Išmanusis daiktų tinklas. Susikurk ir valdyk jį pats

Šiandieniniame technologijų pasaulyje skaitmeninės informacijos srautai žaibiškai didėja. Pasaulyje kas 60 sekundžių išsiunčiama daugiau nei 150 mln. elektroninių laiškų, parsisiunčiama keliasdešimt tūkstančių mobiliųjų programėlių, garso įrašų ar filmų.

Skaitmeninės informacijos srautus didina ir žmogaus noras lengvinti savo kasdieninius darbus buityje ir darbo aplinkoje. Tokiam žmogaus poreikiui patenkinti „įdarbinami“ daiktai – pradedant nuo avalynės, papuošalų, aksesuarų iki įvairių elektroninių prietaisų ir įrenginių.

Kauno technologijos universiteto Elektros ir elektronikos fakulteto (KTU EEF) mokslininkai atsako, kaip paprastų, kasdien naudojamų daiktų, pavyzdžiui, avalynės, „įdarbinimas“ yra susijęs su skaitmeninės informacijos didėjimu. Kaip tai palengvina žmogaus kasdieninę darbų rutiną ar padidina komforto lygį jį supančioje aplinkoje. Kaip daiktai gali bendrauti su kitais daiktais ir  žmogumi.

 

Daiktų internetas

Mūsų aplinkoje yra daug įvairių jutiklių. Automobiliuose įdiegti parkavimui skirti jutikliai, padedantys vairuotojams išvengti tam tikru atstumu esančios kliūties ir pastatyti automobilį. Patalpose šviestuvai įsijungia, jutikliui užfiksavus judesį. Jutikliams išmatavus aukštesnę temperatūrą, automatiškai atidaromi šiltnamių langai. Tai tik keli pavyzdžiai, kuriuose jutikliai yra pagrindiniai elementai visoje automatizuotoje sistemoje.

Jutikliai – tai įrenginiai, gebantys fiksuoti išmatuotą informaciją iš jį supančios aplinkos ar daikto, ir tą informaciją apdoroję perduoti į kitą elektroninį įrenginį. Jeigu jutikliais užfiksuota informacija perduodama į elektroninį įrenginį, turintį sąsają su internetu, tuomet pastarasis gali  informacija keistis su kitais daiktais ir įrenginiais viso skaitmeninio pasaulio ribose. Tokia daiktų, jutiklių ir elektroninių įrenginių sąveika interneto aplinkoje vadinama daiktų interneto (angl. Internet of Things) technologija.

Gali iškviesti greitąją pagalbą

Išmanieji telefonai, laikrodžiai, akiniai, planšetiniai kompiuteriai ir kiti išmanūs įrenginiai yra viena iš sudėtinių dalių daiktų interneto sistemose. Žmogus, besinaudojantis išmaniuoju įrenginiu, pavyzdžiui, telefonu, realiu laiku gali stebėti savo fiziologinius parametrus (kvėpavimo dažnį, širdies ritmą, kraujospūdį ir pan.), aplinkos parametrus (apšviestumą, temperatūrą, slėgį, drėgmę ir pan.). Tam puikiai padeda jutikliai susieti su įprastiniais žmogaus dėvimais (laikrodžiai, drabužiai, avalynė) ar naudojamais (buitiniai prietaisai, oro kondicionieriai, šviestuvai, baldai) daiktais. Užfiksuota informacija apsikeičiama su kitais įrenginiais. Šio proceso metu internetas naudojamas kaip pagrindinė terpė informacijai perduoti. Tačiau daiktų gebėjimas bendrauti tarpusavyje ar su žmogumi atsiranda ne tuomet, kai užfiksuota informacija persiunčiama, o kai išsiuntus informaciją, yra gaunamas atsakymas – įvyksta tiesioginis poveikis žmogui, jį supančiai aplinkai ar daiktui.

Vienas iš tokių pavydžių yra sumanioji tekstilė. Dėvimi drabužiai, į kurių audinį integruotas jutiklis, gali stebėti žmogaus širdies ritmą ir tą informaciją perduoti pačiam žmogui į išmanųjį įrenginį. Jeigu fiksuojami kritiniai širdies ritmo sutrikimai, tokia daiktų internetu pagrįsta sistema gali informuoti artimuosius apie pablogėjusią žmogaus sveikatą ar net iškviesti skubią medicinos pagalbą. Nešiojami sumanūs aksesuarai, rankinės geba atpažinti žmogaus emocijas – džiaugsmą, liūdesį, ir tarnauja žmogui kaip prevencijos priemonė prieš emocijų sukeltas savižudybes.

Šaldytuvas pats užsako produktus

Įvairūs buitiniai prietaisai taip pat „atgyja“ daiktų interneto pagalba. Šaldytuvas gali stebėti, kurių produktų galiojimas yra pasibaigęs ir informuoti apie tai žmogų. Esant norui, tai gali būti susiejama ir su automatiniu naujų produktų užsakymu į namus. Žmogui beliks tik pasiimti produktus nuo durų slenksčio. Kavos aparatas stebi žmogaus kavos gėrimo įpročius. Atvykus į darbą ar grįžus namo, aparatas išverda jo mėgstamą kavą, atsižvelgdamas į asmens įpročius.

Atvykus į darbą, patalpoje esantys daiktai nustato reikalingą patalpos komforto lygį (temperatūrą, apšviestumą ir pan.), reaguodami į žmogaus nuotaiką, jo darbotvarkę kompiuteryje, lauko sąlygas. Esant reikalui, daiktai įjungs net muzikinį foną darbui gerinti. Taigi, praktiškai visi daiktai, turintys sąsają su skaitmeniniu pasauliu, gali būti vadinami daiktų interneto dalimi.

Daiktų, informacijos bei ryšių technologijų junginys bendroje daiktų interneto sistemoje leis stebėti žmogaus aplinką ir prognozuoti jo poreikius ar norus. Be to, daiktų perduodama informacija kitiems daiktams turės tiesioginį poveikį žmogui ir jo veiklai. Ateityje ryšys su daiktais stiprės vis labiau ir vis daugiau žmonių bus sujungiami juos supančiais daiktais.

Daiktai kuria išmanius daiktų tinklus

Techniniu požiūriu daiktų internetas yra globalus daiktų, fizinių įrenginių ir objektų, turinčių sąsajas su jutikliais, programine įranga bei gebančių rinkti, apdoroti ir keistis informacija, tinklas. Jo veikimas pagrįstas esamų ar naujai vystomų informacijos ir ryšių technologijų tarpusavio sąveika. Daiktai, gebantys bendrauti su kitais daiktais, kuria tinklus. Ir ne šiaip tinklus, o išmaniuosius daiktų tinklus.

Įsivaizduokime, kad turime skirtingas daiktų interneto sistemas. Vienoje – transporto sistemos daiktai (gatvės šviestuvai, šviesoforai ar net kelio danga), padedantys stebėti automobilių spūstis, fiksuojantys ir siunčiantys informaciją apie automobilių kiekį ir jų stovėjimo trukmę kelio atkarpoje. Kitoje – išmaniajame įrenginyje esanti orų prognozės informacija ir žmogaus susitikimų darbotvarkė. Sujungus šias sistemas į vieną tinklą, žmogus būtų iš anksto informuojamas išmaniuoju įrenginiu apie greičiausią ir patogiausią būdą nuvykti į konkrečią susitikimo vietą, išvengiant transporto spūsčių, prastų oro sąlygų. Taip vyktų tiesioginis poveikis žmogaus veiklai, kurį sukeltų tarpusavyje bendraujantys daiktai.

Kitas žingsnis – išmanieji miestai

Išmanūs daiktų tinklai yra ateities (o gal ir dabarties) vizija daugelyje sričių – pramonėje, transporte, energetikoje, sveikatos sistemoje, statybų sektoriuje, žemės ūkyje. Tai pagrindas išmaniųjų miestų kūrimuisi. Olandai pirmieji pasaulyje tokiu internetu šalyje sujungė 1,5 mln. daiktų į vieną globalų tinklą („KPN LoRa“), kuriame jie perduoda ir keičiasi informacija tarpusavyje. Pavyzdžiui, „KPN LoRa“ dėka žmonės išmaniųjų įrenginių ekranuose gali stebėti savo bagažo tvarkymą Olandijos Šipholio oro uoste.

Plačiau apie daiktų interneto technologiją, skirtą stebėti žmogaus sveikatos parametrus ar jį supančią aplinką sužinosite kūrybinėse dirbtuvėse, kurio vyks rugsėjo 9 dieną, 11, 12 ir 13 val. KTU Elektros ir elektronikos fakulteto 439 lab. (Studentų g. 50, Kaunas).

Nuotraukoje: Daiktų Interneto sistema žmogaus širdies pulso stebėjimui