„Zimna piwnica” – wystawa z okazji 20-lecia Pracowni Grafiki Artystycznej PJATK
Internet rzeczy od dawna jest częścią naszej codzienności – działa w zegarku mierzącym tętno, termostacie reagującym na obecność domowników, samochodzie analizującym parametry jazdy czy systemie monitorującym zużycie energii w budynku. IoT (z ang. Internet of Things) nie jest więc pojedynczą aplikacją ani konkretnym urządzeniem. To raczej fascynujący sposób łączenia świata fizycznego z cyfrowym.
Internet rzeczy – co to?
Najprościej rzecz ujmując, pojęcie internetu rzeczy można sprowadzić do sieci urządzeń, które zbierają dane, komunikują się ze sobą lub z systemami informatycznymi i na tej podstawie wykonują określone działania.
W szerszym ujęciu IoT należy jednak rozpatrywać jako rozbudowany ekosystem sprzętu, oprogramowania, łączności i danych. To właśnie dzięki niemu przedmioty wokół nas mogą działać bardziej autonomicznie, precyzyjnie i w ścisłym kontekście swojego otoczenia.
Jak działa internet rzeczy?
Każdy system IoT zaczyna się od urządzenia. Może to być prosty czujnik temperatury, kamera, opaska sportowa, licznik energii, moduł GPS, maszyna przemysłowa czy inteligentny sprzęt AGD. Urządzenia te na bieżąco zbierają informacje, takie jak: ruch, wilgotność, lokalizacja, poziom hałasu, stan techniczny podzespołów, zużycie prądu czy inne parametry niezbędne do działania systemu.
Same dane jednak nie wystarczą. Potrzebna jest jeszcze komunikacja, czyli skuteczny sposób przesyłania informacji do kolejnych elementów architektury. W zależności od projektu wykorzystuje się sieci Wi-Fi, Bluetooth, łączność komórkową, sieci przemysłowe lub specjalistyczne standardy dla urządzeń energooszczędnych. Następnie dane trafiają do odpowiedniej aplikacji, platformy analitycznej lub środowiska chmurowego. Tam można je porządkować, analizować i wykorzystywać do podejmowania konkretnych decyzji.
Właśnie dlatego IoT tak często i naturalnie łączy się z chmurą obliczeniową (modelem dostarczania zasobów informatycznych – w tym mocy obliczeniowej, przestrzeni dyskowej i oprogramowania – przez internet). W przypadku internetu rzeczy chmura pełni rolę potężnego zaplecza, które przechowuje dane z tysięcy mniejszych urządzeń, przetwarza je i na bieżąco udostępnia użytkownikom w wygodnych aplikacjach lub panelach administracyjnych.
Internet rzeczy przykłady, które pokazują skalę zjawiska
Najłatwiej zrozumieć internet rzeczy na żywych przykładach, ponieważ IoT niezwykle rzadko występuje pod własną nazwą na sklepowej etykiecie produktu. Użytkownik widzi przede wszystkim wygodną funkcję: automatyczne włączanie światła, zdalny odczyt licznika, powiadomienie o awarii, płatność zegarkiem czy aplikację monitorującą jakość snu. Za tymi wszystkimi ułatwieniami stoi jednak ten sam uniwersalny mechanizm – urządzenie rejestruje dane, błyskawicznie przekazuje je dalej, a system reaguje według zaprojektowanej logiki.
W inteligentnym domu (smart home) urządzenia potrafią samodzielnie zarządzać ogrzewaniem, oświetleniem, bezpieczeństwem i zużyciem energii. Z kolei w medycynie nowoczesne czujniki wspierają zdalne monitorowanie parametrów pacjenta, umożliwiając lekarzom szybsze reagowanie na niepokojące zmiany. W logistyce zaawansowane nadajniki pomagają śledzić całe procesy transportowe, kontrolując temperaturę ładunku i dokładną lokalizację przesyłek. Przemysłowe IoT pozwala natomiast na ciągłą obserwację pracy maszyn, wykrywanie nietypowych drgań, planowanie prac serwisowych i drastyczne ograniczanie kosztownych przestojów.
Lista zastosowań wydaje się nie mieć końca, jednak w ostatecznym rozrachunku najważniejsza nie jest sama liczba gadżetów. Prawdziwie istotne jest to, że internet rzeczy przesuwa informatykę bliżej rzeczywistości materialnej. Zapisany kod przestaje działać wyłącznie na ekranie komputera lub smartfona – zaczyna realnie wpływać na temperaturę w pomieszczeniu, płynność ruchu pojazdów, wydajność całej fabryki, sprawną organizację miasta, a nawet na bezpieczeństwo krytycznej infrastruktury.
Dlaczego IoT potrzebuje dobrego projektowania?
Im więcej urządzeń decydujemy się podłączyć do sieci, tym większego znaczenia nabiera ścisłe, inżynierskie podejście do projektowania systemów. Wdrożenie IoT nie polega po prostu na dodaniu modułu Wi-Fi do pierwszego lepszego przedmiotu. Należy bardzo dokładnie przemyśleć, jakie dane są nam naprawdę potrzebne, jak często powinny być zbierane, w jaki sposób będą przechowywane, kto otrzyma do nich dostęp i co dokładnie się stanie w razie nagłej awarii połączenia.
Ogromnym wyzwaniem technologicznym pozostaje bezpieczeństwo. Zwykła kamera, mały czujnik czy sterownik przemysłowy mogą nieoczekiwanie stać się najsłabszym punktem całej infrastruktury, o ile nie zostaną profesjonalnie zabezpieczone. Z tego powodu projektowanie rozwiązań IoT wymaga kompleksowej wiedzy o sieciach komputerowych, systemach rozproszonych, bazach danych, programowaniu i kryptografii, a także o wnikliwym testowaniu i analizie ryzyka.
Ogromne znaczenie ma również dbałość o prywatność, zwłaszcza że inteligentne urządzenia na co dzień funkcjonują bardzo blisko użytkownika – w jego sypialni, samochodzie, w miejscu pracy, a nierzadko wręcz bezpośrednio na ciele. Gromadzone przez nie informacje mogą bardzo dużo powiedzieć o naszych nawykach, codziennej rutynie czy ukrytych problemach ze zdrowiem. Odpowiedzialnie zaprojektowany system IoT powinien zatem minimalizować zakres zbieranych danych, transparentnie określać cel ich przetwarzania oraz bezwzględnie zapewniać użytkownikowi pełną kontrolę nad tym, co się z nimi dzieje.
Od danych do decyzji
IoT nabiera prawdziwej, biznesowej wartości dopiero wtedy, gdy z szumu danych potrafimy wyciągnąć praktyczne wnioski. Pojedynczy, oderwany od kontekstu odczyt temperatury czy wilgotności zwykle niewiele zmienia. Dopiero stała obserwacja trendów, zestawianie informacji płynących z wielu urządzeń oraz wczesne wykrywanie anomalii pozwalają na tworzenie systemów, które proaktywnie przewidują problemy, zamiast z opóźnieniem je rejestrować.
Przykładowo: inteligentny budynek nie tylko wskaże zużycie prądu, ale samodzielnie dopasuje ogrzewanie i wentylację do realnego obłożenia pomieszczeń. Innowacyjny zakład produkcyjny nie poprzestanie na monitorowaniu działania maszyn, lecz automatycznie zaplanuje ich konserwację dokładnie wtedy, gdy dane zasygnalizują rosnące ryzyko usterki. Z kolei inteligentne miasto (smart city) nie tylko zbierze statystyki o ruchu ulicznym, ale wykorzysta je, by dynamicznie zarządzać cyklami sygnalizacji świetlnej czy całą siecią transportu publicznego.
To właśnie w tym miejscu internet rzeczy tak mocno splata się z analityką danych (Data science) i sztuczną inteligencją (AI). Setki czujników dostarczają surowe sygnały ze świata fizycznego, podczas gdy wyuczone algorytmy pomagają odróżnić naturalną rynkową zmienność od sytuacji awaryjnej, wymagającej natychmiastowej reakcji. Nic więc dziwnego, że rozwój internetu rzeczy angażuje dzisiaj nie tylko wąskie grono producentów sprzętu, ale przede wszystkim tysiące programistów, analityków, specjalistów od rozwiązań chmurowych, utalentowanych projektantów i inżynierów bezpieczeństwa.
Jakie kompetencje są potrzebne w świecie IoT?
Współczesny specjalista pracujący w branży IoT musi płynnie poruszać się zarówno w świecie sprzętu (hardware), jak i oprogramowania (software). Niezbędna jest rozległa wiedza z zakresu działania sieci, protokołów komunikacyjnych, administracji bazami danych, systemów operacyjnych, tworzenia i utrzymania aplikacji oraz cyberbezpieczeństwa. Gdy projekt zyskuje na skali i stopniu zaawansowania, do tej listy dochodzą jeszcze elementy uczenia maszynowego (machine learning), automatyki przemysłowej, robotyki oraz głębokiej integracji nowoczesnych systemów chmurowych.
Kierunek Informatyka w PJATK pozwala na kompleksowe zdobycie wszystkich wyżej wymienionych kompetencji. W programie naszych studiów kładziemy szczególny nacisk na praktykę, pracę z najnowszymi projektami oraz codzienne mierzenie się z rzeczywistymi wyzwaniami świata IT. Program obejmuje m.in. nowoczesne metody tworzenia aplikacji, architekturę systemów rozproszonych i przetwarzanie wielkich zbiorów danych, czyli dokładnie te obszary wiedzy, bez których skuteczne wdrożenia projektów IoT nie mają szans na sukces.
Warto też wyraźnie zaznaczyć, że dzisiaj internet rzeczy nie jest już wyłącznie domeną jednej, wyizolowanej specjalizacji. Przy tworzeniu udanego rynkowego rozwiązania spotykają się ze sobą pasjonaci od elektroniki, backendu, aplikacji mobilnych, UX, bezpieczeństwa systemów IT, administracji chmurą, analityki oraz kompleksowego zarządzania produktem. Wniosek nasuwa się więc sam, im bardziej złożony jest system, nad którym pracujemy, tym ogromniejsze znaczenie ma klarowna komunikacja w zespole oraz rzadka umiejętność spoglądania na cały projekt jednocześnie z potrójnej perspektywy – codziennego użytkownika, zaplecza infrastruktury i celów biznesowych.
Internet rzeczy a przyszłość technologii
Dynamiczny rozwój IoT dobitnie pokazuje, iż kolejnym, nieuniknionym etapem światowej cyfryzacji wcale nie jest już tylko proste przenoszenie kolejnych tradycyjnych usług do internetu. Obecnie głównym celem wyścigu zbrojeń IT jest projektowanie inteligentnych, zaufanych środowisk, w których to realny świat za sprawą ogromnych ilości danych sam i w pełni płynnie zasila nasze systemy informatyczne. Za sprawą takich technologii współczesny świat jest w stanie coraz szybciej reagować na nagłe globalne zmiany, z powodzeniem automatyzować najbardziej żmudne i powtarzalne ludzkie zadania oraz realnie pomagać nam wszystkim w podejmowaniu znacznie celniejszych, optymalnych życiowych i rynkowych decyzji.
Pamiętajmy jednak, że nie oznacza to wcale konieczności sztucznego robienia z każdego drobnego i trywialnego domowego przedmiotu wynalazku na miarę miana “inteligentnego urządzenia”. Dobre, rozsądne rozwiązanie branży IoT powinno mieć swój wyraźny biznesowy i ludzki sens, rozwiązywać nasz konkretny, palący na co dzień problem, oszczędzać realnie nasz czas, zwiększać powszechne fizyczne i cyfrowe bezpieczeństwo czy chociażby ograniczać domowe koszty i widocznie poprawiać ogólną jakość ludzkiego życia. Samo prozaiczne doklejenie i podłączenie sieciowego modułu do zwykłego domowego urządzenia absolutnie nie jest żadną rewolucyjną innowacją. Prawdziwa i trwała rynkowa innowacja to dopiero zaprojektowanie stabilnie i bezpiecznie działającego systemu cyfrowego, który wnosi pożądaną, wyczekiwaną przez wielu realną rynkową wartość.
Dlatego internet rzeczy warto traktować jako jeden z najważniejszych kierunków rozwoju współczesnej informatyki. Łączy programowanie, sieci, chmurę, analizę danych i projektowanie urządzeń w jeden spójny ekosystem. A ponieważ coraz więcej obszarów życia i gospodarki opiera się na danych, rola specjalistów potrafiących tworzyć i zabezpieczać takie systemy będzie tylko rosnąć.
Zobacz inne aktualności
Premiera książki dr hab. Jaśminy Wójcik, prof. PJATK
Agenci AI – co to i jak działa? Przykłady zastosowań
