Iot omadused ja kasutusalad

From ICO wiki

Sissejuhatus

IoT seadmete arv [1]


IoT, eesti keeles kutsutakse seda asjade internetiks (või värkvõrk, nutistu), koosneb seadmetest, mis on võrku ühendatud ja suudavad täita mingit ülesannet, tihtilugu on selleks sensorite abil info ammutamine ja selle interneti teel huvi tundvatele osapooltele edastamine, aga need seadmed võivad olla ka mõne mehhanismi juhiks ja palju muud põnevat. IoT seadmete kasutus on tänaseks päevaks äärmiselt laialdane, seda kasutatakse tööstuses, kodude nutikaks tegemisel, haiglates, ilmavaatluses, liikluse korraldamisel ja see nimekiri pikeneb pea iga päev, siin on piiriks vaid inimese loovus. IoT sünniks peetkse 1990. aastate algust ja esimeseks IoT lahenduseks peetakse enamasti rösterit [2] , joogimasinat [3] või kohvikannu [4], sõltuvalt hindaja kriteeriumitest. Samas pole välistatud, et see on hoopiski mõni muu vähemtuntud lahendus. Kui esimesed IoT lahendsed olid kõik kaabliga ühenduses, siis kaablita IoT lahendused on tuult tiibadesse saanud mobiilse interneti arenguga, kuna enam ei pea iga seade kaabli otsas olema ning tänu latentsusaja vähenemisele võrkudes saab lahendusi kasutada ka aina ajakriitilisemates valdkondades ning vastupidistes valdkondades, kus kiiret pole kuhugi ja eesmärk on saata andmeid harva ning võimalikult kuluefektiivselt on arendatud uusi meetodeid nagu näiteks madalatel sagedustel töötav kitsaribaline NB-IoT. Lisaks mobiilsete võrkude arengule on tuult tiibadesse andnud ka IPv6 tulek ja pidev transistorite mõõtmete vähenemine. Esimesed IoT lahendused olid oma olemuselt lihtsakoelised ja tihtilugu seotud börsihindade või ilma raporteerimisega. Mõni võiks öelda lausa, et need leiutised olid tehtud asjaarmastajate poolt teistele asjaarmastajatele ning neil ei olnudki suurt väärtust. Terminit IoT kasutati avalikkuse ees esimest korda aastal 1999. [5]

IoT omadused

IoT ohud

IoT kasutamisega tekivad koheselt ka mitmed turvariskid. Näiteks lihtsa koduse lambiga ei kaasne endaga tehnilisi turvariske, aga kui see lamp ühenada äpi ja internetiga on lood sootuks teised. Tihti ei mõelda sellele, et nutikate lahendustega antakse ära väga palju vabadust ning enamikel meist ei ole nii palju oskusi, et need vabadused endale tagasi krabada. [6] Ma ei saa eeldada, et kõik inimesed, kellel on võimekus meie seadmetele ligipääs luua, on nii eetilised nagu pseudonüümi WhiteHoodHacker kandev küberturbespetsialist Minh Duong, kes enda kooli seadmed üle võttis ja koolikaaslastele noorte seas populaarset videot mängis. [7] IoT tormilise arengu juures peetakse selle valdkonna suurimaks murekohaks turvalisuse tagamist. Võrku ühedatavate seadmete arv üha kerkib ja nende kõigi turvamine on praegusel IoT maastikul töötavate ettevõtete üks põhilise muresid ning seda tuuakse välja paljude IoT startup'ide põrumise põhjusena.

IoT seadmetel on paljude teiste tehnoloogiatega võrreldes üks omanäoline probleem. Nimelt IoT ettevõtte pankrotistumisega võib kaasneda IoT seadme töö lakkamine. Paljud teenused on üles ehitatud nii, et IoT seade suhtleb teenusepakkuja serveriga ja saab sealt mingid juhised, mis on tulnud kliendi äpist. Sellise ülesehituse puhul on ettevõtte serveri sulgemisega ka IoT seadme maha kanda, sest enamik kasutajatest ei ole võimelised seadmeid ümber konfigureerima ja muul moel neile käske ette söötma, seega võib varajases staadiumis IoT teenuseid pakkuvate firmade usaldamine olla teiste valdkondadega võrreldes riskantsem. [8]


IoT sotsiaalsed ja eetilised aspektid

George Orwell kirjeldas enda raamatus "1984" [9] elu, kus inimese kodus on seadmed, mille kaudu teda pealt kuulatakse ja jälgitakse ning hea õnne korral võis ta enda kodus leida vaid ühe nurgakese, kus leidus veidi privaatsust ning inimese jälgimine polnud võimalik. Paljude jaoks tähendab IoT meie kodudes ja avalikus ruumis midagi sarnast. Mõni peab selliseid inimesi paniköörideks, mõni võtab neid hirme tõsiselt. Ei saa öelda, et need hirmud oleks alusetud, kuna on teada juhtumeid, kus inimeste õigus privaatsusele on tänu IoT seadmele neilt ära võetud. [10] [11] Enamasti on probleemi algeks olnud nõrkade paroolide või vaikimisi kasutajatunnuste ja paroolide kasutamine, aga esineb ka tõsisemaid probleeme, mille lahendamiseks peab sekkuma teenusepakkuja ning parandama turvaauke. [12] Tihti tõstatakse ka küsimus, kes ikkagi saavad meie IoT seadmete infole ligi ja kas me peaks enda kohta infot nii suurel määral jagama kõigest mugavuse nimel.


IoT kasutusalad

Nutikas linn [13]


IoT seadmeid on maailmas hetkel 30 miljardi suurusjärgus ning prognoositakse, et 2025. aastaks tõuseb see number 75 miljardini. IoT seadmetest 40% on kasutuses tootmises, 30% tervishoiusüsteemis, 8% jakaubanduses, 8% turvateenuste lahendustes, 4% transpordi valdkonnas. Ehk siis põhiline osa IoT lahendustest on kasutusel suurettevõtetes ja lõppkliendi lahendused, nagu näiteks targa kodu seadmed, hõlmavad turust vaid väikese osa. Samas peetakse erakliendi koduseid lahendusi üheks oluliseks turuks, mille jaoks luuakse aina rohkem lahendusi. Inimeste kodudes on mitmeid elemente, mida soovitakse automatiseerida - temperatuuri näidikud ja küttesüsteemid, kliimaseadmed, kõlarid, muusika- ja videosüsteemid, erinevad valgustuse elemendid, turvaseadmed, loomade ja laste jälgimiseks mõledud lahendused ning kasvõi aknad [14], pea kõikjale saab luua mõne praegusest nutikama lahenduse.


Infrastruktuur

Asjade internet on väga väärtuslik tööriist ka infrastruktuuri monitooringul ja juhtimisel. Sinna alla võivad kuuluda nii füüsilised objektid nagu raudteed, avanevad sillad, valgusfoorid ning ka tuulefarmid, mis on võrguühenduse toel kaugelt kontrollitavad. Oluline on tagada vajaduspõhine kasutus vältimaks liigseid kulutusi ning parandada elanike elukvaliteeti. Peale füüsiliste komponentide, aitab digitaliseerimine muuta efektiivsemaks ka organisatsioonide toimimist, pakkudes lihtsamini kättesaadavaid teenuseid. IoT pakub ka suuremõõtmelisi lahendusi nagu nutikas linn. Hea näide nutikast linnast on Koreas asuv Songdo[15], mis on rajatud eesmärgiga luua võimalikult efektiivselt toimiv linn tehnoloogia toel. Tänavad on varustatud sensoritega, mis mõõdavad energiakulu ning liiklusvoogu. Hooned on samuti Songdos nutikad ja telefonist juhitavad ning isegi prügivedu ja sorteerimine toimub automaatselt masinate abil. IoT pakub ka suuremõõtmelisi lahendusi nagu nutikas linn. Hea näide nutikast linnast on Koreas asuv Songdo[16], mis on rajatud eesmärgiga luua võimalikult efektiivselt toimiv linn tehnoloogia toel. Tänavad on varustatud sensoritega, mis mõõdavad energiakulu ning liiklusvoogu. Hooned on samuti Songdos nutikad ja telefonist juhitavad ning isegi prügivedu ja sorteerimine toimub automaatselt masinate abil.

IoT Tööstuses

Tööstus 4.0 [17]


Asjade internet tõi tööstusesse neljanda revolutsiooni [18]. Kui kolmanda revolutsiooni märksõna oli automatiseerimine ning kasutusele võeti kontrollerid (Programmable Logic Controllers) koos infotehnoloogiaga, võimaldab asjade internet seda kõike efektiivsemalt ära kasutada, kogudes hulgaliselt rohkem andmeid ning vähendades tootmisprotsessides inimelementi.

Uue ajastu tootmises on masinad ja infosüsteemid omavahel ühendatavad ja võimelised teineteisega infot vahetama. Autonoomsuse suurendamiseks viiakse nutikad elemendid sisse madalaimale praktilisele tasemele ning andmete kogumine koos analüüsiga toimub reaalajas. Peale selle lubab massiline anduritelt info kogumine luua virtuaalse tehase, kus muudatusi testida ilma tootmise peatamiseta. Virtuaalkeskkonda võib kasutada ka personali koolitamiseks. Lisaks põhjalikule ülevaatele protsessidest ja optimeerimisele, võimaldavad andurid koguda ka infot kasutatavate masinate kohta õigeaegseteks hooldustöödeks, vältimaks masinarikkeid ja peatusi töös. Kuna töödeldavate andmete mahud ja seadmete hulk on suured, ei suuda tsentraliseeritud süsteem seda kõike piisava kvaliteediga tagada ning mängu tuleb servtöötlus. Teenused ja andmed tuuakse füüsiliste komponentide juurde, mis võimaldab esmase töötluse läbi viia kohalikult ning edastada pilve vaid olulist infot.

Tervisehoid ja Meditsiin

Nutitablett [19]

IoT tervishoiusüsteemis lahendab mitmeid probleeme nii patsientide kui ka meditsiinitöötajate jaoks. Üheks suurimaks eeliseks on järjepidev terviseandmete kogumine ka väljaspool meditsiiniasutust, näiteks aktiivsusmonitori või nutikella abil [20]. Südame töö, une kvaliteedi ning kehalise aktiivsuse jälgimine võib ennetada krooniliste haiguste teket ja õigeaegset terviseprobleemidele reageerimist. Samuti on võimalik diabeetikutel paigaldada naha alla sensor, mis koos transmitteriga edastab veresuhkru näite nutiseadmesse ning teavitada kui see normi piiridest väljub. Terviseandmeid saab monitoorida seestpoolt biosensoriga varustatud nutitableti[21] abil, mis mõõdab patsiendi seedeelundkonnas ph taset, rõhku ja temperatuuri.

Meditsiinipersonali jaoks tähendab see samuti võitu kuna patsientide jälgimiseks ei pea olema füüsiliselt kohal, vaid saab ka jälgida kaugelt. Põhjalikult kogutud andmete puhul muutub diagnoosi panemine kiiremaks, mis võimaldab ravi efektiivsemalt juhtida. Lisaks terviseandmetele lubavad IoT vahendid monitoorida ka meditsiiniasutuse inventari, patsiente ja personali, mis on nakkushaiguse puhangu korral abiks tuvastamisel kes kellega kokku on puutunud.

Militaar IoT

Lahinguvälja asjade internet [22]


Lahinguvälja asjade internet on hetkel vähekasutatav ning suuresti veel arendusjärgus IoT valdkond, kuid oma potentsiaali tõttu on see arvatavasti sõjapidamise tulevik. Eesmärk on siduda kaitseväelane, lahingmasinad ning baasid ühtsesse võrgustikku pakkudes selgemat olukorrateadlikkust, paremat riskide hindamist ning kiiremat reageerimist lahinguväljal [23]. Uue ajastu võitleja on varustatud sensoritega mis tajuvad hingamist ja pulssi, et jälgida tema füüsilist ja vaimset olukorda. Veel on varustuses taktikaline nutikell, nutikad prillid ja kommunikatsioonivahend. Sõduriga koos töötavad veel lahingmasinad, droonid ja kopterid, mis on samuti varustatud antennide ja sensoritega ja vahetavad teineteisega infot. Läbi selle saab anda operatiivseid juhiseid efektiivsemaks taktikaliseks planeerimiseks ning vältida teadmatusest tulenevaid vigu ja õnnetusi. Kuna töödeldavate andmete mahud ja seadmete hulk on suured, ei kannataks pilv seda koormust välja, siis on oluline osa servtöötlusel. Osa andmeid analüüsitakse juba kohalikul tasandil ning pilve edastakse vaid olulist.

Kasutatud materjal

  1. https://research.aimultiple.com/wp-content/uploads/2021/05/Statista-image-Iot-800x594.png
  2. https://www.cs.cmu.edu/~coke/history_long.txt
  3. https://www.cl.cam.ac.uk/coffee/qsf/timeline.html
  4. https://www.livinginternet.com/i/ia_myths_toast.htm
  5. https://blog.avast.com/kevin-ashton-named-the-internet-of-things
  6. https://puri.sm/posts/the-s-in-iot-is-for-security/
  7. https://whitehoodhacker.net/posts/2021-10-04-the-big-rick
  8. https://medium.com/@virgil.utopia/the-silent-extinction-of-iot-startups-767c08773c9a
  9. https://www.forbes.com/sites/kalevleetaru/2019/05/06/as-orwells-1984-turns-70-it-predicted-much-of-todays-surveillance-society/?sh=3322ca2911de
  10. https://www.bbc.com/news/technology-51281476
  11. https://www.theguardian.com/technology/2020/dec/23/amazon-ring-camera-hack-lawsuit-threats
  12. https://money.cnn.com/2017/01/09/technology/fda-st-jude-cardiac-hack/
  13. https://en.wikipedia.org/wiki/File:Clean_mobility_instead_of_dirty_traffic.jpg
  14. https://view.com/product/how-it-works
  15. https://www.archdaily.com/962924/building-a-city-from-scratch-the-story-of-songdo-korea
  16. https://www.archdaily.com/962924/building-a-city-from-scratch-the-story-of-songdo-korea
  17. https://www.iiot-world.com/industrial-iot/connected-industry/iic-industrial-iot-reference-architecture/
  18. https://www.smartindustry.com/blog/smart-industry-connect/from-germany-to-the-world-industry-4-0/
  19. http://www.gacsonline.com/smartpill-2/
  20. https://healthtechmagazine.net/article/2020/01/how-internet-medical-things-impacting-healthcare-perfcon
  21. https://www.medtronic.com/covidien/en-us/products/motility-testing/smartpill-motility-testing-system.html
  22. https://www.computer.org/publications/tech-news/research/internet-of-military-battlefield-things-iomt-iobt
  23. https://www.computer.org/publications/tech-news/research/internet-of-military-battlefield-things-iomt-iobt