и определить, существует ли проблема. Кроме того, такие датчики предоставляют свидетельства в случае ограбления или более серьезного преступления.
Конечно, в наши дни существуют тысячи разных типов датчиков, среди которых датчики света, звука, магнитного поля, движения, влаги, касания, гравитации, электричества, химических веществ и многого другого. В прошлом многие из них для определения условий окружающей среды использовали аналоговые и другие низкотехнологичные методы. Например, люди веками пользовались термометрами со стеклянными трубками с ртутью, измеряя расширение и сжатие жидкости в пределах калиброванного устройства. Точно так же в основе барометров, приборов для измерения влажности и прочих устройств лежали изменения давления и других показателей физической среды. Эти устройства были чрезвычайно полезны на плоской земле неподключенных аналоговых устройств.
Но цифровые технологии изменили эту формулу. Современная микроэлектроника измеряет гораздо больше и гораздо точнее, чем самые совершенные аналоговые и механические устройства прошлого. Она сочетает множество функций на одной микросхеме и, работая на обычном бинарном коде, передает и получает данные в реальном времени. Более того, если подключить множество сенсорных устройств или встроить их в оборудование (например, в роботизированные устройства), можно получить глубокое понимание взаимосвязей различных факторов и систем физического мира. Говоря проще, эта технология смело увлекает нас туда, куда еще не ступала нога человека.
Одна из самых интересных областей сенсорной технологии касается микроэлектромеханических систем, которые можно соединить в так называемые ячеистые сети или сети интеллектуальной пыли, а затем относительно легко внедрить их в разнообразные электронные компоненты и системы. Эти крошечные устройства с автономным питанием, часто размером меньше, чем 2 2 мм (таков размер частички пыли, откуда и взялось название), могут быть оборудованы аналого-цифровыми преобразователями, которые позволяют более старым устройствам передавать данные в Интернет вещей. Кроме того, эти датчики, предназначенные для измерения всего, от освещения и давления до вибрации и магнитного поля, стоят теперь меньше $1 за штуку, что в десять раз дешевле, чем несколько лет назад. Это делает их достаточно экономичным средством для общего и широкого применения в таких разных сферах, как медицина и метеорология.
Однако чтобы дотянуть до уровня технологии Интернета вещей, современные датчики должны значительно продвинуться вперед. Например, исследователи разрабатывают электронные датчики, которые будут определять запах, вкус и выполнять другие сложные задачи. Это может произвести переворот во многих областях – от производства продуктов питания и ресторанного бизнеса до диагностики заболеваний на ранних стадиях. Это направление уже вышло далеко за пределы того, о чем пишут в научно-фантастических романах. В июле 2013 г. в научной статье{27} в Journal of Chromatography говорилось, что собаки по запаху распознают у человека меланому. Используя такие же биомаркеры, исследователи разработали нанодатчик, который позволяет «унюхать» раковую опухоль на ранних стадиях.
Помимо исследования, которое проводит Эдриан Дэвид Чиок в Лондонском городском университете – он разработал устройства, передающие касание, запах и вкус через Интернет, – появляются и другие продвинутые технические средства. Например, компания Adamant Technologies в Сан-Франциско разрабатывает миниатюрный процессор для оцифровки запаха и вкуса. Он может появиться в смартфонах будущего. Для различения ароматов и вкусов система использует около 2000 датчиков. Человеческий нос, для сравнения, использует примерно 400. Система будет определять, когда у человека неприятно пахнет изо рта или когда он слишком много выпил, чтобы садиться за руль. Та же технология сможет оценивать скорость метаболизма человека с помощью измерения параметров дыхания и, используя Интернет вещей, диагностировать туберкулез или меланому или предупреждать о приступе астмы.
Другие исследователи пытаются разобраться, как работают язык и мозг человека, чтобы создать электронные системы, имитирующие способность чувствовать вкус. Используя датчики и рецепторы, которые преобразовывают химические вещества – сахар, жиры, соду, уровень pH и другие вещества и свойства – в осязаемые структуры, они работают над тем, чтобы разобраться, что значит ощущать вкус для машин. В Техасском университете в Остине, например, исследователи разработали несколько датчиков, которые, по сути, служат электронными вкусовыми чипами{28}. Эти датчики различают пять вкусов: кислый, соленый, горький, сладкий и умами (последний обычно считается мерой притягательности или «вкусности»). Эта новая технология находит свое применение в таких сферах, как медицина, биология окружающей среды, химия, производство продуктов питания и напитков.
Надежность первостепенна
Создание практически бесперебойных систем – особенно в таких областях, как транспорт и безопасность – критически важно. Слияние различных цифровых технологий дает зеленый свет таким возможностям, о которых нельзя было и мечтать всего несколько лет назад. Но при этом возникают новые переменные, задачи и опасности. Основу Интернета вещей составляет постоянная и надежная связь человека и машины. По данным фондовой и брокерской компании Raymond James and Associates, количество подключений М – М (за исключением потребительских устройств) вырастет с 1,5 млрд в 2012 г. до более чем 4 млрд в 2017 г. В следующем десятилетии и далее темпы внедрения технологий будут только расти.
Чтобы Интернет вещей приносил надежные и точно прогнозируемые результаты, необходимо создать сеть магистралей, по которым будут идти данные (наподобие городской дорожной сети). При этом все важные данные должны быть зашифрованы и защищены. Если одна система или протокол связи не работает или недоступен в настоящий момент, транспортные средства (в нашем случае – данные) должны уметь обходить заблокированные участки и продолжать движение к месту назначения. В некоторых случаях это означает, что в устройства нужно встраивать несколько систем связи. Следует также локально кешировать данные на устройстве, пока подключение не станет доступным. Коме того, нужно использовать равноправное подключение устройств, что обеспечит поток данных даже в отсутствие подключения к сети.
Следовательно, системные разработчики должны создать такие системы М – М, которые для того, чтобы данные шли сплошным потоком, будут опираться на правильное сочетание проводных и беспроводных протоколов связи. Проводные виды связи будут включать Ethernet, питание, USB, оптоволокно, модемы, последовательные кабели и сетевую платформу LonWorks. Среди беспроводных видов связи – радиочастотные технологии (например, средства ближней бесконтактной связи, Bluetooth, ZigBee и WiFi), а также сотовые и спутниковые системы. В некоторых случаях будет необходимо одновременно использовать несколько технологий и протоколов обмена данными в пределах одного участка пространства или одной среды.
Например, GPS не поможет водителю найти припаркованную на стоянке машину, потому что сигнал не проходит через бетонные и стальные конструкции. То есть требуются дополнительные технологии – сотовые или маяк с пеленгатором. Некоторые системы сейчас работают с технологией Bluetooth, которая позволяет данным поступать через неподключенные или отключенные на данный момент устройства, например, смартфоны и планшеты, до тех пор, пока подключение к Интернету не будет найдено. На этом этапе происходит передача данных целевому приложению или базе данных и их включение в Интернет вещей.
Для работы Интернета вещей также потребуются более совершенные батареи для датчиков и других устройств и систем, включая смартфоны, планшеты и нательную электронику. В конце концов, разряженное устройство бесполезно. Одной из очевидных проблем сегодня является быстрый расход заряда батарей – последним постоянно требуется подзарядка. Однако ученые уже работают над следующим поколением аккумуляторов, которые станут использовать более продвинутые алгоритмы и будут знать, когда устройство используется и когда можно отключить определенные функции. Также разрабатываются технологии зарядки аккумуляторов, которые будут применяться в бесконтактном режиме за счет магнитной индукции и солнечной энергии, движения человека и использования энергии телевизионных сигналов, WiFi и сотовой связи, проходящих поблизости.
Объединение данных
По мере развития цифровой эры, центром вселенной Интернета вещей становится термин «большие данные». Легко понять, почему это происходит. Датчиков, устройств, IT-систем становится все больше, и они генерируют все больше данных. Социальные медиа, потоки сообщений, аудио– и видеоконтент и быстро разрастающийся мир документов делают этот объем еще больше. «Если собрать определенное количество функций и объединить их с помощью правильного программного обеспечения, можно создавать продвинутые средства, которые смогут выполнять любые конкретные задачи», – говорит Майкл Морган, старший аналитик мобильных устройств, приложений и контента в компании ABI Research. «Камеры, микрофоны и датчики могут работать вместе, значительно повышая интеллект устройства. Но важно правильно использовать правильные данные».
C уверенностью можно сказать, что продолжение развития микроэлектроники в течение последующих десятилетий изменит Интернет вещей и большие данные. Самые серьезные проблемы, связанные с включением датчиков в Интернет вещей, касаются не столько разработки новых технических средств (от индикаторных трубок в смартфонах до радиочастотных тегов, распознающих несвежую еду или определяющих концентрацию взрывоопасных веществ в общественных местах), сколько создания умных систем, которые будут собирать данные, мгновенно их сортировать и предоставлять необходимый в данном контексте результат.
Традиционный подход, то есть структурированные базы данных, не всегда отвечает масштабам Интернета вещей. Даже при наличии меток и идентификаторов данных бывает трудно разобраться со всей информацией и найти правильные данные для конкретных обстоятельств. Такие проекты, как «Открытые факты о еде» (Open Food Facts) и «Простой УТК[9]» (Simple UPC), сейчас работают над созданием расширенных баз данных для приложений на смартфонах и других подключенных устройствах, хотя пока они находятся на ранней стадии своего развития. Неструктурированная информация из электронных писем, аудио– и видеофайлы, данные из социальных медиа и т. д. создают еще больше препятствий.
Из этого следует, что существует потребность в сложных алгоритмах и программных кодах, которые помогут разобраться со всеми этими данными. Например, для аэропорта, конечно, крайне нежелательно объявлять о заложенной бомбе, если это впоследствии окажется ложной тревогой. Такой инцидент станет причиной паники и получения травм в результате попыток эвакуировать людей. Тем не менее неожиданный взрыв, разумеется, приведет к куда более серьезным последствиям. Ущерб от взрыва может быть непоправимым, учитывая потенциальные многочисленные травмы и смерти, не говоря уже о сорванных планах путешественников и огромных денежных потерях для индустрии туризма.
Ключом к созданию подключенных систем, работающих в реальном мире, будет контекст. Чтобы строить умные здания, транспортную инфраструктуру, системы безопасности и умные города – с миллионами и миллиардами объектов, IP-адресов и точек формирования данных, – необходимо вывести текущие технологии управления данными на качественно новый уровень.
Ключом к созданию подключенных систем, работающих в реальном мире, будет контекст. Чтобы строить умные здания, транспортную инфраструктуру, системы безопасности и умные города – с миллионами и миллиардами объектов, IP-адресов и точек формирования данных, – необходимо вывести текущие технологии управления данными на качественно новый уровень. Когда миллиарды или триллионы устройств направляют потоки данных на компьютеры, а в разных точках на пути происходит их обработка, концепция сбора, хранения и анализа данных принципиально меняется. Привычные средства обработки и анализа данных не в силах приспособиться к работе с данными таких больших объемов и сложности.
Объединенные облачные сервисы и распределенные вычислительные модели, вероятно, станут частью решения проблемы по мере развития Интернета вещей. Обрабатывая и анализируя данные на различных стадиях цепочки добавления ценности, можно масштабировать ресурсы и использовать их именно в тот момент, когда они нужны. Кроме того, мощности эластичного вычисления (способность устанавливать и разрывать связь с вычислительными ресурсами по требованию в облаке), которые можно получить у все большего количества производителей, позволяют использовать более гибкую модель для выполнения множества функций, связанных с обработкой данных. Во многих случаях они также открывают доступ к экономичным инструментам с открытым исходным кодом, которые упрощают задачу комбинирования различных типов и форматов данных и извлекают полезную информацию о сложных взаимоотношениях и взаимосвязях между ними.
Но даже при использовании сложных моделей вычисления и управления данными дорога к умным городам и прочим умным системам наверняка будет оснащена и другими ограничителями скорости. Например, такими ограничителями может стать необходимость выяснения того, кто является собственником данных; как организации должны подтверждать их точность; какую плату компании будут устанавливать за использование данных; как долго они могут сохранять их у себя; в каком формате должны быть данные, которые требуются многим пользователям в разных отраслях. Потребителям также будет что сказать по поводу приватности данных. Интерфейс прикладных программ (API) и другие инструменты, объединяющие данные, поднимают основные вопросы, связанные с владением информацией и эксплуатационной совместимостью данных.
Когда инженеры, разработчики продукции, программисты и все прочие в конце концов создадут более совершенные модели данных и аналитические системы (нет никаких причин сомневаться, что это случится), в результате мы получим продвинутые системы, которые изменят практически все. Контекстно зависимые сенорные средства, работающие на базе программ и алгоритмов нового поколения, изменят то, как машины работают и как люди смотрят на использование личных электронных устройств. Например, смартфон сможет понять, что его забыли в сумочке или кармане, или что человек бежит, чтобы успеть на самолет, и автоматически изменит настройки, устанавливая нужный уровень громкости вызова и параметры функции «не беспокоить». Также смартфон будет знать, когда человек спит или когда он должен получить сигнал, чтобы не спать. Точно так же датчики, вшитые в одежду, обувь и другие материальные объекты, будут измерять сердцебиение, уровень потоотделения, скорость сжигания калорий и другие показатели. И на основании полученных данных сумеют определить, когда бегуну или велосипедисту нужно выпить воды или съесть энергетический батончик, чтобы сохранить работоспособность на нужном уровне.
Подобные выгоды возможны и в промышленном секторе, и они уже появляются. Например, в Финляндии датчики, встроенные в мусорные баки, сообщают уборочным машинам, когда требуется их забрать. Это сократило расходы на вывоз мусора на 40 %. В Ницце умная система парковки в реальном времени сообщает водителям о наличии свободных мест. Благодаря этой системе трафик уже немного разгрузился и выбросы углекислого газа снизились. Но эти возможности сильно ограничены по сравнению с теми, что открывает нам будущее. Например, благодаря сети автономных транспортных средств гораздо больше машин сможет ездить одновременно, ведь расстояние между автомобилями будет составлять лишь несколько дюймов, при этом риск столкновения будет стремиться к нулю. Система также сможет управлять светофорами и перенаправлять потоки транспорта при изменении условий. В результате мы получаем экономию миллиардов и даже триллионов долларов в год и снижение выбросов выхлопных газов в атмосферу.
В мае 2013 г. в научной статье, опубликованной в издании «Исследования и практические занятия по видам коммуникаций» (Communications Surveys and Tutorials) Института инженеров по электротехнике и электронике, Чарит Перера, Аркадий Заславский и Димитрос Георгакополус{29} писали о том, что контекстно-зависимые вычисления воплощаются в трех видах взаимодействия. Первый – это персонализация, связанная с предпочтениями пользователя и соответствующим реагированием на них системы (например, программирование системы автоматизации дома). Второй – пассивная осведомленность о контексте, когда система следит за окружающей средой и предлагает пользователю соответствующие опции (например, получение купона на скидку при входе в магазин). Третий – активная осведомленность о контексте, когда система непрерывно отслеживает состояние окружающей среды и обстоятельства и действует самостоятельно (например, если система обнаружила утечку газа, она автоматически уведомляет соответствующую службу). Можно ожидать, что, когда Интернет вещей окрепнет, мы увидим все это в реальности, и поток новых приложений стремительно хлынет в нашу жизнь.
Интернет вещей: новая территория
Как и сам Интернет, Интернет вещей, судя по всему, будет похож на лоскутное одеяло технологий, инструментов, систем и подходов, объединенных сетью подключенных объектов и устройств. Общим знаменателем станет потребность в устойчивом информационном обмене и стандартах данных, которые будут сочетаться и смогут принести реальную выгоду. Все разнообразные устройства и системы должны обеспечивать больше удобства благодаря сочетанию доступности, простоты установки, функциональности, эффективного управления электропитанием, высокого уровня гибкости и индивидуализации, совместимости с унаследованным оборудованием и программным обеспечением и другими подключенными устройствами, а также высокого уровня безопасности и защиты конфиденциальности.
В следующей главе мы подробнее остановимся на двух последних пунктах, а также связанных с ними рисках. Вопрос сейчас не в том, повлияет ли Интернет вещей на компании и потребителей, а в том, насколько сильно будет это влияние и какое направление оно получит.
6. Реальность и следствие подключенного мира
Будущее наступает
История развития технологий всегда была наполнена оптимистическими, если не утопическими, ожиданиями более счастливого и более здорового будущего, в котором будет больше возможностей для отдыха и развлечений. Однако с каждой новой волной технологий происходят бессчисленные изменения: одни из них положительны, другие отрицательны, а многие – совершенно непредсказуемы. Ведь практически невозможно предугадать, в какой области определенная разработка повлияет на общество и как она будет взаимодействовать с другими технологиями, социальными системами и факторами.
Интернет вещей – не исключение. Можно не сомневаться, что подключенные устройства и системы повысят уровень автоматизации и удобства использования, а в некоторых случаях и производительность. Интернет вещей также обещает более качественные и дешевые товары и услуги наряду с повышенной безопасностью и большим уровнем знаний. Например, когда производители встраивают датчики в обычные предметы – упаковку пищевых продуктов, одежду, бытовую технику или медицинское оборудование – возникает совершенно другая, и, наверное, лучшая реальность. Вдруг становится возможным быстро и эффективно выявлять дефекты и проблемы и изымать предметы из товарооборота.
Точно так же, когда система в реальном времени подключается к потокам данных и аналитике для определения потребительских предпочтений, структуры покупок и других критериев, производитель или продавец может динамично адаптироваться к изменениям продаж и потребления. И затем корректировать все – от графиков аутсорсинга и производства до ценообразования и сбыта для достижения оптимальных показателей. В итоге возможность подробно анализировать данные изменит каждую отрасль, от транспортных систем и правоохранительных органов до сельского хозяйства и обрабатывающей промышленности.
Только представьте: оснащенная датчиками система орошения упрощает процесс полива и в то же время экономит энергию и средства владельца. Подключившись к Интернету, система использует данные о погоде для настройки интенсивности полива с учетом того, обещают ли синоптики в ближайшее время дождь. А если такая система будет работать по всему городу, это повысит качество прогнозов погоды, решит задачи управления водными ресурсами и снизит расходы на коммунальные услуги. Системы не должны оптимизировать условия независимо друг от друга, они должны объединиться в сеть домов и предприятий… Но что, если хакеры нарушат работу систем и сольют запасы воды? Что, если террористы взломают систему автономного транспорта и расстроят работу всей сети?
Очевидно, что Интернет вещей можно использовать как во благо, так и во вред. Преступники и террористы смогут использовать доступные на рынке дроны для нападений и слежки. Возможность взломать видеокамеру или Google Glass и подсмотреть, чем занимается один человек или целая семья, может выставить частную жизнь на всеобщее обозрение. Внезапно любой документ, оставленный на кухонной стойке или рабочем столе, вдруг оказывается под угрозой. В то же время, что случится, если правительство заблокирует доступ к контенту через электронные книги? В этом мире обычные книги все еще существуют. В электронном они исчезают. Этот вопрос всплыл еще в 2009 г., когда Amazon временно ограничил доступ к роману Джорджа Оруэлла «1984» (какая ирония!) после обсуждения некоторых вопросов с издателем. Копии электронной версии книги внезапно исчезли с устройств Kindle у пользователей по всему миру.
Интернет вещей принесет новые трудности и задачи, касающиеся безопасности, конфиденциальности и вообще нашей жизни в новом цифровом мире. Он определенно станет предметом разногласий и споров в обществе и при этом вызовет новые вопросы по поводу цифровых имущих и неимущих. Более того, Интернет вещей потребует введения новых законов, которые принесут значительные изменения.
Подключение человеческого фактора
Одна из наиболее важных и сложных задач в любых технологиях – это создать такие системы, которые будут достаточно надежны и безопасны. Несмотря на то что здесь отсутствуют риски, связанные с суждением человека, принятием им решений и его невнимательностью, в области технологий существуют иные опасности. На смену потенциальной угрозе небольших происшествий и аварий приходят более масштабные проблемы. Например, в июне 2009 г. в Вашингтоне столкнулись два поезда метро. Причиной аварии, в результате которой погибло девять человек и пострадало 80, предположительно стала неисправность компьютера и неспособность машиниста быстро затормозить вручную.
Эксперты в области человеческого фактора называют это явление «парадоксом автоматизации». По мере того как автоматизированные системы становятся все более надежными и эффективными, повышается вероятность того, что человек, управляющий системой, может «отключиться», целиком полагаясь на машины. Автоматизированные системы становятся все более сложными, и вероятность аварии или сбоя снижается, однако степень тяжести потенциальной опасности во много раз повышается. Дональд Норман, заслуженный профессор приборостроения и вычислительной техники в Северо-Западном университете в Чикаго, один из основателей компании Neilson Norman Group и автор книги «Дизайн вещей будущего»[10], говорит: «Разработчики часто строят догадки и предпринимают действия, опираясь на неполную информацию. Они просто не в состоянии предвидеть, как будут использоваться системы и к каким непредвиденным событиям и последствиям это может привести».
Интернет вещей принесет новые трудности и задачи, касающиеся безопасности, конфиденциальности и вообще нашей жизни в новом цифровом мире. Он определенно станет предметом разногласий и споров в обществе и при этом вызовет новые вопросы по поводу цифровых имущих и неимущих. Более того, Интернет вещей потребует введения новых законов, которые принесут значительные изменения.
Сегодня не нужно далеко ходить за примерами того, как у человека возникают неприятности изза автоматизированных систем. Например, водители порой слепо следуют неправильным указаниям навигационной системы, хотя одного взгляда на дорогу было бы достаточно, чтобы понять, что система допустила ошибку. Случалось, что автомобили падали в обрыв и даже сталкивались со встречным транспортом на полосе одностороннего движения, когда водители вместо того, чтобы думать головой и смотреть по сторонам, полагались на электронику. Более того, исследования показывают, что многие водители неправильно используют некоторые автоматические функции, например, адаптивный круиз-контроль. По словам Нормана, в некоторых случаях автоматические системы подсказывают, что автомобиль должен ехать быстрее на съезде с шоссе, потому что перед ним нет других машин. Если водитель не будет внимателен, может случиться столкновение.
Водители, пилоты и машинисты поездов склонны излишне полагаться на автоматические системы – и расслабляться в том, что касается использования навыков и реакций, чтобы избегать опасных ситуаций. Что еще хуже, иногда сами разработчики при проектировании систем исходят из неправильных предпосылок или неполного набора фактов. Иногда они не до конца понимают то, как люди используют персональные устройства или инструменты, или недооценивают влияние культурных различий. Они могут не заметить, как на рабочие показатели или поведение человека влияет сочетание устройств. Норман, один из ведущих мировых экспертов по промышленному дизайну, утверждает, что логика машины не всегда соответствует тому, что происходит в мозгу человека. «Если вы посмотрите на инциденты с человеческим фактором, вы увидите, что почти во всех случаях они произошли, потому что люди должны были думать и действовать как машины», – предостерегает Норман.
Интернет вещей существенно повышает ставки. Десятки, сотни, тысячи устройств создают множество точек пересечения информации в физическом мире. Кроме того, поскольку устройства и алгоритмы обмениваются информацией, но в силу разных требований разработчиков и компаний отвечают разным стандартам и критериям качества, существует реальный риск возникновения систем, которые не смогут обеспечить желаемый уровень взаимодействия человека и машины. Профессор гуманитарных наук в Университете Гриффита в городе Брисбен в Австралии и автор книги «Что стоит за человеческим фактором» Сидни Деккер объясняет это так: «В любом процессе или деятельности всегда присутствует изрядная доля интуиции человека, а это фактор, который не воспроизведет никакая машина».
История развития технологий изобилует посредственными пользовательскими интерфейсами, мудреными панелями управления и ошибками производительности. Развитие технологий требует времени, настройки, корректировки и работы над ошибками. Поэтому не удивляйтесь, что домашняя автоматика и подключенные устройства существуют в том или ином виде уже более 25 лет. Однако бльшую часть этого времени считалось, что установить систему, которая будет способна эффективно и бесперебойно работать, практически невозможно. Многие потребители, которые начали пользоваться системой домашней автоматизации Х-10 или системами подключения замков и освещения первого поколения, сталкивались с тем, что замысловатый интерфейс и устройства не соответствуют тому, что о них говорилось в рекламе.
Интернет вещей только начинает подходить к критическому порогу практичности и удобству использования. С увеличением вычислительной мощности, повышением мобильности, ростом облачных сервисов и развитием больших данных и аналитики инженеры, разработчики и программисты начали строить такие подключенные системы, которые действительно работают. Многие из них достаточно сложны, чтобы основываться на технологии «включай и используй». Однако Интернет вещей, особенно в сфере промышленного Интернета, должен достичь уровня функциональной надежности, который будет способствовать повышению доверия. Одно дело, если сломается один подключенный автомобиль. Совсем другое, если выйдет из строя целая транспортная система. Последнее приведет к множеству пробок на дорогах и повсеместным столкновениям, а значит, травмам, смертям, всеобщему хаосу и тяжелым последствиям для экономики.
Однако нет ничего невозможного в том, чтобы разработать безотказные системы для медицинской отрасли, сферы транспорта или других областей. За последние 25 лет случаи крушения пассажирских самолетов стали исключительно редки. Конечно, критически важными элементами являются резервирование систем и обучение персонала. Но способность обрабатывать большие данные и создавать компьютерные модели помогает инженерам понимать, какие нагрузки действуют на самолет и как со временем влияют на его конструкции погодные и другие условия. В подключенной системе сложные датчики для измерения вибрации и других нагрузок могут обнаружить признаки износа металла задолго до того, как возникнет опасная ситуация.
В то же время технологии Интернета вещей должны функционировать практически, и все сложности, связанные с его системами, должны поддаваться управлению обществом. Иначе потребители, предприятия и государственные структуры станут отказываться от использования многих из них. Ханна Андерсон, директор исследовательского центра Imagining the Internet Center и соавтор отчета по проекту, реализованному Исследовательским центром Пью («Интернет вещей расцветет к 2025 г.»), указывает на вероятность возникновения определенных трудностей{30}. «Мы будем жить в мире, в котором многие вещи работать не будут, и никто не будет знать, как их починить», – отмечает она. Кроме того, любая новая технология постепенно теряет прелесть новизны. То, что сначала казалось привлекательным и интересным, в конце концов становится обыденным, иногда даже надоедливым и угнетающим. Хорошим примером служит электронная почта, которая для многих уже стала обузой. Сегодня немало пользователей завалены письмами, в которых полно спама и вирусов. Тхнологии движутся вперед, и на экранах компьютеров поселяется все больше новых приложений и инструментов. Передовые операционные системы и программные интерфейсы постепенно становятся все более сложными и неудобными.
История развития технологий изобилует посредственными пользовательскими интерфейсами, мудреными панелями управления и ошибками производительности. Развитие технологий требует времени, настройки, корректировки и работы над ошибками. Поэтому не удивляйтесь, что домашняя автоматика и подключенные устройства существуют в том или ином виде уже более 25 лет. Однако бльшую часть этого времени считалось, что установить систему, которая будет способна эффективно и бесперебойно работать, практически невозможно.
В конечном итоге системы Интернета вещей должны приносить госучреждениям, коммерческим компаниям и потребителям пользу, не создавая при этом никаких сложностей. Они призваны решать проблемы физического мира, не принося при этом новых проблем и не усложняя существующие, такие как преступность или загрязнение окружающей среды. Но самое главное – подключенные устройства должны просто включаться и использоваться – как лампочка или тостер. Они призваны передавать нужные данные и информацию в нужном контексте в нужный момент – причем последние должны быть надежны. Все это требует понимания человеческого поведения и учета безопасности и приватности.
Умные системы, глупые люди?
Один из основных вопросов сейчас таков: не становятся ли люди изза использования умных устройств глупее? Не повлияют ли умные устройства на интеллект человека? Сегодня смартфоны содержат десятки тысяч контактов, GPS-навигаторы ведут нас к месту назначения, не требуя, чтобы мы следили за маршрутом, а браслеты с приложениями отслеживают расход калорий и физические нагрузки так, как было невозможно себе представить еще десять лет назад. Какова же обратная сторона медали? В результате люди не помнят важные номера телефонов; использование карт – это утраченное искусство; и невзирая на беспрецедентную доступность инструментов для фитнеса, ожирение и другие болезни, связанные с неправильным образом жизни, становятся хроническими проблемами. Парадокс в том, что чем больше для нас делают умные устройства, тем меньше мы соприкасаемся с естественной средой, тем меньше следуем своему естественному ритму и, как следствие, меньше упражняем свое тело и мозг.
Психолог и писатель Дуглас Лайл называет это «ловушкой удовольствия». Человеческий мозг, по его словам, естественным образом склоняется к наиболее простому и приятному способу совершения действия. Но самый простой – далеко не всегда самый лучший. Николас Карр, автор книги «Пустышка. Что Интернет делает с нашими мозгами»[11], ставит под сомнение культуру мгновенного получения информации в Интернете, – того, что с появлением Интернета вещей должно ускоряться. «Теперь мой разум считает, что информацию надо воспринимать так, как ее выдает Сеть: в виде стремительного потока частиц. Когда-то я был аквалангистом в море слов. Теперь я скольжу по поверхности, будто на водных лыжах», – писал Карр в 2008 г. в своей статье для The Atlantic Monthly{31}. Хотя исследователи только начинают изучать когнитивное мышление и то, как его формирует и меняет цифровой мир, одно ясно: наш мозг развивается и приспосабливается к новым технологиям. А можем ли мы развить свой интеллект или наши способности померкнут на фоне искусственного интеллекта, нам еще предстоит узнать.
Интернет вещей и цифровой разрыв
Когда в 1990х гг. Интернет начал формироваться, одной из самых серьезных проблем стало наличие цифровых имущих и неимущих. Так называемый цифровой разрыв заключается прежде всего в потенциальном экономическом и социальном неравенстве. На базовом уровне это звучит так: выгоду скорее будут получать те, у кого есть доступ к данным, информации и знаниям. А те, у кого нет цифровых инструментов, включая доступ в Интернет, упускают возможности получения образования, карьерного роста и других аспектов жизни. Интернет, очевидно, только усиливает эти различия.
В эпоху Интернета вещей проблема усугубляется. Хотя от отсутствия подключенного холодильника, автоматически создающего списки покупок, или оснащенной датчиками системы освещения еще никто не умирал, в конечном итоге технологический прогресс может оставить неподключенных людей за бортом. Некоторым будет недоставать базовых инструментов и функционала для упрощения жизни – или придется больше работать, чтобы справляться с обычными делами в повседневной жизни и получать приличную зарплату. Это как в сельском хозяйстве: сравните производительность мотыги и комбайна.
Последствия могут быть весьма значительными. Например, микроскопические подключенные датчики внутри тела и нательные устройства на запястье или одежде будут давать невероятно подробную диагностическую картину. Врачи смогут определять состояние пациента, следить за развитием болезни в реальном времени и назначать оптимальную дозу лекарства. Такие датчики будут на ранней стадии обнаруживать признаки сердечного приступа, инсульта, рака. Все это повышает вероятность того, что человек получит медицинскую помощь прежде, чем случится непоправимое. Очевидно, что «неподключенные к системе» (даже целые страны, где технологии недоступны) не получат всех этих возможностей. Им придется во всем зависеть от более старых и менее эффективных средств.
Похожие проблемы возникают в сфере образования. В настоящее время школы и преподавательский состав только начинают экспериментировать с Интернетом вещей. Но подключенные устройства и системы с радиочастотными метками дают уйму новых возможностей: продвинутые исследования, лабораторные условия, расширенная реальность, а также средства для более эффективного обучения и проведения занятий с использованием оснащенных датчиками планшетов и других устройств. Будут ли цифровые имущие преуспевать за счет цифровых неимущих? Поможет ли технологическая подкованность подниматься выше по карьерной лестнице? Кроме того, некоторые утверждают – например, Марсель Буллинга, писатель и футуролог{32}, – что Интернет вещей ускорит тенденцию потери квалификации. По его прогнозам, «дети будут учить меньше, но получать больше»{33}. В будущем отпадет необходимость в запоминании фактов, потому что информация о них будет доступна в реальном времени.
На пути к нисходящей социальной мобильности?
Одна из главных социальных проблем, связанных с внедрением новых технологий, заключается в постоянном сокращении штатных позиций и рабочих мест. Комплексный научный анализ, проведенный Associated Press в 2013 г., показал, что непрерывный технологический прогресс и растущее число подключенных систем исключают необходимость выполнения множества различных задач вручную{34}. Специалистов по считыванию показаний счетчиков, турагентов, кассиров и менеджеров по обслуживанию клиентов становится все меньше. Согласно отчету Associated Press:
Эксперты, изучающие рынок труда, считают, что бльшая часть исчезнувших должностей уже не вернется и что пропадет и множество других. Более того, нельзя сказать, что эти должности уходят в Китай и другие развивающиеся страны или что работа просто уже не выполняется в заводских условиях. Все больше должностей становятся ненужными в сфере услуг, а это две трети всего рынка труда… Они устаревают в результате появления новых технологий.
Эндрю Макафи, заместитель директора Центра цифрового бизнеса в школе менеджмента MIT Sloan и соавтор электронной книги «Наперегонки с машинами: как цифровая революция ускоряет инновации, повышает производительность и необратимо меняет рынок труда и экономику», отмечает: «Я еще не видел, чтобы за тако небольшой период, как последние семь лет, компьютеры продемонстрировали бы столько навыков и возможностей». В своей книге Макафи приводит данные, примеры и результаты исследований, чтобы показать, что совершенствование технологий ведет к огромному давлению на среднего американского работника, многие из которых остаются за бортом.
Однако не все эксперты в области технологий и экономисты сходятся в мнении по этому вопросу. Многие утверждают, что эти же проблемы возникали при переходе к индустриальной эпохе в конце XIX – начале XX века. Они считают, что в определенной степени штатные перемены и сокращение хоть и болезненный, но здоровый процесс. Однако важно признавать, что по сравнению с Интернетом вещей технологические достижения прошлого – это ничто. По мере того как развиваются технологии самообслуживания, автоматизация набирает обороты, появляются все новые роботы, а нанотехнологии переходят из научной фантастики в научный факт, становится очевидным, что общество подошло к такому переломному моменту, когда человек во многих сферах планирует собственное устаревание.
Несложно представить день, когда рестораны и предприятия быстрого питания заполонят роботы. А покупатели будут брать товары, которые пожелают, и уходить из магазина, не вынимая кошелька, – радиочастотные метки и электронные платежные системы произведут оплату автоматически. Тучи роботов размером с насекомое будут строить здания и добывать полезные ископаемые глубоко под землей. Эти возможности почти безграничны, и среди них есть и такая, мысль о которой отрезвляет: машины создадут некий интеллект, который дополнит и, возможно, даже превзойдет мыслительные способности человека.
Больше всего в исследовании Associated Press беспокоит то, что новые отрасли и технологии не создают новые рабочие места в том темпе, как это было в прошлом, и при этом такое создание не соответствует историческим моделям. Наоборот, в исследовании Associated Press лейтмотивом звучит следующая мысль: «Развитый мир столкнется с безработицей на уровне среднего класса, возникнут социальные противоречия, политика будет способствовать расколу, уровень жизни будет снижаться, а надежды – рушиться».
Цифровые устройства как отвлекающий фактор
Смартфоны стали центром коммуникации. Однако все больше беспокойства вызывает использование устройств в автомобиле, ресторане, а также многих других местах и ситуациях. Конечно, эти устройства меняют природу социального взаимодействия – и многие утверждают, что к худшему. Шерри Теркл, профессор социальных исследований в области науки и техники в Массачусетском технологическом институте и автор книги «Одиночество вместе: почему мы ожидаем от технологий больше, а друг от друга меньше», полагает, что здесь есть серьезные причины для опасений. «Разработчики новых технологий не стесняются говорить о том, что стремятся заменить отношения с людьми отношениями с техническими средствами», – пишет она.
Последствия этого не всегда хороши для человека. Согласно исследованиям, продолжительность концентрации внимания у человека сокращается, и современный мир, пронизанный гиперссылками, создает культуру, в которой требуется моментальный результат. Например, в рамках одного из проектов Исследовательского центра Пью было обнаружено, что, по словам 87 % учителей, в то время, как цифровые инструменты имели «преимущественно положительное» влияние на процесс обучения, эти технологии порождают «легко отвлекающееся поколение с плохой концентрацией внимания»{35}. Более 64 % опрошенных говорят, что современные цифровые технологии «больше отвлекают студентов, чем помогают им в учебе». Согласно другому исследованию, многие люди на рабочем месте значительную часть времени тратят на Facebook и Twitter.
Способности к критическому мышлению также могут снизиться. Патриция Гринфилд, заслуженный профессор психологии Калифорнийского университета и директор Детского цифрового медиацентра в Лос-Анджелесе, обнаружила, что те студенты, которые смотрели краткие сводки новостей CNN и видели на экране только диктора, без бегущей строки внизу, запоминали гораздо больше фактов, нежели те, кто смотрел новости, но отвлекался на бегущую строку, информацию о курсе валют или погоде{36}. В целом исследования указывают на то, что мультизадачность «мешает людям получать глубокое понимание информации», – утверждает Гринфилд.
Неудивительно, что беспокойство вызывают пешеходы и автомобилисты. Примерно треть всех аварий происходит изза того, что водители невнимательны или отвлекаются во время движения, часто на разговор по телефону или набор текстового сообщения. Кроме того, согласно исследованию, проведенному Медицинским центром Бельвью в Нью-Йорке, около 8 % травм пешеходов и велосипедистов в 2008–2011 гг. в Нью-Йорке произошли во время использования электронного устройства, например, мобильного телефона или портативного музыкального плеера{37}. Вопрос в том, будут ли разработчики и инженеры создавать системы телематики для интеграции потенциально сложных процессов и управления ими или эти системы будут отвлекать нас все больше?
Как ни странно, потенциальным решением (по крайней мере, до широкого распространения полностью автоматизированных автомобилей) могут стать технологии анализа выражения лица и Интернет вещей. Автомобиль, шлем велосипедиста или кабину пилота можно оснастить специальными камерами и датчиками, которые будут «высматривать» невнимательных и сонных водителей, определяя частоту моргания, продолжительность закрытия глаз и движения головы.
Опасения по поводу безопасности и конфиденциальности
За последнее десятилетие развитие технологий породило рост опасения по поводу безопасности и конфиденциальности. Утечки данных происходят каждый день, и постоянные потери личной информации приводят к сложным реальным последствиям, таким как рост случаев хищения персональных данных. Правительственные организации и частные компании все чаще подвергаются кибератакам и страдают от кражи данных. Например, исследование Unisys в 2013 г. показало, что 83 % опрошенных американцев серьезно обеспокоены опасностью хищения персональных данных, а 82 % волнует вопрос безопасности кредитных карт. Еще одно исследование, проведенное в 2013 г. Ассоциацией аудита и контроля информационных систем, показало, что 92 % населения обеспокоены по поводу подключенных к Интернету устройств, а 90 % боятся, что их данные в Сети могут похитить{38}.
Эти опасения небезосновательны. Когда создавался Интернет, никто не думал, что в первую очередь он должен быть безопасным, и сейчас специалисты по безопасности играют с кибержуликами и хакерами в кошки-мышки. После каждой новой угрозы и кражи данных специалисты прилагают все силы, чтобы заткнуть очередную брешь. Все это ведет к появлению разнообразных инструментов, подходов и методов, ни один из которых не способен решить задачу сам по себе. Сегодня нужно использовать брандмауэр, средство обнаружения вредоносных программ, средство безопасности оконечного устройства, шифрование, системы управления паролями, средства топологии и мониторинга Сети и т. д.
Читать бесплатно другие книги:
