Čo vlastne navrhuje Aliancia pre ambientný internet vecí a prečo je to dôležité?

Príchod Environmentálny internet vecí a Aliancia pre ambientný internet vecí Mení sa spôsob, akým prepájame fyzické objekty s digitálnymi platformami. Prechádzame od káblových alebo batériami napájaných senzorov k novej generácii zariadení, ktoré fungujú tak, že využívajú energiu z prostredia, takmer akoby sa neustále „vznášali“ vo vzduchu.

V tejto súvislosti Ambient IoT Alliance (AIoTA) Vznikla ako globálna medzisektorová aliancia, ktorej cieľom je zaviesť poriadok, koordinovať štandardy a urýchliť masové nasadenie tejto technológie. Stoja za ňou giganti ako Atmosic, Infineon Technologies, Intel, PepsiCo, Qualcomm, VusionGroup a Wiliot, ktorí majú silný záujem na tom, aby ďalšia vlna internetu vecí bola škálovateľná, udržateľná a predovšetkým interoperabilná.

Čo presne navrhuje Aliancia pre ambientný internet vecí?

Ústredným návrhom AIoTA je podporovať otvorený, harmonizovaný a multištandardný ekosystém pre environmentálne zariadenia internetu vecí bez batérií. Jeho vlastné poslanie je zhrnuté ako „urýchlenie a podpora rozvoja otvoreného, ​​harmonizovaného a zosúladeného multištandardného ekosystému“, ktorý spája výrobcov, dodávateľov, integrátorov, prevádzkovateľov a koncových používateľov.

Aby sa to dosiahlo, aliancia má v úmysle koordinovať úsilie o štandardizáciu s kľúčovými organizáciami ako 3GPP, IEEE, Bluetooth SIG a ďalšími relevantnými fórami. Myšlienkou je, aby značky a senzory Ambient IoT hovorili rovnakým jazykom, fungovali s už nasadenými sieťami (5G Advanced, Bluetooth Low Energy, Wi-Fi/IEEE 802.11bp, NB-IoT, LTE-M…) a zabránili fragmentácii, ktorá brzdila predchádzajúce vlny IoT.

Ďalším pilierom ich návrhu je umožnenie nasadenia „takmer bez infraštruktúry“AIoTA presadzuje architektúru, v ktorej sú zariadenia napájané rádiovou energiou, svetlom alebo teplom z prostredia a využívajú existujúce infraštruktúry (Wi-Fi routerymobilné telefóny, prístupové body Bluetooth, základňové stanice 5G) ako komunikačné brány, čím sa minimalizujú vyhradené brány a káble.

Aliancia si okrem toho kladie za cieľ demonštrovať ekonomický a sociálny potenciál environmentálneho internetu vecí prostredníctvom prípady použitia od začiatku do koncapilotné testy v dodávateľských reťazcoch, logistike, maloobchode, zdravotníctve alebo inteligentných mestách, ktoré ukazujú, že technológia funguje vo veľkom meradle, je spoľahlivá a že skutočne prináša úspory nákladov, sledovateľnosť a udržateľnosť.

Ich plán zahŕňa aj cestu k rámce pre bezpečnosť, súkromie a certifikáciu prispôsobené tomuto novému typu zariadení, ktoré majú veľmi obmedzené energetické a výpočtové zdroje, ale ktoré musia spĺňať také náročné predpisy, ako je smernica o rádiových zariadeniach alebo zákon o kybernetickej odolnosti v Európe.

Čo je environmentálny internet vecí a prečo sa od neho líši?

Hovor Ambientný internet vecí Ide o evolúciu klasického internetu vecí a technológií ako RFID. Zahŕňa zariadenia, ktoré sú primárne poháňané zachytávanie okolitej energierádiové vlny, svetlo, vibrácie, pohyb, teplo alebo iné vhodné zdroje, aby mohli fungovať bez bežných batérií alebo s autonómiou niekoľko rokov.

Veľký rozdiel oproti tradičnému internetu vecí je v tom, že Tieto senzory fungujú autonómne a diskrétne.Tieto senzory sú zabudované do prostredia a predmetov každodennej potreby: obalov, oblečenia, paliet, kontajnerov, spotrebičov alebo dokonca liekoviek. Nevyžadujú si častú výmenu batérií, čo otvára dvere umiestneniu senzorov takmer na čokoľvek bez toho, aby to viedlo k významným nákladom a údržbe.

Koncept environmentálneho internetu vecí bol formálne vytvorené spoločnosťou 3GPP v roku 2023A od konca roka 2022 si získava na popularite v technologickej komunite. Stavia na desaťročiach skúseností v oblasti NB-IoT, LTE-M, pasívnej RFID a Bluetooth Low Energy, ale robí krok vpred integráciou zberu energie ako štandardu a začlenením nových štandardov, ako je IEEE 802.11bp a definícia zariadení Ambient IoT v 5G Advanced Release 19.

Vďaka tomuto prístupu environmentálny internet vecí Takmer neviditeľne splýva s krajinouSenzory sú zodpovedné za zaznamenávanie polohy, teploty, vlhkosti alebo iných parametrov, spracovanie časti týchto údajov na okraji siete a prenos iba toho, čo je potrebné, do cloudu alebo lokálnych systémov, čím sa predchádza veľkej spotrebe energie a zlepšuje sa latencia a súkromie.

Priamym dôsledkom je oveľa väčšia škálovateľnosť a menší vplyv na životné prostredieUž nehovoríme o miliónoch zariadení, ale o stovkách miliárd alebo dokonca biliónoch – niečo nepredstaviteľné, ak by sa batérie museli meniť manuálne. To je kľúčové v globálnej logistike, inteligentných mestách, presnom poľnohospodárstve a priemysle, kde je hustota objektov, ktoré sa majú monitorovať, obrovská.

Neviditeľná ambientná inteligencia: Keď sa umelá inteligencia uplatní

Na základe environmentálneho internetu vecí, tzv. Neviditeľná ambientná inteligencia (IAI)Nejde o nič iné ako o kombináciu týchto senzorov s vlastným napájaním, umelej inteligencie a všadeprítomných výpočtov. Krása spočíva v tom, že všetko sa deje potichu: systém vníma, analyzuje a koná bez nutnosti explicitnej interakcie s používateľom.

V tomto modeli sa údaje zachytené tagmi a uzlami Ambient IoT spracovávajú v lokálne zariadenia alebo platformy na okraji počítačakde algoritmy strojového učenia detekujú vzory, predvídajú udalosti a spúšťajú automatické reakcie. Logistické trasy sú optimalizované, systémy klimatizácie sú regulované, mestská doprava je upravená a poruchy strojov sú predvídané bez ľudského zásahu.

Táto IAI je založená na princípoch všadeprítomná výpočtová technika a environmentálna energiaVďaka tomu je inteligencia doslova zabudovaná všade: do regálov supermarketov, chladiarenských skladov, pouličného osvetlenia, doručovacích vozidiel, zdravotníckych zariadení alebo dokonca technického oblečenia.

Praktickým výsledkom je, že prechádzame od čisto reaktívnych systémov k prediktívne a adaptívne riešeniaNapríklad v priemyselnom závode dokážu senzory okolitého internetu vecí detekovať teplotné zmeny alebo abnormálne vibrácie a v kombinácii s modelmi umelej inteligencie predvídať poruchy komponentov. V meste dokážu upravovať osvetlenie a premávku podľa skutočného toku ľudí a vozidiel.

Okrem toho obrovské množstvo údajov generovaných týmito environmentálnymi sieťami slúži ako perfektné palivo pre pokročilé modely s umelou inteligenciou, vrátane veľkých jazykové modely podobné ChatGPTschopné krížového porovnávania fyzických informácií v reálnom čase s prediktívnou analytikou a ponúkania odporúčaní spoločnostiam aj koncovým používateľom.

Normy a protokoly, ktoré umožňujú environmentálny internet vecí

Aby celý tento ekosystém fungoval, AIoTA sa jednoznačne zaviazala k rámec dobre koordinovaných noriemNejde o znovuvynájdenie kolesa, ale o integráciu toho, čo už existuje, a doplnenie chýbajúcich častí, aby bola operácia životaschopná s minimálnou energiou.

V oblasti nízkoenergetických celulárnych sietí, 3GPP zohráva kľúčovú úlohuTechnológie ako NB-IoT (Narrowband IoT) umožňujú komunikáciu s veľmi nízkou šírkou pásma, široké pokrytie – dokonca aj v interiéri a ťažko dostupných oblastiach – a ultranízku spotrebu energie, ideálne pre senzory, ktoré odosielajú iba malé dátové pakety.

Pre jeho časť, LTE-M ponúka väčšiu šírku pásma, nižšiu latenciu a podporu mobility a hlasu.Preto sa hodí do scenárov ambientného internetu vecí, kde sú potrebné o niečo intenzívnejšie dáta alebo pohyblivé zariadenia, ako sú napríklad vozové parky, prepravné kontajnery alebo prenosné zariadenia.

Vo svete lokálnych sietí a sietí krátkeho dosahu, IEEE a Bluetooth SIG sú základnéNorma IEEE 802.11bp definuje úpravy vrstiev Wi-Fi MAC a PHY na podporu staníc napájaných výlučne zozbieranou energiou, s režimami v subGHz aj 2,4 GHz. Bluetooth Low Energy (BLE) sa medzitým už široko používa pre nízkoenergetické majáky a tagy a tiež sa integruje do tejto novej paradigmy.

Nesmieme zabudnúť na dedičstvo Pasívne RFID a technológie automatickej identifikácieSkúsenosti s lacnými, bezbatériovými tagmi pre hromadnú identifikáciu poslúžili ako základ pre návrh nových tagov Ambient IoT, ktoré idú ešte o krok ďalej pridaním snímacích funkcií, ľahkých výpočtov a aktívneho alebo spätne rozptylu prenosu.

V aplikačných vrstvách, ľahké protokoly ako napr. MQTT a CoAP uľahčujú efektívnu dopravu Dáta sa prenášajú zo zariadení s obmedzenými zdrojmi do cloudových platforiem alebo edge systémov. Cieľom je minimalizovať spotrebu energie spojenú s komunikáciou, ktorá je v tradičnom internete vecí zvyčajne najväčšou záťažou batérie.

Konkrétne príklady: od Wiliotu po európsky projekt Ambient-6G

Priekopníckym príkladom tohto prístupu je spoločnosť Willot, ktorý sa už roky venuje značkám Ambient IoT. približne veľkosti poštovej známky. Ich takzvané IoT pixely sú malé, flexibilné dosky, ktoré obsahujú malý počítač, antény a obvody schopné získavať energiu z rádiových vĺn v prostredí (Wi-Fi, Bluetooth, 4G/5G…).

Tieto značky, na rozdiel od klasických Bluetooth beaconov, Môžu prenášať dátové pakety bez batérie alebo externého zdroja napájania.hlásenie parametrov, ako je teplota, približná poloha alebo hladina naplnenia nádoby. Počas pandémie spoločnosť Wiliot integrovala túto technológiu do jednotlivých injekčných liekoviek s vakcínami Pfizer, aby monitorovala teplotu, objem a riedenie v reálnom čase.

Na európskej úrovni projekt Ambient-6G ide ešte o krok ďalej Cieľom je vyvinúť energeticky neutrálne zariadenia (END) schopné pripojiť sa k internetu vecí (IoT) prostredníctvom budúcich ultranízkoenergetických sietí 6G. Myšlienka je taká, že tieto zariadenia budú zhromažďovať energiu z okolia alebo prijímať dostatok bezdrôtovej energie na autonómnu prevádzku po celé desaťročia.

Konzorcium Ambient-6G, vedené spoločnosťou IMEC a za účasti spoločnosti Telefónica a subjektov z Fínska, Francúzska, Grécka, Belgicka, Španielska a Rakúska, sa snaží navrhnúť, vytvoriť prototyp, overiť a štandardizovať hardvér aj softvér týchto END, ako aj infraštruktúra siete 6G, ktorá im bude slúžiť.

Medzi jeho ciele patrí rozvoj pokročilé moduly pre získavanie a správu energieNavrhujú sa techniky spätného rozptylu a nízkopríkonová aktívna bezdrôtová komunikácia, ako aj technológia 6G Wide Area Network, ktorá je ešte efektívnejšia ako súčasné možnosti. Cieľom je tiež integrovať distribuované strojové učenie na správu sieťových a zariadení a na lokálne spracovanie údajov v rámci kontinua cloud-edge-device.

Toto všetko pramení z presvedčivého predpokladu: Napájanie stoviek miliárd zariadení internetu vecí vymeniteľnými batériami je neudržateľné. kvôli nákladom, vplyvu na životné prostredie a bezpečnostným rizikám. Environmentálny internet vecí je prezentovaný práve ako alternatíva, ako sa vyhnúť hore batérií a s nimi spojeným brutálnym nákladom na údržbu.

Aplikácie v dodávateľskom reťazci, logistike a maloobchode

Jednou z oblastí, kde je potenciál environmentálneho internetu vecí najzreteľnejší, je dodávateľský reťazec a globálna logistikaSamonapájacie senzory pripevnené k produktom, krabiciam, paletám alebo kontajnerom umožňujú nepretržitú viditeľnosť od pôvodu až po miesto predaja alebo domov spotrebiteľa.

V odvetviach ako potravinárstvo alebo farmaceutický priemysel môžu tieto označenia nepretržite monitorujte teplotu a vlhkosťzabezpečenie dodržiavania chladiaceho reťazca a neprekročenia určitých prahových hodnôt rizika. Ak dôjde k odchýlke, systém dokáže poskytnúť včasné varovanie a zabrániť stratám miliónov dolárov alebo problémom so zdravím a bezpečnosťou.

Štítky Ambient IoT tiež uľahčujú podrobná sledovateľnosť v reálnom časeNa rozdiel od pasívnej RFID, ktorá reaguje iba vtedy, keď sa priblíži k čítačke, tieto riešenia dokážu odosielať svoj stav nepretržite alebo periodicky, aj keď sa kontajner nachádza uprostred oceánu, a údaje dokážu ukladať iba lokálne, aby ich mohli znova odoslať po obnovení pokrytia.

Ďalšou kľúčovou oblasťou je predchádzanie podvodom a falšovaniuSenzory, ktoré detekujú neoprávnené otvorenia, náhle zmeny teploty alebo manipuláciu, umožňujú identifikovať možné zmeny nákladu, čo je nevyhnutné pre drahé lieky, luxusné výrobky alebo citlivú elektroniku.

V maloobchode už spoločnosti ako VusionGroup používajú pripojené elektronické štítky na police ktorí profitujú z týchto technológií. Môžu aktualizovať ceny v reálnom čase, vedieť, či na regáli nechýbajú produkty, merať podmienky prostredia a posielať všetky tieto informácie do systémov riadenia s cieľom optimalizovať zásoby, predchádzať poškodeniu a znižovať množstvo odpadu.

Vplyv na inteligentné mestá a mestské prostredie

V mestskom prostredí sa environmentálny internet vecí objavuje ako kľúčová súčasť inteligentných miestDiskrétne senzory s vlastným napájaním rozmiestnené po celom meste sa používajú na meranie kvality ovzdušia, hladiny hluku, obsadenosti parkovacích miest, stavu infraštruktúry a spotreby energie budov a osvetlenia.

Vďaka týmto údajom v kombinácii s algoritmami umelej inteligencie je možné Optimalizujte premávku úpravou semaforov a trás, prepracovať linky verejnej dopravy, znížiť dopravné zápchy a emisie alebo predvídať oblasti s vysokým znečistením s cieľom prijať preventívne opatrenia.

V energetickom sektore, zavádzanie Senzory IoT prostredia v osvetľovacích zariadeniach a klimatizačných systémoch Umožňuje vám upraviť osvetlenie a používanie kúrenia alebo klimatizácie na základe skutočnej prítomnosti ľudí, prirodzeného svetla alebo poveternostných podmienok, čím sa výrazne znižuje spotreba.

Všetko toto snímanie prostredia má aj relevantnú sociálnu zložku: Poskytuje objektívne a priebežné údaje ktoré môžu podporovať verejné politiky v oblasti mobility, zdravia alebo udržateľnosti a otvárajú dvere inovatívnym službám pre občanov, od aplikácií, ktoré odporúčajú trasy s lepšou kvalitou ovzdušia, až po systémy pomoci pri mobilite pre starších ľudí alebo osoby so zdravotným postihnutím.

AIoTA očakáva masívne nasadenie týchto typov riešení v maloobchod, inteligentné mestá, logistika a zdravotníctvo V nasledujúcich rokoch, s postupným zavádzaním noriem, sa znížia náklady na označovanie a priemyselný ekosystém okolo technológie sa upevní.

Výzvy: energia, interoperabilita, bezpečnosť a súkromie

Napriek obrovskému potenciálu čelí rozsiahlemu prijatiu environmentálneho internetu vecí značné technické, prevádzkové a regulačné výzvySamotná AIoTA uznáva, že na to, aby bol ekosystém skutočne funkčný a bezpečný, je nevyhnutná koordinovaná práca.

Po prvé, je tu výzva, zber a efektívne hospodárenie s environmentálnou energiouNestačí zachytiť trochu energie z rádiových vĺn alebo svetla; musí sa ukladať, spravovať a využívať extrémne optimalizovaným spôsobom, aby zariadenia mohli snímať, spracovávať a komunikovať bez vyčerpania svojich rezerv.

La interoperabilita medzi zariadeniami a platformami Toto je ďalší kritický front. Pri toľkých hráčoch (výrobcovia čipov, vývojári štítkov, systémoví integrátori, prevádzkovatelia sietí, poskytovatelia cloudových služieb atď.) je riziko vytvorenia nekompatibilných oddelení vysoké. Preto je dôležitá práca AIoTA pri koordinácii štandardov a osvedčených postupov.

Pokiaľ ide o bezpečnosť a súkromie, environmentálny internet vecí vyvoláva ešte väčšie výzvy ako tradičný internet vecíMasívne a všadeprítomné rozmiestnenie senzorov zväčšuje plochu útoku a znásobuje potenciálne zraniteľné body. Zistili sa napríklad: kritické zraniteľnosti majákov V16.

Napriek tomu, nariadenia, ako napríklad Smernica o rádiových zariadeniach a zákon o kybernetickej odolnosti V Európskej únii sú prísne požiadavky na kybernetickú bezpečnosť stanovené pre všetky pripojené produkty. To si vyžaduje návrh špecifických ochranných riešení pre ambientný internet vecí, ktoré sú ľahké, robustné a kompatibilné s prerušovanou prevádzkou a prevádzkou so získavaním energie.

Nakoniec existujú problémy správa údajov a dôvera používateľovSkúsenosti z posledného desaťročia ukázali, že internet vecí sa úplne neuchytí, ak ľudia vnímajú zariadenia ako rušivé alebo nebezpečné. Samotná spoločnosť AIoTA trvá na tom, že bezpečnosť a súkromie musia byť požiadavkami dizajnu, nie až dodatočnou myšlienkou.

Aliancia Ambient IoT si v skratke predstavuje budúcnosť, v ktorej Všetky druhy predmetov každodennej potreby budú môcť komunikovať so sieťami a cloudom bez toho, aby boli závislé od jednorazových batérií.poskytovanie nepretržitých údajov na zásobovanie systémov umelej inteligencie schopných znižovať plytvanie, zlepšovať transparentnosť dodávateľských reťazcov, posilňovať udržateľnosť a ponúkať personalizované služby pre priemysel aj ľudí, za predpokladu, že priemysel je schopný spoločne riešiť výzvy v oblasti energetiky, interoperability a kybernetickej bezpečnosti, ktoré sprevádzajú túto tichú revolúciu.

Súvisiaci článok:

Webová stránka na zobrazenie mapy s aktívnymi a nedávnymi majákmi V16 v Španielsku

Isaac

Vášnivý spisovateľ o svete bajtov a technológií všeobecne. Milujem zdieľanie svojich vedomostí prostredníctvom písania, a to je to, čo urobím v tomto blogu, ukážem vám všetko najzaujímavejšie o gadgetoch, softvéri, hardvéri, technologických trendoch a ďalších. Mojím cieľom je pomôcť vám orientovať sa v digitálnom svete jednoduchým a zábavným spôsobom.