Применение подключений на практике

 

В течение следующих нескольких лет Интернет вещей принесет еще более значительные изменения, а также совершенно новый образ действий. Этому поспособствуют 3D-принтеры, цифровые запахи и вкусы, роботы и дроны. Все эти системы, в свою очередь, станут основой подключенного мира.

 

 

Применение Интернета вещей

 

Интернет вещей и реальный мир

 

По мере появления все более сложных сенсоров, микрочипов и способов анализа данных мы все лучше наблюдаем за средой и понимаем сложные взаимосвязи в ней. Эти устройства (от базовых средств мониторинга и работы с потоками данных до сложных биосенсоров, которые могут располагаться внутри живых организмов, в трубах, трещинах в породе и труднодоступных местах) радикально меняют то, как машины взаимодействуют с миром вокруг нас, а люди – друг с другом.

Большую сложность представляет собой соединение всех цифровых точек воедино. Особенно трудно разрабатывать и строить системы, которые будут работать в реальном мире с максимальной пользой. Помимо социальных и психологических ограничений существуют и технические. Среди них – перебои доступа в Интернет, неисправности компонентов системы, некорректная работа программных средств (из‑за чего возникают ошибки и помехи), проблемы с совместным использованием данных разными системами и организациями, удовлетворение требований закрытых и конкурирующих систем, а также установка обновлений и исправлений и устаревание.

Также существуют потенциальные сложности в построении IT-систем и конечных точек, которые генерируют и регистрируют достоверные данные, делая их доступными для широкого использования, подключаясь к большим данным и аналитическим системам. С учетом всего этого очевидно, что государственные учреждения, коммерческие организации и физические лица должны подходить к работе с Интернетом вещей продуманно, разносторонне и творчески. Критически важно, чтобы люди понимали, как они будут использовать подключенные системы в работе и повседневной жизни, в чем может заключаться их неправильная и небезопасная эксплуатация, и куда в конечном итоге приведет нас Интернет вещей. Просто ускорит нашу и без того поспешную жизнь или принесет настоящую пользу? Подтолкнет к бездумной автоматизации или подарит возможность невероятного совершенствования всего вокруг?

 

Большую сложность представляет собой соединение всех цифровых точек воедино. Особенно трудно разрабатывать и строить системы, которые будут работать в реальном мире с максимальной пользой. Помимо социальных и психологических ограничений существуют и технические.

 

 

Все дело в стандартах

 

Бóльшая часть физической инфраструктуры для Интернета вещей уже существует. Это повсеместно распространенные и всепроникающие коммуникационные сети; датчики, способные выявлять действия и события окружающей среды; и компьютеры, которые обрабатывают огромные массивы данных, превращая биты и байты в информацию и знания. Но сегодняшнее общество только начинает по-настоящему подключать устройства. Так же, как когда-то появление Всемирной паутины позволило лишь одним глазком заглянуть в новый виртуальный мир (что тогда было по-настоящему значительно), так и сейчас подключенные устройства и умные системы находятся лишь на ранней стадии своего развития. Пока они могут предложить лишь ограниченные возможности и функции и ценны лишь в некоторых областях.

Одной из главных трудностей на пути к более быстрому и всеохватывающему Интернету вещей стала битва из‑за протоколов и стандартов. Конечно, для высоких технологий в этом нет ничего нового. Разные стандарты оборудования, разные операционные системы, разные форматы файлов и документов – все это стало настоящим бедствием как для обычных потребителей, так и для руководителей высшего звена. Лишь за последние несколько лет вычислительная среда встала на ноги, и мощные инструменты и практические алгоритмы, такие как стандартные файловые форматы, унифицированные сообщения и облачные сервисы, создали мост к цифровому миру, в котором все постепенно подключается ко всему. Такого рода эволюция, получившая название ориентирование информационных технологий на потребителя, повышает удобство использования новой продукции и ее производительность.

В то же время продолжается движение к более открытым стандартам. В 1991 г. Линус Торвальдс выпустил первую версию операционной системы Linux, которая с тех пор стала настоящим тяжеловесом технологий. Больше половины всех корпораций пользуются Linux. Что еще более важно, открытые системы и открытый исходный код потрясли бизнес-среду… и не только ее. Эта концепция изменила форму ведения бизнеса. От фотографии и персональных устройств для занятий фитнесом до промышленного освещения и систем ОВК[31] – во всех отраслях становится все труднее создавать и продавать вещи, работающие в закрытой системе. Сегодня любой продукт или приложение – всего лишь спица огромного колеса интегрированных устройств и кодов.

Разрушить невидимые стены, разделяющие промышленные системы и потребительские устройства, – чрезвычайно сложная задача. Многие компании цепляются за закрытые патентованные технологии и системы, потому что считают – обоснованно или нет, – что те дают им преимущество на рынке. Подобным образом руководители коммерческих компаний верят, что открытая система или интерфейс прикладных программ (API) сыграет на руку конкурентам. В результате они становятся сторонниками классического протекционизма. Однако на какой-то стадии общего прогресса бизнеса и технологий промышленность и общество достигают такого переломного момента, когда конкурентные преимущества теряют ценность, или, еще того хуже, превращаются в конкурентные недостатки.

Сегодня, например, даже самая продвинутая электронная пишущая машинка и пленочная камера с прекрасным дизайном представляют собой очень малую, если вообще хоть какую-нибудь, ценность для пользователей. Более того, в эпоху электронных устройств подобные вещи не несут никаких серьезных возможностей для бизнеса. Точно так же приложение, управляющее одним-единственным транспортным средством или приспособлением, вскоре не будет востребованно. Еще на ранних стадиях Интернета вещей потребителей можно увлечь такой концепцией. Но ожидания растут, и появляются очередные инновации. Польза подключенных устройств не в том, чтобы с помощью приложения для смартфона заводить двигатель или регулировать температуру в доме. Реальная польза появится, когда целые сети устройств будут обмениваться данными и применять их на практике. В результате продукты эволюции технологий совершат революцию.

Задача для бизнеса заключается в том, чтобы подняться на ступеньку выше – к новому уровню технологий, где возникает новый подключенный мир. Так же, как разные патентованные сетевые протоколы IBM, Novell, Bay Networks, Cisco Systems и т. д. в конце концов исчезли, оставив вместо себя общий стандарт IP, патентованные и закрытые системы Интернета вещей должны уступить место более открытому пространству. И тогда общество увидит всю пользу от технологий. А те, кто будет цепляться за патентованные продукты, рано или поздно обнаружат, что эти вещи устарели и больше никому не нужны.

Сегодня мы принимаем как должное все эти разнообразные устройства, с которыми взаимодействуем каждый день. Но представьте, как выглядел бы мир, в котором каждый автопроизводитель использовал бы свою систему управления. Что, если бы в одном автомобиле стоял руль, а в другом – джойстик или панель управления? Представьте, что системы электронной почты несовместимы, а по телефону нельзя звонить на номера других операторов (на самом деле эти проблемы существовали на заре мобильных телефонов и электронной почты). Представьте, что для бытовой техники разных брендов требуются разные типы подключения воды или электричества. Чем дороже и сложнее технологии, тем хуже их будут покупать и медленнее внедрять.

В мире Интернета закрытых или патентованных вещей, в котором устройства не подключены друг к другу, домовладелец не сможет управлять освещением, системой безопасности, терморегулятором, замками, гаражной дверью и прочими приборами и гаджетами с помощью центрального приложения или панели управления. И еще труднее компаниям будет добиться внимания аудитории с помощью рекламы и интерактивного контента в торговых центрах, кинотеатрах и на стадионах, потому что каждый из этих объектов будет требовать разных приложений, инструментов, технологий, а также разных методов доступа к данным и их обработки.

В мире бизнеса постепенно начинают признавать потребность в здравых стандартах для Интернета вещей. Институт инженеров по электронике и электротехнике (ИИЭЭ) в лице своей Ассоциации по стандартизации разработал ряд стандартов и протоколов, призванных помочь в развитии подключенных систем. Карен Бартелесон, президент Ассоциации по стандартизации ИИЭЭ, называет их соединительной тканью Интернета вещей. Эти стандарты, опирающиеся на открытую модель, охватывают ряд областей, среди которых сети, датчики, медицинские устройства, умные дома и здания, умные дороги и умные городские сети. Еще одна группа разработчиков стандартов, Глобальная инициатива по стандартизации Интернета вещей из Международного телекоммуникационного союза, также работает над созданием базовой структуры стандартов для Интернета вещей. Кроме того, группа под названием Allseen Alliance разрабатывает для технологий, систем и устройств Интернета вещей платформу с открытым кодом.

Правительство и коммерческие компании тоже не сидят сложа руки. В марте 2014 г. несколько крупных и влиятельных промышленных корпораций, в том числе AT & T, Cisco Systems, GE, IBM и Intel, объявили, что намерены сотрудничать в целях разработки технических стандартов, которые позволят подключать датчики, предметы и крупные промышленные системы оборудования. В Белом доме и правительственных организациях поддержали эту инициативу. Вместе эти группы стремятся вывести взаимодействие технических средств на новый уровень. Аби Ингле, старший вице-президент группы усовершенствованных решений в компании AT & T, так описал эти текущие задачи в статье для New York Times: «Будучи отдельной отраслью, мы пришли к выводу, что для развития Интернета вещей необходимо повысить эксплуатационную совместимость, улучшить составляющие элементы и усовершенствовать стандарты»[32].

Необходимость единых стандартов и протоколов на самом деле касается всего, от потребления электричества и заряда аккумуляторов небольшими приборами до способов взаимодействия и обмена данными между устройствами. Единые стандарты нужны для кабельных технологий, бухгалтерского учета и платежных систем разных операторов данных. Потребность в единых стандартах актуальна для способа размещения компаниями информации в крупных базах данных и их подходов к решению вопроса безопасности. Без общих стандартов – а также четких требований в области управления данными – весь огромный экономический и практический потенциал Интернета вещей не будет реализован.

 

Подход к кривой восприятия

 

Интернет вещей сталкивается с гораздо более трудными препятствиями, чем просто технические стандарты. Еще есть деньги, время и ресурсы, необходимые, чтобы привести унаследованные системы, оборудование и обширные промышленные системы в соответствие с текущими техническими стандартами. На модернизацию, переоборудование или полную замену устаревших технологий могут уйти годы, если не десятилетия. А предприятия и компании склонны обновлять свои технические системы не тогда, когда появляются новые технологии, а когда старое оборудование вырабатывает свой ресурс или когда существует очевидная возможность получить выгоду от вложения средств.

Конечно, предпочтения потребителей, технические возможности и условия ведения бизнеса меняются. Первопроходцы, возможно, осознают пользу от подключенной среды, и некоторые получат серьезные преимущества перед конкурентами. Но первая волна последователей технологии всегда рискует либо оказаться в тупике, либо столкнуться с необходимостью нести дополнительные расходы, чтобы в будущем иметь возможность работать с новыми системами. По мере того как технологичная среда укрепляет свои позиции, цены снижаются, а производители и потребители подтверждают жизнеспособность технологий, ситуация постепенно достигает той поворотной точки, когда технологии проникают в массы.

Некоторые компании уже добились серьезного повышения производительности и экономии средств, перейдя на подключенные устройства и системы. Например, глобальный производитель авиалайнеров Airbus разработал систему умного завода[33]. Благодаря технологиям радиочастотной идентификации она позволяет в реальном времени отслеживать работу инструментов, средств материально-технического обеспечения и производство крыльев. Помимо прочего, система выявляет этапы, процессы и последовательности действий с недостаточно высокой производительностью. Также эта система определяет, где находятся инструменты и оборудование в каждый момент. Сейчас компания уже отслеживает более 3000 деталей каждого самолета, используя для этого пассивные радиочастотные метки.

Транспортное управление Швеции контролирует подвижный состав в пределах железнодорожных путей общей протяженностью 13 000 км. Благодаря подключенным системам оно снизило производственные и эксплуатационные затраты как минимум на 5 %. Что более важно, по словам менеджера проекта радиочастотной идентификации Леннарта Андерсона, заблаговременное обнаружение неисправностей значительно снижает риск повреждения путей или крушения поезда. А подобные неисправности обойдутся в сотни раз дороже и причинят немалый ущерб не только системе, но и людям. При этом, без сомнения, пострадает также качество сообщения между географическими точками. Наконец, технологии сокращают объем бумажной работы и ручного контроля, что экономит время и снижает количество ошибок.

Подобные результаты – лишь малая часть того, что могут дать нам подключенные системы. Как только поставщики деталей и комплектующих для Airbus и Транспортного управления Швеции – а также множества других компаний во всех отраслях – начинают интегрировать и встраивать датчики в свое оборудование, технические возможности невероятным образом усложняются. Внезапно компоненты и подкомпоненты оборудования уже говорят друг с другом и обмениваются важной для эксплуатации информацией. Эта комплексная среда (с применением нужного программного обеспечения) станет служить основой для умных машин, умных заводов и даже умных городов.

 

Разработка лучшего датчика

 

Датчики – это глаза, уши, нос и пальцы Интернета вещей. Именно они, по сути, являются той волшебной силой, что приводит Интернет вещей в действие. За последние 25 лет все более сложные и мелкие датчики, электронные устройства и средства нанотехнологий переопределили множество разнообразных потребительских и бизнес-систем. Например, исследователи из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии разработали крошечную «лабораторию на чипе», которая может выполнять разнообразные задачи, включая обнаружение токсичных газов, изготовление интегральных схем и анализ биологических молекул[34].

Сегодня устройства могут отслеживать и измерять самые малые концентрации загрязнений или токсических веществ в атмосфере и воде. С помощью измерения вибрации они обнаруживают крайне незначительные изменения в сооружениях типа мостов и туннелей. Датчики позволяют автомобилям самостоятельно парковаться, а также определять, что другой автомобиль на дороге находится слишком близко. Датчики движения в системах видеонаблюдения и безопасности подают сигнал тревоги, если происходит значимое событие или изменение. Это позволяет человеку быстро проанализировать ситуацию и определить, существует ли проблема. Кроме того, такие датчики предоставляют свидетельства в случае ограбления или более серьезного преступления.

Конечно, в наши дни существуют тысячи разных типов датчиков, среди которых датчики света, звука, магнитного поля, движения, влаги, касания, гравитации, электричества, химических веществ и многого другого. В прошлом многие из них для определения условий окружающей среды использовали аналоговые и другие низкотехнологичные методы. Например, люди веками пользовались термометрами со стеклянными трубками с ртутью, измеряя расширение и сжатие жидкости в пределах калиброванного устройства. Точно так же в основе барометров, приборов для измерения влажности и прочих устройств лежали изменения давления и других показателей физической среды. Эти устройства были чрезвычайно полезны на плоской земле неподключенных аналоговых устройств.

Но цифровые технологии изменили эту формулу. Современная микроэлектроника измеряет гораздо больше и гораздо точнее, чем самые совершенные аналоговые и механические устройства прошлого. Она сочетает множество функций на одной микросхеме и, работая на обычном бинарном коде, передает и получает данные в реальном времени. Более того, если подключить множество сенсорных устройств или встроить их в оборудование (например, в роботизированные устройства), можно получить глубокое понимание взаимосвязей различных факторов и систем физического мира. Говоря проще, эта технология смело увлекает нас туда, куда еще не ступала нога человека.

Одна из самых интересных областей сенсорной технологии касается микроэлектромеханических систем, которые можно соединить в так называемые ячеистые сети или сети интеллектуальной пыли, а затем относительно легко внедрить их в разнообразные электронные компоненты и системы. Эти крошечные устройства с автономным питанием, часто размером меньше, чем 2 × 2 мм (таков размер частички пыли, откуда и взялось название), могут быть оборудованы аналого-цифровыми преобразователями, которые позволяют более старым устройствам передавать данные в Интернет вещей. Кроме того, эти датчики, предназначенные для измерения всего, от освещения и давления до вибрации и магнитного поля, стоят теперь меньше $1 за штуку, что в десять раз дешевле, чем несколько лет назад. Это делает их достаточно экономичным средством для общего и широкого применения в таких разных сферах, как медицина и метеорология.

Однако чтобы дотянуть до уровня технологии Интернета вещей, современные датчики должны значительно продвинуться вперед. Например, исследователи разрабатывают электронные датчики, которые будут определять запах, вкус и выполнять другие сложные задачи. Это может произвести переворот во многих областях – от производства продуктов питания и ресторанного бизнеса до диагностики заболеваний на ранних стадиях. Это направление уже вышло далеко за пределы того, о чем пишут в научно-фантастических романах. В июле 2013 г. в научной статье[35] в Journal of Chromatography говорилось, что собаки по запаху распознают у человека меланому. Используя такие же биомаркеры, исследователи разработали нанодатчик, который позволяет «унюхать» раковую опухоль на ранних стадиях.

Помимо исследования, которое проводит Эдриан Дэвид Чиок в Лондонском городском университете – он разработал устройства, передающие касание, запах и вкус через Интернет, – появляются и другие продвинутые технические средства. Например, компания Adamant Technologies в Сан-Франциско разрабатывает миниатюрный процессор для оцифровки запаха и вкуса. Он может появиться в смартфонах будущего. Для различения ароматов и вкусов система использует около 2000 датчиков. Человеческий нос, для сравнения, использует примерно 400. Система будет определять, когда у человека неприятно пахнет изо рта или когда он слишком много выпил, чтобы садиться за руль. Та же технология сможет оценивать скорость метаболизма человека с помощью измерения параметров дыхания и, используя Интернет вещей, диагностировать туберкулез или меланому или предупреждать о приступе астмы.

Другие исследователи пытаются разобраться, как работают язык и мозг человека, чтобы создать электронные системы, имитирующие способность чувствовать вкус. Используя датчики и рецепторы, которые преобразовывают химические вещества – сахар, жиры, соду, уровень pH и другие вещества и свойства – в осязаемые структуры, они работают над тем, чтобы разобраться, что значит ощущать вкус для машин. В Техасском университете в Остине, например, исследователи разработали несколько датчиков, которые, по сути, служат электронными вкусовыми чипами[36]. Эти датчики различают пять вкусов: кислый, соленый, горький, сладкий и умами (последний обычно считается мерой притягательности или «вкусности»). Эта новая технология находит свое применение в таких сферах, как медицина, биология окружающей среды, химия, производство продуктов питания и напитков.

 

Надежность первостепенна

 

Создание практически бесперебойных систем – особенно в таких областях, как транспорт и безопасность – критически важно. Слияние различных цифровых технологий дает зеленый свет таким возможностям, о которых нельзя было и мечтать всего несколько лет назад. Но при этом возникают новые переменные, задачи и опасности. Основу Интернета вещей составляет постоянная и надежная связь человека и машины. По данным фондовой и брокерской компании Raymond James and Associates, количество подключений М – М (за исключением потребительских устройств) вырастет с 1,5 млрд в 2012 г. до более чем 4 млрд в 2017 г. В следующем десятилетии и далее темпы внедрения технологий будут только расти.

Чтобы Интернет вещей приносил надежные и точно прогнозируемые результаты, необходимо создать сеть магистралей, по которым будут идти данные (наподобие городской дорожной сети). При этом все важные данные должны быть зашифрованы и защищены. Если одна система или протокол связи не работает или недоступен в настоящий момент, транспортные средства (в нашем случае – данные) должны уметь обходить заблокированные участки и продолжать движение к месту назначения. В некоторых случаях это означает, что в устройства нужно встраивать несколько систем связи. Следует также локально кешировать данные на устройстве, пока подключение не станет доступным. Кроме того, нужно использовать равноправное подключение устройств, что обеспечит поток данных даже в отсутствие подключения к сети.

Следовательно, системные разработчики должны создать такие системы М – М, которые для того, чтобы данные шли сплошным потоком, будут опираться на правильное сочетание проводных и беспроводных протоколов связи. Проводные виды связи будут включать Ethernet, питание, USB, оптоволокно, модемы, последовательные кабели и сетевую платформу LonWorks. Среди беспроводных видов связи – радиочастотные технологии (например, средства ближней бесконтактной связи, Bluetooth, ZigBee и Wi‑Fi), а также сотовые и спутниковые системы. В некоторых случаях будет необходимо одновременно использовать несколько технологий и протоколов обмена данными в пределах одного участка пространства или одной среды.

Например, GPS не поможет водителю найти припаркованную на стоянке машину, потому что сигнал не проходит через бетонные и стальные конструкции. То есть требуются дополнительные технологии – сотовые или маяк с пеленгатором. Некоторые системы сейчас работают с технологией Bluetooth, которая позволяет данным поступать через неподключенные или отключенные на данный момент устройства, например, смартфоны и планшеты, до тех пор, пока подключение к Интернету не будет найдено. На этом этапе происходит передача данных целевому приложению или базе данных и их включение в Интернет вещей.

Для работы Интернета вещей также потребуются более совершенные батареи для датчиков и других устройств и систем, включая смартфоны, планшеты и нательную электронику. В конце концов, разряженное устройство бесполезно. Одной из очевидных проблем сегодня является быстрый расход заряда батарей – последним постоянно требуется подзарядка. Однако ученые уже работают над следующим поколением аккумуляторов, которые станут использовать более продвинутые алгоритмы и будут знать, когда устройство используется и когда можно отключить определенные функции. Также разрабатываются технологии зарядки аккумуляторов, которые будут применяться в бесконтактном режиме за счет магнитной индукции и солнечной энергии, движения человека и использования энергии телевизионных сигналов, Wi‑Fi и сотовой связи, проходящих поблизости.

 

Объединение данных

 

По мере развития цифровой эры, центром вселенной Интернета вещей становится термин «большие данные». Легко понять, почему это происходит. Датчиков, устройств, IT-систем становится все больше, и они генерируют все больше данных. Социальные медиа, потоки сообщений, аудио– и видеоконтент и быстро разрастающийся мир документов делают этот объем еще больше. «Если собрать определенное количество функций и объединить их с помощью правильного программного обеспечения, можно создавать продвинутые средства, которые смогут выполнять любые конкретные задачи», – говорит Майкл Морган, старший аналитик мобильных устройств, приложений и контента в компании ABI Research. «Камеры, микрофоны и датчики могут работать вместе, значительно повышая интеллект устройства. Но важно правильно использовать правильные данные».

C уверенностью можно сказать, что продолжение развития микроэлектроники в течение последующих десятилетий изменит Интернет вещей и большие данные. Самые серьезные проблемы, связанные с включением датчиков в Интернет вещей, касаются не столько разработки новых технических средств (от индикаторных трубок в смартфонах до радиочастотных тегов, распознающих несвежую еду или определяющих концентрацию взрывоопасных веществ в общественных местах), сколько создания умных систем, которые будут собирать данные, мгновенно их сортировать и предоставлять необходимый в данном контексте результат.

Традиционный подход, то есть структурированные базы данных, не всегда отвечает масштабам Интернета вещей. Даже при наличии меток и идентификаторов данных бывает трудно разобраться со всей информацией и найти правильные данные для конкретных обстоятельств. Такие проекты, как «Открытые факты о еде» (Open Food Facts) и «Простой УТК[37]» (Simple UPC), сейчас работают над созданием расширенных баз данных для приложений на смартфонах и других подключенных устройствах, хотя пока они находятся на ранней стадии своего развития. Неструктурированная информация из электронных писем, аудио– и видеофайлы, данные из социальных медиа и т. д. создают еще больше препятствий.

Из этого следует, что существует потребность в сложных алгоритмах и программных кодах, которые помогут разобраться со всеми этими данными. Например, для аэропорта, конечно, крайне нежелательно объявлять о заложенной бомбе, если это впоследствии окажется ложной тревогой. Такой инцидент станет причиной паники и получения травм в результате попыток эвакуировать людей. Тем не менее неожиданный взрыв, разумеется, приведет к куда более серьезным последствиям. Ущерб от взрыва может быть непоправимым, учитывая потенциальные многочисленные травмы и смерти, не говоря уже о сорванных планах путешественников и огромных денежных потерях для индустрии туризма.

 

Ключом к созданию подключенных систем, работающих в реальном мире, будет контекст. Чтобы строить умные здания, транспортную инфраструктуру, системы безопасности и умные города – с миллионами и миллиардами объектов, IP-адресов и точек формирования данных, – необходимо вывести текущие технологии управления данными на качественно новый уровень.

 

Ключом к созданию подключенных систем, работающих в реальном мире, будет контекст. Чтобы строить умные здания, транспортную инфраструктуру, системы безопасности и умные города – с миллионами и миллиардами объектов, IP-адресов и точек формирования данных, – необходимо вывести текущие технологии управления данными на качественно новый уровень. Когда миллиарды или триллионы устройств направляют потоки данных на компьютеры, а в разных точках на пути происходит их обработка, концепция сбора, хранения и анализа данных принципиально меняется. Привычные средства обработки и анализа данных не в силах приспособиться к работе с данными таких больших объемов и сложности.

Объединенные облачные сервисы и распределенные вычислительные модели, вероятно, станут частью решения проблемы по мере развития Интернета вещей. Обрабатывая и анализируя данные на различных стадиях цепочки добавления ценности, можно масштабировать ресурсы и использовать их именно в тот момент, когда они нужны. Кроме того, мощности эластичного вычисления (способность устанавливать и разрывать связь с вычислительными ресурсами по требованию в облаке), которые можно получить у все большего количества производителей, позволяют использовать более гибкую модель для выполнения множества функций, связанных с обработкой данных. Во многих случаях они также открывают доступ к экономичным инструментам с открытым исходным кодом, которые упрощают задачу комбинирования различных типов и форматов данных и извлекают полезную информацию о сложных взаимоотношениях и взаимосвязях между ними.

Но даже при использовании сложных моделей вычисления и управления данными дорога к умным городам и прочим умным системам наверняка будет оснащена и другими ограничителями скорости. Например, такими ограничителями может стать необходимость выяснения того, кто является собственником данных; как организации должны подтверждать их точность; какую плату компании будут устанавливать за использование данных; как долго они могут сохранять их у себя; в каком формате должны быть данные, которые требуются многим пользователям в разных отраслях. Потребителям также будет что сказать по поводу приватности данных. Интерфейс прикладных программ (API) и другие инструменты, объединяющие данные, поднимают основные вопросы, связанные с владением информацией и эксплуатационной совместимостью данных.

Когда инженеры, разработчики продукции, программисты и все прочие в конце концов создадут более совершенные модели данных и аналитические системы (нет никаких причин сомневаться, что это случится), в результате мы получим продвинутые системы, которые изменят практически все. Контекстно зависимые сенсорные средства, работающие на базе программ и алгоритмов нового поколения, изменят то, как машины работают и как люди смотрят на использование личных электронных устройств. Например, смартфон сможет понять, что его забыли в сумочке или кармане, или что человек бежит, чтобы успеть на самолет, и автоматически изменит настройки, устанавливая нужный уровень громкости вызова и параметры функции «не беспокоить». Также смартфон будет знать, когда человек спит или когда он должен получить сигнал, чтобы не спать. Точно так же датчики, вшитые в одежду, обувь и другие материальные объекты, будут измерять сердцебиение, уровень потоотделения, скорость сжигания калорий и другие показатели. И на основании полученных данных сумеют определить, когда бегуну или велосипедисту нужно выпить воды или съесть энергетический батончик, чтобы сохранить работоспособность на нужном уровне.

Подобные выгоды возможны и в промышленном секторе, и они уже появляются. Например, в Финляндии датчики, встроенные в мусорные баки, сообщают уборочным машинам, когда требуется их забрать. Это сократило расходы на вывоз мусора на 40 %. В Ницце умная система парковки в реальном времени сообщает водителям о наличии свободных мест. Благодаря этой системе трафик уже немного разгрузился и выбросы углекислого газа снизились. Но эти возможности сильно ограничены по сравнению с теми, что открывает нам будущее. Например, благодаря сети автономных транспортных средств гораздо больше машин сможет ездить одновременно, ведь расстояние между автомобилями будет составлять лишь несколько дюймов, при этом риск столкновения будет стремиться к нулю. Система также сможет управлять светофорами и перенаправлять потоки транспорта при изменении условий. В результате мы получаем экономию миллиардов и даже триллионов долларов в год и снижение выбросов выхлопных газов в атмосферу.

В мае 2013 г. в научной статье, опубликованной в издании «Исследования и практические занятия по видам коммуникаций» (Communications Surveys and Tutorials) Института инженеров по электротехнике и электронике, Чарит Перера, Аркадий Заславский и Димитрос Георгакополус[38] писали о том, что контекстно-зависимые вычисления воплощаются в трех видах взаимодействия. Первый – это персонализация, связанная с предпочтениями пользователя и соответствующим реагированием на них системы (например, программирование системы автоматизации дома). Второй – пассивная осведомленность о контексте, когда система следит за окружающей средой и предлагает пользователю соответствующие опции (например, получение купона на скидку при входе в магазин). Третий – активная осведомленность о контексте, когда система непрерывно отслеживает состояние окружающей среды и обстоятельства и действует самостоятельно (например, если система обнаружила утечку газа, она автоматически уведомляет соответствующую службу). Можно ожидать, что, когда Интернет вещей окрепнет, мы увидим все это в реальности, и поток новых приложений стремительно хлынет в нашу жизнь.