A Internet das Coisas (IoT) – a revolução silenciosa


Internet of Things IoTA comunicação de dados está cada vez mais por todo o lado, e isso já não nos espanta. Os smartphones, tablets, SmartTV’s, a internet nos carros ,o media digital, o WiFi acessível em qualquer lugar … tudo isso faz já parte do nosso quotidiano. Mas uma revolução surda passa-se nos bastidores: é a “internet das coisas”!

Cada vez mais objectos do quotidiano contém sistemas de comando digitais, com micro-controladores, micro-processadores, memória, armazenamento, e capacidade de interacção com o meio através de sensores e actuadores de variados tipos.

Connected Car IoTSe é para todos claro que o telemóvel que têm no bolso é possivelmente mais potente que os computadores de secretária da geração anterior, ou se todos temos uma ideia de que um simples televisor tem, hoje em dia, mais capacidade que todo o sistema que colocou o homem na Lua, ou até que qualquer automóvel moderno contém mais poder de computação que todos os sistemas informáticos a bordo do Space Shuttle, já não será tão claro para a maioria de nós nem a quantidade de software que neles está instalado, nem a capacidade de comunicação de dados através de rede, para que estão habilitados. E o imenso leque de possibilidades que esse facto abre. E isso faz toda a diferença!

A Internet das Coisas mais não é que um novo nome para algo que está já a acontecer, quando os objectos do quotidiano passam a estar ligados a uma rede, como a internet, e a trocar dados entre si, como quando conseguimos ter no smartphone acesso ao nosso televisor, ou uma app que informa quem ficou em casa, e nos espera para jantar, da nossa localização actual, ou ainda quando no portátil podemos marcar a hora a que queremos que o sistema de rega se ligue ou desligue.

Segundo o  Gartner Group, haverá mais de 8.4 biliões de aparelhos conectados em 2017 (um aumento de 30% em relação a 2016) e mais de 20 biliões até 2020, contribuindo para a gestão da infraestrutura de cidades, monitorização do meio-ambiente, entre milhares de outras aplicações

em Internet das Coisas: A Conectividade de Tudo e de Todos

IoT Internet das Coisas - Numero de dispositivos ligados em rede no mundoTudo isto parece já banal mas, quando todos os objectos do nosso quotidiano e os sistemas com os quais interagimos, desde a iluminação ou o aquecimento de nossa casa, o automóvel em que nos transportamos, as portas por onde passamos, o sistema informático da nossa empresa, tal como o de casa, o equipamento da fábrica em que trabalhamos, ou as lojas de gastamos, todos passarem a interagir entre si, então sim, a nossa vida muda. E muda de um modo revolucionário!

Mas não só a nossa vida mudará: mudará também o mundo, a sociedade, a cidade, a nossa casa ou empresa, a economia… e o modo como nos vemos e como nos vemos no mundo.

Modern cars, for instance, already have hundreds of sensors and multiple computers connected over an internal network. And that’s just one example of the 6.4 billion connected “things” in use worldwide this year, according to research by Gartner Inc. DHL and Cisco Systems offer even higher estimates—their 2015 Trend Report sets the current number of connected devices at about 15 billion, amidst industry expectations that the tally will increase to 50 billion by 2020.

(Sanjay Sarma, MIT, em The Internet of Things: Roadmap to a Connected World)

O surgimento do conceito

O conceito surge parcialmente em 1982, num passado hoje já quase “remoto”, no Instituto de Tecnologia de Massachusetts MIT, primeiro com a procura conceptual de uma forma de identificar de forma única cada objecto existente no mundo, através de tecnologias como o Wireless Sensor Networks ou o RFID (Identificação por Rádio Frequência, ou os conhecidos “chips” de identificação de animais ou etiquetas electrónicas de identificação de produtos) e a sua comunicação com bases de dados onde registariam a sua existência, localização, estado, etc.. Rapidamente esta investigação entronca noutras que abrangem precisamente as investigações de “sistemas embebidos” (embeded systems – ou seja sistemas digitais embebidos nos objectos comuns, como veículos, máquinas e equipamento, etc.), inteligência artificial, comunicação de dados, e nos desenvolvimentos da própria internet.

IoT, Arduino e o controlo remoto de lâmpadasPorém, a verdadeira explosão do conceito deve-se a outros factores adicionais: em primeiro lugar a generalização dos sistemas digitais cada vez com mais capacidade de processamento e de comunicação, de forma ubiqua, em cada vez mais objectos do quotidiano, depois os desenvolvimentos na inteligência artificial e a sua interacção com sistemas de sensores em tempo real, e finalmente ao surgimento de inúmeros desenvolvimentos que permitiram que estes mesmos sistemas se tenham tornado cada vez mais baratos, acessíveis, disponíveis, aplicados até pelo amador (veja-se por exemplo o caso Arduino ou Raspberry PI, que hoje se conseguem por valores da ordem das duas ou três dezena de euros e permitem a qualquer amador conceber um qualquer sistema de controlo de um objecto, um sistema de comunicação para esse mesmo objecto, que o coloca na internet e acessível do smartphone, ou mesmo conceber um conjunto de sensores e actuadores que automatizando o objecto, pode também fornecer esses dados).

Mas, por fim, o factor realmente decisivo, foi a formalização do conceito de IoT, como um sistema de todos os objectos do quotidiano ligados em rede, disponibilizando dados e falando interactivamente entre si!

Como mudarão as nossas vidas?

Muda de muitas maneiras!

The IoT is ultimately bound to affect almost every aspect of daily life. In fact, I encourage you to try to figure out where the IoT will not be. But how “smart” is it to let the IoT pervade everything in our lives, without active and purposeful design?

(Sanjay Sarma, em The Internet of Things: Roadmap to a Connected World)

Internet das Coisas IoT - Casa Inteligente e comando e monitorização remoto da casaEm primeiro lugar aquilo que hoje já sentimos: a capacidade de remota e digitalmente comandarmos aspectos do quotidiano.

Depois porque objectos mais inteligentes, e que podem falar entre si, podem também criar sistemas mais inteligentes: imaginemos que os equipamentos domésticos podem conversar entre si e com a rede eléctrica por forma a optimizarem as suas actuações, os consumos e os períodos em que ocorrem,  e ainda assim responderem aos nossos requisitos e constrangimentos. Como terceira vertente pensemos como teremos a Firgorífico ligado à Internet das Coisasvida facilitada se a nossa máquina de lavar tratar de informar a assistência técnica de que a bomba da água avariou, o nosso frigorífico tratar de fazer a encomenda de iogurtes e de legumes, ou se o nosso televisor nos informar que o bolo que estava no forno já está pronto! Ou tudo isto e muito mais…

E também as cidades sofrerão impactos imensos, ainda hoje difíceis de prever. Uma ideia inicial é a de que os sistemas de transporte se modificarão rápidamente.

Veículo de condução autónomaPor exemplo, os sistemas de semáforos, um sistema concebido para carruagens de cavalos, são hoje um sistema profundamente ineficaz, principalmente quando um número crescente dos automóveis são já capazes de conhecer o transito e obstáculos à sua volta, evitar activamente os engarrafamentos, os obstáculos, comunicar permanentemente com os sistemas de controlo de trânsito e em geral com a internet, mas principalmente, é já possível que funcionem autonomamente  e sem condutor. Assim sendo, a eficiência do sistemas de controlo de trânsito passará pela comunicação entre veículos e sistemas de controlo de trânsito, evitando que o controlo seja feito por paragem dos veículos, mas sim pela adaptação ao ritmo de trânsito e à negociação activa com outros veículos dos slots em que poderão passar sem paragem…

veículo de condução autónoma IoTMas mais ainda, hoje o estacionamento ocupa áreas imensas nas zonas urbanas. Isto deve-se ao facto de que o número de automóveis é largamente excedentário relativamente às necessidades de transporte da população, passando cada automóvel a enorme maioria do tempo simplesmente estacionado. Num sistema inteligente o automóvel de condução autónoma, que nos levou ao emprego poderá, mais tarde, retornar a casa para servir outras necessidades familiares. Mas mais ainda, um automóvel apenas poderá, por este processo, servir as necessidades de várias pessoa numa família, numa comunidade, empresa, bairro, cidade ou lista de utilizadores autorizados. Ou possivelmente o automóvel poderá deixar de ser um bem pessoal, e passará a fazer parte de uma rede de serviço público. Pensa-se que com esta mudança o número de automóveis que circulam em certas cidades poderá ser reduzido a menos de 1/5 dos actualmente existentes… e pense-se na enormidade dos custos urbanos que tal simples facto produziria!

Such reductions in car numbers would dramatically lower the cost of our mobility infrastructure and the embodied energy associated with building and maintaining it. Fewer cars may also mean shorter travel times, less congestion, and a smaller environmental impact.

(Carlo Ratti, MIT, em The Internet of Things and the city of tomorrow )

Mas se a questão dos transportes é já um alvo claro das investigações nesta área, o número de outros campos em que a IoT influenciará a cidade é quase inimaginável. Na prática, qualquer sistema que pensemos numa cidade, poderá integrar a internet das coisas, e será possível no futuro interagir e ter dados em tempo real com todos eles. Se pensarmos no desenvolvimento que a simples telemetria de sistemas como os de abastecimento eléctrico, de água, de gás, de fornecimento de comunicações ou media, ou sistemas de esgotos, ou de transito introduziu, poderemos então imaginar todo o potencial de um passo mais, em que todos esses sistemas se integram numa única rede global, comunicando os seus dados, e recebendo interacções de variado tipo (desde os de gestão de rede, até aos de optimização de distribuição, solicitação de consumo ou outras).

four-ways-the-internet-of-things-will-impact-your-lifePodemos facilmente imaginar um mundo em que ao mudarmos para uma casa nova poderemos simplesmente fornecer a nossa identidade, e automaticamente subscrever os serviços de que necessitamos (água, electricidade, internet, etc.). Ou ainda um mundo em que todos os serviços de que dispomos nos sigam para onde formos. E assim teremos a “nossa” subscrição de internet ou de televisão em cada dispositivo onde nos identificarmos, em cada escritório onde estejamos a trabalhar, em cada reunião que tenhamos em casa de um cliente, ou em cada hotel onde façamos o check-in.

Mas mais do que isso, todas as nossas preferências, settings e favoritos poderão seguir-nos… e ao entrarmos num quarto de hotel poderemos já ter a nossa play-list musical pessoal a tocar, com a nossa subscrição de música disponível, os canais de televisão preferidos pré seleccionados, a temperatura ambiente segundo as nossas preferências, e o banho preparado à nossa temperatura ideal.

Então e a segurança?

Mas nem tudo é um mar de rosas, obviamente. Ainda que nos possamos encantar com o potencial da IoT, devemos-nos preocupar também com questões como a segurança, a privacidade ou a autenticação, entre outras coisas.

Um dos desafios da IoT será a uniformização e normalização dos sistemas para que possam falar uns com os outros, mesmo vindos de fabricantes diferentes. E a questão é mais do que simplesmente uma preocupação, pois constituirá a base sem a qual não existirá IoT.

Wireless protocols may differ, too: One device might use ZigBee while others rely on Bluetooth or Wi-Fi. Bridges to connect across all these options will proliferate. And even if independent systems are secure, we will have to cobble them together—and the resulting chain will only be as strong as the weakest link.

(Sanjay Sarma, em The Internet of Things: Roadmap to a Connected World)

IoT segurança dos dispositivos da Internet das CoisasE depois os níveis e protocolos de segurança associados… porque se não estamos muito preocupados com a segurança do interruptor da luz da nossa sala, provavelmente essa preocupação aumentará relativamente aos aparelhos de armazenamento de media. E depois estaremos a falar de um nível completamente diferente de exigência, no que concerne aos dispositivos em que a nossa identidade, dados ou actividades pessoais ou privadas, ou dados sensíveis como o acesso à conta bancária ou à subscrição de serviços pagos possam ser acedidos.

While we’ll focus on the future of IoT and its business potential, we’ll also tackle its significant challenges, which range from security, privacy, and authenticity issues to the desirable features of a distributed architecture for a network of things.

(Sanjay Sarma, em The Internet of Things: Roadmap to a Connected World)

Privacy issues should be taken very seriously. In general, I think the issue is not in “data collection” but in the way it is used. In other words, the issue is not technological, but political: who has access to the data? What is it used for?

(Carlo Ratti, MIT, em The Internet of Things and the city of tomorrow )

E por último a questão central é que se qualquer sistema ligado numa rede deve ser protegido de ataques, esse é também o caso dos dispositivos da IoT. E aí o caminho é ainda longo, se bem que absolutamente central em todo o trabalho de inovação que está a ser feito.

Referências

The Internet of Things: Roadmap to a Connected World (Sanjay Sarma)
The Internet of Things and the city of tomorrow (Carlos Ratti)
Internet das Coisas: A Conectividade de Tudo e de Todos
A Internet das Coisas (Wikipédia)

Para quem se interessar pelo assunto

 

MIT Press Introduction to Embedded SystemsLivro gratuito, da MIT Press

Introduction to Embedded Systems, Second Edition
A Cyber-Physical Systems Approach
by Edward Ashford Lee and Sanjit Arunkumar Seshia

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