Wat stelt de Ambient IoT Alliance nu precies voor, en waarom is dat belangrijk?

De komst van Milieu-IoT en de Ambient IoT Alliance Het verandert de manier waarop we fysieke objecten verbinden met digitale platforms. We stappen over van bedrade of op batterijen werkende sensoren naar een nieuwe generatie apparaten die werken door energie uit de omgeving te benutten, alsof ze permanent in de lucht "zweven".

In deze context is de De Ambient IoT Alliance (AIoTA) Het is ontstaan ​​als een wereldwijde, sectoroverschrijdende alliantie die tot doel heeft orde te scheppen, standaarden te coördineren en de massale uitrol van deze technologie te versnellen. Achter deze alliantie staan ​​giganten als Atmosic, Infineon Technologies, Intel, PepsiCo, Qualcomm, VusionGroup en Wiliot, die er allemaal een groot belang bij hebben dat de volgende golf van IoT schaalbaar, duurzaam en vooral interoperabel is.

Wat stelt de Ambient IoT Alliance precies voor?

Het centrale voorstel van de AIoTA is om een ​​open, geharmoniseerd en multi-standaard ecosysteem te bevorderen voor batterijloze IoT-apparaten voor milieutoepassingen. De eigen missie wordt samengevat als "het versnellen en ondersteunen van de ontwikkeling van een open, geharmoniseerd en afgestemd ecosysteem met meerdere standaarden" dat fabrikanten, leveranciers, integratoren, operators en eindgebruikers verenigt.

Om dit te bereiken, is het de bedoeling van de alliantie om coördineren van standaardiseringsinspanningen met belangrijke organisaties zoals 3GPP, IEEE, Bluetooth SIG en andere relevante fora. Het idee is dat Ambient IoT-tags en -sensoren dezelfde taal spreken, samenwerken met reeds bestaande netwerken (5G Advanced, Bluetooth Low Energy, Wi-Fi/IEEE 802.11bp, NB-IoT, LTE-M, enz.) en de fragmentatie vermijden die eerdere IoT-golven heeft belemmerd.

Een andere pijler van hun voorstel is waardoor "vrijwel infrastructuurvrije" implementaties mogelijk worden.De AIoTA bevordert een architectuur waarin apparaten worden gevoed door radio-energie, licht of warmte uit de omgeving, en gebruikmaken van bestaande infrastructuren (Wi-Fi-routersmobiele telefoons, Bluetooth-toegangspunten, 5G-basisstations) als communicatiegateways, waardoor het aantal aparte gateways en bekabeling wordt geminimaliseerd.

Daarnaast wil de alliantie het economische en sociale potentieel van milieu-IoT aantonen door middel van end-to-end gebruiksscenario's: pilotproeven in toeleveringsketens, logistiek, detailhandel, gezondheidszorg of slimme steden die aantonen dat de technologie op grote schaal werkt, betrouwbaar is en daadwerkelijk kostenbesparingen, traceerbaarheid en duurzaamheid oplevert.

Hun routekaart omvat ook de reis naar beveiligings-, privacy- en certificeringskaders aangepast aan dit nieuwe type apparaten, die over zeer beperkte energie- en rekenkracht beschikken, maar die wel moeten voldoen aan regelgeving die zo streng is als de Richtlijn radioapparatuur of de Europese Cyberveiligheidswet.

Wat is IoT in de omgeving en waarom is het anders?

Het telefoontje Omgevingsinternet der dingen Het is een evolutie van klassieke IoT-technologieën en technologieën zoals RFID. Het omvat apparaten die voornamelijk worden aangedreven door het opvangen van omgevingsenergie: radiogolven, licht, trillingen, beweging, warmte of andere bruikbare bronnen, zodat ze zonder conventionele batterijen kunnen werken of een autonomie van jaren hebben.

Het grote verschil met traditionele IoT is dat Deze sensoren werken autonoom en discreet.Deze sensoren zijn ingebed in de omgeving en alledaagse voorwerpen: verpakkingen, kleding, pallets, containers, apparaten of zelfs medicijnflesjes. Ze vereisen geen frequente batterijvervanging, waardoor sensoren op vrijwel alles geplaatst kunnen worden zonder hoge kosten en onderhoudskosten.

Het concept van milieu-IoT was formeel bedacht door 3GPP in 2023En sinds eind 2022 wint het aan populariteit binnen de technologiegemeenschap. Het bouwt voort op decennialange ervaring met NB-IoT, LTE-M, passieve RFID en Bluetooth Low Energy, maar maakt een sprong voorwaarts door energieoogst als standaard te integreren en nieuwe standaarden zoals IEEE 802.11bp en de definitie van Ambient IoT-apparaten in 5G Advanced Release 19 op te nemen.

Dankzij deze aanpak kan het IoT voor het milieu worden gerealiseerd. Het gaat bijna onzichtbaar op in het landschap.De sensoren registreren locatie, temperatuur, luchtvochtigheid en andere parameters, verwerken een deel van die gegevens lokaal en verzenden alleen de noodzakelijke informatie naar de cloud of lokale systemen. Dit voorkomt een hoog energieverbruik en verbetert de latentie en privacy.

Het directe gevolg is een veel grotere schaalbaarheid en een kleinere impact op het milieuWe hebben het niet langer over miljoenen apparaten, maar over honderden miljarden of zelfs biljoenen – iets wat ondenkbaar zou zijn als batterijen handmatig vervangen moesten worden. Dit is cruciaal in de wereldwijde logistiek, slimme steden, precisielandbouw en de industrie, waar de dichtheid van te monitoren objecten enorm is.

Onzichtbare omgevingsintelligentie: wanneer AI in beeld komt

Gebaseerd op het IoT voor milieutoepassingen, de zogenaamde Onzichtbare omgevingsintelligentie (IAI)Dit is niets meer dan de combinatie van deze zelfvoorzienende sensoren met kunstmatige intelligentie en alomtegenwoordige computertechnologie. Het mooie is dat alles geruisloos gebeurt: het systeem neemt waar, analyseert en handelt zonder expliciete interactie van de gebruiker.

In dit model worden de gegevens die door de Ambient IoT-tags en -nodes worden vastgelegd, verwerkt in lokale apparaten of op edge computing-platformenwaarbij machine learning-algoritmen patronen detecteren, gebeurtenissen voorspellen en automatische reacties in gang zetten. Logistieke routes worden geoptimaliseerd, klimaatbeheersingssystemen worden gereguleerd, het stadsverkeer wordt aangepast en machinestoringen worden voorspeld zonder menselijke tussenkomst.

Deze IAI is gebaseerd op principes van alomtegenwoordige computertechnologie en milieuvriendelijke energieHierdoor kan intelligentie letterlijk overal worden ingebouwd: in supermarktschappen, koelcellen, straatverlichting, bezorgvoertuigen, medische apparatuur of zelfs technische kleding.

Het praktische resultaat is dat we overgaan van louter reactieve systemen naar voorspellende en adaptieve oplossingenIn een industriële fabriek kunnen Ambient IoT-sensoren bijvoorbeeld temperatuurschommelingen of abnormale trillingen detecteren en, in combinatie met AI-modellen, componentstoringen voorspellen. In een stad kunnen ze de verlichting en het verkeer aanpassen aan de daadwerkelijke stroom mensen en voertuigen.

Bovendien dient de enorme hoeveelheid gegevens die door deze milieunetwerken wordt gegenereerd als perfecte brandstof voor geavanceerde AI-modelleninclusief grote taalmodellen vergelijkbaar met ChatGPTHet systeem is in staat om fysieke informatie in realtime te combineren met voorspellende analyses en aanbevelingen te doen aan zowel bedrijven als eindgebruikers.

Standaarden en protocollen die IoT in de omgeving mogelijk maken.

Om dit hele ecosysteem te laten functioneren, is AIoTA duidelijk vastbesloten om... een raamwerk van goed gecoördineerde standaardenHet gaat er niet om het wiel opnieuw uit te vinden, maar om bestaande elementen te integreren en de ontbrekende onderdelen toe te voegen om de operatie met minimaal energieverbruik rendabel te maken.

Op het gebied van energiezuinige mobiele netwerken, 3GPP speelt een sleutelrol.Technologieën zoals NB-IoT (Narrowband IoT) maken communicatie met een zeer lage bandbreedte mogelijk, een groot bereik - zelfs binnenshuis en in moeilijk bereikbare gebieden - en een ultralaag energieverbruik, ideaal voor sensoren die slechts kleine datapakketten verzenden.

Van haar kant, LTE-M biedt meer bandbreedte, een lagere latentie en ondersteuning voor mobiliteit en spraak.Het is daarom geschikt voor Ambient IoT-scenario's waarbij wat intensievere data of bewegende apparaten nodig zijn, zoals wagenparken, transportcontainers of draagbare apparatuur.

In de wereld van lokale netwerken en netwerken met een kort bereik, IEEE en Bluetooth SIG zijn fundamenteelDe IEEE 802.11bp-standaard definieert aanpassingen aan de Wi-Fi MAC- en PHY-lagen om stations te ondersteunen die uitsluitend worden gevoed door opgewekte energie, met modi in zowel sub-GHz als 2,4 GHz. Bluetooth Low Energy (BLE) wordt ondertussen al veelvuldig gebruikt voor energiezuinige bakens en tags en wordt ook geïntegreerd in dit nieuwe paradigma.

We mogen de erfenis van niet vergeten. Passieve RFID- en Auto ID-technologieënDe ervaring met goedkope, batterijloze tags voor massa-identificatie heeft gediend als basis voor het ontwerp van de nieuwe Ambient IoT-tags, die een stap verder gaan door sensorfunctionaliteit, lichte computerkracht en actieve of backscatter-transmissie toe te voegen.

In de applicatielagen worden lichtgewicht protocollen gebruikt, zoals MQTT en CoAP faciliteren efficiënt transport. Gegevens worden verzonden van apparaten met beperkte resources naar cloudplatforms of edge-systemen. Dit is bedoeld om het energieverbruik dat gepaard gaat met communicatie te minimaliseren, wat doorgaans de grootste batterijverbruiker is in traditionele IoT-systemen.

Concrete voorbeelden: van Wiliot tot het Europese project Ambient-6G.

Een baanbrekend voorbeeld van deze aanpak is het bedrijf Willot, die al jaren aan Ambient IoT-labels werkt. ongeveer zo groot als een postzegel. Hun zogenaamde IoT-pixels zijn kleine, flexibele printplaten met een minicomputer, antennes en circuits die energie kunnen opvangen uit de radiogolven in de omgeving (wifi, Bluetooth, 4G/5G...).

Deze tags, in tegenstelling tot klassieke Bluetooth-bakens, Ze kunnen datapakketten verzenden zonder batterij of externe voeding.Het systeem rapporteert parameters zoals temperatuur, geschatte locatie of vulniveau van een container. Tijdens de pandemie integreerde Wiliot deze technologie in individuele flacons met Pfizer-vaccins om temperatuur, volume en verdunning in realtime te monitoren.

Op Europees niveau omvat het project Ambient-6G gaat nog een stap verder. Het doel is om energieneutrale apparaten (END's) te ontwikkelen die via toekomstige ultralaagvermogen 6G-netwerken verbinding kunnen maken met het IoT. Het idee is dat deze apparaten omgevingsenergie opvangen of voldoende draadloze stroom ontvangen om tientallen jaren autonoom te functioneren.

Het Ambient-6G consortium, onder leiding van IMEC en met deelname van Telefónica en entiteiten uit Finland, Frankrijk, Griekenland, België, Spanje en Oostenrijk, streeft naar ontwerpen, prototypen, valideren en standaardiseren zowel de hardware en software van deze END's als de 6G-netwerkinfrastructuur die ze zal ondersteunen.

Een van de doelstellingen is de ontwikkeling van geavanceerde modules voor energieopwekking en -beheerEr worden technieken voor terugverstrooiing en energiezuinige actieve draadloze communicatie voorgesteld, evenals een 6G-breedbandnetwerktechnologie die nog efficiënter is dan de huidige opties. Het project beoogt ook gedistribueerde machine learning te integreren om netwerk- en apparaatbronnen te beheren en gegevens lokaal te verwerken in het gehele cloud-edge-apparaatcontinuüm.

Dit alles vloeit voort uit een overtuigende premisse: Het is niet duurzaam om honderden miljarden IoT-apparaten van stroom te voorzien met vervangbare batterijen. Vanwege de kosten, de milieubelasting en de veiligheidsrisico's wordt Environmental IoT juist gepresenteerd als hét alternatief om die berg batterijen en de bijbehorende torenhoge onderhoudskosten te vermijden.

Toepassingen in de toeleveringsketen, logistiek en detailhandel.

Een van de gebieden waar het potentieel van IoT in de omgeving het duidelijkst zichtbaar is, is de toeleveringsketen en wereldwijde logistiekZelfvoorzienende sensoren die aan producten, dozen, pallets of containers zijn bevestigd, maken continu inzicht mogelijk vanaf de oorsprong tot aan het verkooppunt of de woning van de consument.

In sectoren zoals de voedingsmiddelen- of farmaceutische industrie kunnen deze labels Temperatuur en luchtvochtigheid continu bewakenHet systeem zorgt ervoor dat de koudeketen in stand wordt gehouden en dat bepaalde risicodrempels niet worden overschreden. Mocht er een afwijking optreden, dan kan het systeem vroegtijdig waarschuwingen geven en verliezen van miljoenen dollars of problemen met de gezondheid en veiligheid voorkomen.

Ambient IoT-labels maken het ook gemakkelijker. Gedetailleerde traceerbaarheid in realtimeIn tegenstelling tot passieve RFID, die alleen reageert wanneer de container in de buurt van een lezer komt, kunnen deze oplossingen hun status continu of periodiek verzenden, zelfs wanneer de container zich midden op de oceaan bevindt en de gegevens alleen lokaal kan opslaan om ze opnieuw te verzenden zodra er weer bereik is.

Een ander belangrijk gebied is de Preventie van fraude en namaakSensoren die ongeautoriseerde openingen, plotselinge temperatuurschommelingen of manipulatie detecteren, maken het mogelijk om mogelijke wijzigingen in de lading te identificeren. Dit is van vitaal belang voor waardevolle medicijnen, luxeartikelen of gevoelige elektronica.

In de detailhandel maken bedrijven zoals VusionGroup hier al gebruik van. aangesloten elektronische schaplabels Wie profiteert van deze technologieën? Zij kunnen prijzen in realtime bijwerken, zien of producten uit het schap ontbreken, omgevingsomstandigheden meten en al die informatie naar beheersystemen sturen om de voorraad te optimaliseren, breuk te voorkomen en verspilling te verminderen.

Impact op slimme steden en stedelijke omgevingen

In de stedelijke omgeving komt het IoT voor milieutoepassingen steeds meer naar voren als een essentieel onderdeel van slimme stedenDiscrete, zelfvoorzienende sensoren, verspreid over de stad, worden gebruikt om de luchtkwaliteit, het geluidsniveau, de bezettingsgraad van parkeerplaatsen, de status van de infrastructuur en het energieverbruik van gebouwen en verlichting te meten.

Dankzij deze gegevens, in combinatie met AI-algoritmen, is het mogelijk Optimaliseer het verkeer door verkeerslichten en routes aan te passen.Het herontwerpen van openbaarvervoerlijnen, het verminderen van files en emissies, of het anticiperen op gebieden met hoge vervuiling om preventieve maatregelen te kunnen nemen.

In de energiesector is de inzet van Omgevings-IoT-sensoren in verlichtingsarmaturen en klimaatbeheersingssystemen Het stelt je in staat om de verlichting en het gebruik van verwarming of airconditioning aan te passen aan de daadwerkelijke aanwezigheid van mensen, natuurlijk licht of weersomstandigheden, waardoor het verbruik aanzienlijk wordt verminderd.

Al deze vormen van milieumonitoring hebben ook een relevant sociaal aspect: Het levert objectieve en continue gegevens. Dat kan overheidsbeleid op het gebied van mobiliteit, gezondheid of duurzaamheid ondersteunen en opent de deur naar innovatieve diensten voor burgers, van apps die routes met een betere luchtkwaliteit aanbevelen tot mobiliteitshulpsystemen voor ouderen of mensen met een beperking.

De AIoTA verwacht dat dit soort oplossingen op grote schaal zullen worden ingezet. detailhandel, slimme steden, logistiek en gezondheidszorg In de komende jaren, naarmate de normen zich verder ontwikkelen, de kosten voor labels dalen en het industriële ecosysteem rondom de technologie zich verder consolideert.

Uitdagingen: energie, interoperabiliteit, beveiliging en privacy.

Ondanks het enorme potentieel staat de grootschalige invoering van IoT in de milieusector voor uitdagingen. aanzienlijke technische, operationele en regelgevende uitdagingenAIoTA erkent zelf dat gecoördineerde samenwerking noodzakelijk is om het ecosysteem echt functioneel en veilig te maken.

Ten eerste is er de uitdaging van de Inzameling en efficiënt beheer van milieu-energie.Het is niet voldoende om een ​​beetje energie uit radiogolven of licht op te vangen; die energie moet op een uiterst geoptimaliseerde manier worden opgeslagen, beheerd en gebruikt, zodat apparaten kunnen waarnemen, verwerken en communiceren zonder hun reserves uit te putten.

La interoperabiliteit tussen apparaten en platforms Dit is een ander cruciaal front. Met zoveel spelers (chipfabrikanten, labelontwikkelaars, systeemintegratoren, netwerkoperators, cloudproviders, enz.) is het risico op het ontstaan ​​van incompatibele systemen groot. Vandaar het belang van het werk van AIoTA bij het coördineren van standaarden en best practices.

Wat betreft beveiliging en privacy, brengt het IoT in de omgeving risico's met zich mee. nog grotere uitdagingen dan traditionele IoT-systemenDe massale en alomtegenwoordige inzet van sensoren vergroot het aanvalsoppervlak en vermenigvuldigt het aantal potentieel kwetsbare punten. Zo zijn bijvoorbeeld de volgende zaken gedetecteerd: kritieke kwetsbaarheden van V16-bakens.

Desondanks zijn er regelgevingen zoals de Richtlijn inzake radioapparatuur en de wet inzake cyberweerbaarheid In de Europese Unie gelden strenge cybersecurity-eisen voor alle verbonden producten. Dit vereist het ontwerpen van specifieke beveiligingsoplossingen voor Ambient IoT die lichtgewicht, robuust en compatibel zijn met intermitterende en geoogste energiebronnen.

Tot slot zijn er nog kwesties van gegevensbeheer en gebruikersvertrouwenDe ervaringen van het afgelopen decennium hebben aangetoond dat het IoT niet echt van de grond komt als mensen de apparaten als opdringerig of onveilig ervaren. AIoTA zelf benadrukt dat beveiliging en privacy ontwerpeisen moeten zijn en geen bijzaak.

De Ambient IoT Alliance schetst, kortom, een toekomst waarin Allerlei alledaagse voorwerpen zullen met netwerken en de cloud kunnen communiceren zonder afhankelijk te zijn van wegwerpbatterijen.Het continu leveren van data voor kunstmatige intelligentiesystemen die in staat zijn verspilling te verminderen, de transparantie van toeleveringsketens te verbeteren, duurzaamheid te versterken en gepersonaliseerde diensten aan te bieden aan zowel bedrijven als mensen, op voorwaarde dat de industrie in staat is om gezamenlijk de energie-, interoperabiliteits- en cybersecurity-uitdagingen aan te pakken die deze stille revolutie met zich meebrengt.

Gerelateerd artikel:

Website om de kaart te bekijken met actieve en recente V16-bakens in Spanje.

Isaac

Gepassioneerd schrijver over de wereld van bytes en technologie in het algemeen. Ik deel mijn kennis graag door te schrijven, en dat is wat ik in deze blog ga doen: je de meest interessante dingen laten zien over gadgets, software, hardware, technologische trends en meer. Mijn doel is om u te helpen op een eenvoudige en onderhoudende manier door de digitale wereld te navigeren.