Что такое интернет вещей? (текстовая версия лекции)

На "Университетских субботах" рассказали об интернете вещей

Аспирант и инженер одной из кафедр Национального исследовательского университета МИЭТ Анастасия Семенова в рамках проекта "Университетские субботы" рассказала, что такое интернет вещей и чем он полезен. Сетевое издание M24.ru приводит текстовую версию лекции.

- Интернет вещей, что это такое? Перед тем как рассказать вам, что это за технология - или шаг в будущее, или революция, - я хочу спросить, знаете ли вы, сколько человек сейчас во всем мире имеют доступ в интернет?

- 90%.

- Нет, не 90%. Еще какие есть варианты? Примерно треть людей, на самом деле, имеют доступ в интернет, это где-то два миллиарда человек, чуть больше. Вы все наверняка, здесь присутствующие, имеете доступ в интернет, правда? И какими возможностями интернета вы пользуетесь обычно? Это, наверное, какие-то соцсети, видео, да? И насколько сильно это облегчает вашу жизнь? Вы когда-нибудь задумывались о том, что бы вы делали, если бы интернета не было? Вам пришлось бы ходить в кино, чтобы смотреть кино, правда? Сейчас, например, через интернет можно записаться к врачу, можно через интернет поступить в ВУЗ, я даже знаю людей, которые проходили собеседования по Skype. То есть возможности, которые нам дает интернет, - они практически безграничны. Еще такой момент: сколько у вас дома устройств, с помощью которых вы можете подключиться к интернету?

- Пять-шесть.

- Пять-шесть. Ну, средняя семья у нас – 3-4 человека, да, и на такую семью 5-6 устройств, и на всех этих устройствах вы можете делать примерно одно и то же. Вы можете с планшета зайти в соцсети, например, можете зайти со смартфона, можете зайти со стационарного компьютера, и так далее. У всех у вас есть больше одного устройства. Вы можете прийти в школу, оттуда зайти откуда-нибудь, все пользуетесь обязательно. А вот теперь представьте, что все эти устройства могут взаимодействовать сами по себе без вашего влияния. То есть вам нужно передать какую-то информацию, и эти устройства могут сами ей обмениваться. Например, сейчас существует такое понятие, как синхронизация вкладок в браузерах, пользуетесь наверняка. Не пользовались синхронизацией вкладок? Пользовались. То есть, да, у вас разные устройства сами синхронизируются. То есть вы смотрели что-то с одного устройства, пришли домой и со стационарного компьютера можете посмотреть то же самое, что днем смотрели со смартфона. Никаких с этим сложностей нет. А если устройства научаться предугадывать, что вы хотите? Сами находить вам какую-то информацию? Например, выходя из дома, вы уже будете знать, что ваш телефон сам по себе заказал вам чашку кофе в кафе, например. Это же будет здорово, удобно.

- Платить придется тебе.

- Да, платить придется тебе. Почему? Телефон может сам оплатить через сеть, точно так же, практически у всех сейчас есть какие-то электронные деньги, какие-то карточки, все наверняка пользуетесь. Вот так все это работает. Так что такое, собственно, интернет вещей? Технически интернет вещей - это всего лишь момент времени, в который количество устройств, подключенных к сети, превысило количество людей, включенных в сети. То есть это где-то 2009 год, когда у нас на одного человека - одного пользователя сети - приходилось практически два устройства, ну примерно. Сейчас это число растет. Очень скоро у нас будут миллиарды, и даже триллионы устройств, подключенных к сети - все, чем мы пользуемся, будет иметь доступ к всемирной паутине, передавать данные, обрабатывать эту информацию.

Сейчас покажу вам такую урбанистическую картинку. Есть такой замечательный фильм "Суррогаты". Те, кто смотрел этот фильм, наверняка помнят, о чем он. Несколько лет назад казалось, что это какие-то запредельные технологии, но нет, уже сейчас создаются роботы, которые очень похожи на людей. Например, в университете Токио, кажется, профессор, создавший робота, в точности похожего на него, и общающийся с ним по сети, посадил этого робота и заставил читать лекцию. Он просто включил запись (у робота есть какая-то мимика), и представляете, студенты какое-то время даже не поняли, что перед ними робот, а не их профессор. То есть управление дистанционное этим роботом. Он может управлять его движениями с помощью большого количества датчиков и других управляющих устройств - все это происходит по сети.

Что такое вещь в "интернете вещей"? Это любой объект, который перемещается в пространстве и может быть определен каким-то идентификатором. Какие плюсы мы можем получить, имея большое количество таких объектов? Во-первых, это обработка большого количества данных. Уже сейчас, вы знаете, что количество информации растет экспоненциально, и обрабатывать ее становится все труднее и труднее существующими техническими средствами, поэтому они должны развиваться. Это отслеживание местоположения вещей. Например, во всех магазинах сейчас существует система предотвращения краж, когда на каждой вещи есть датчик, который срабатывает, если вы выносите предмет с этим датчиком за пределы магазина. А если вы можете отслеживать практически все вещи, которые у вас есть, то у вас автоматически решается такая проблема, как поиск вещей в дамской сумочке, например. Девчонки наверняка все сталкивались, когда там много-много всего, и очень сложно что-то найти. Если у каждого предмета будет свой идентификатор, вам найти будет гораздо проще. Взяли со смартфона, в какой части сумочки, в каком кармане лежит то-то или то-то. Оно вам нашлось. Какая-нибудь проблема второго носка, например, когда у вас есть один, а где второй такой же – непонятно. Если на каждом будет метка, вы легко его найдете. Это и расчет маршрута передвижения.

Сейчас наверняка все практически пользуются навигационными системами, и в машине у всех стоят навигаторы, и, когда вы куда-то едете, навигатор говорит вам, куда ехать и каким путем туда добраться. Многие навигаторы подключаются к сети, считывают информацию о пробках, и выбирают оптимальный путь в зависимости от пробок. Если такие системы будут менее громоздкими и встраиваемыми в любые устройства, которыми вы пользуетесь, это будет гораздо более удобно. Вы можете находить пешеходные маршруты, где-то в незнакомых городах легко ориентироваться, и чем больше будет таких устройств, тем точнее вы сможете рассчитывать ваш маршрут. Это и удаленное управление устройствами, как, например, многие, наверняка, пользуются кофеварками, которые к определенному времени, по таймеру, срабатывают и варят вам кофе. В будущем это и предметы, которые будут угадывать ваши желания. Таким образом все это может привести к революции в сфере обмена данными, когда потоки информации будут очень большими, и все действия, которые вы сейчас делаете с какой-то неохотой, могут быть автоматизированы.

Перед тем, как рассказать вам поподробней, какие именно технологии заложены в понятии интернета вещей, я немножечко расскажу вам о том, как вообще это вообще все появилось, и с чего все это началось. Еще в 1926 году Никола Тесла сказал о том, что все будет преобразовано в большой мозг, все вещи станут частью единого целого, и каждый человек будет иметь доступ к этой информации с помощью прибора, похожего на современный телефон, и сможет носить его в кармане. Это было сказано 90 лет назад. Сейчас все так и есть. Вы можете практически всем отправлять с вашего смартфона. Чем дальше будет идти время, тем больше функций будет включено в обычный телефон. В 90-м году появилась первая вещь, подключенная к сети. Это был тостер, и это было в Америке. Только в 99-м году появился термин "интернет вещей", и как видите, всего через 10 лет интернет вещей уже оказался в нашей жизни. 2008-2009 годы - как раз то время, когда количество устройств, подключаемых к сети, превысило количество людей.

Как вообще развивались сетевые технологии, как развивался интернет? Первый этап развития интернета можно назвать исследовательским этапом, когда еще интернетом пользовались только в университетах, и сеть нужна была только для передачи данных между профессорами об их исследованиях. Второй этап развития интернета - это так называем "брошюрный этап", когда больше людей получили доступ, и началась так называемая "доменная лихорадка": все старались занять какой-нибудь домен и вывести какую-то информацию о себе, личную. Ну, наверняка вы все это не застали уже, но все еще наверняка есть у каждого желание вывести какую-то информацию о себе, и сейчас у нас для этого есть социальные сети - раньше такого не было, и каждый создавал свою личную страничку, где что-то такое писал. На третьем этапе развития интернета появились такие сайты как, Amazon.com, eBay и так далее. Это те сайты, с которых вы можете совершать покупки. Такой своеобразный "бум" тоже произошел. Следующий, четвертый - это социальный этап, когда каждый может выводить информацию в сеть о себе с помощью социальных сетей.

Но все эти шаги не содержали в себе настоящей эволюции. Первой эволюцией интернета как раз принято считать интернет вещей. Это первое существенное изменение на уровне физического интернета. До этого было все одинаково, то есть все те же одинаковые протоколы, которыми вы пользуетесь, примерно одинаковые устройства (с разной мощностью, конечно, но все функции, которые они выполняли, они довольно статичны были во времени). Сейчас, когда у нас появляется все больше и больше устройств, подключенных к интернету - это какие-то сенсорные датчики, какие-то небольшого размера устройства, которые не выполняют уже всех тех функций, - в сумме они могут выполнять гораздо более сложные действия. Это и распределенные вычисления, когда большое количество компьютеров считают какую-то одну задачу, связываясь по сети друг с другом, это и многое-многое другое. Сейчас у нас в очень многих местах расположены датчики температуры, давления, вибрации, освещения и так далее, которые позволяют делать нашу жизнь более комфортной, контролировать все, что в ней происходит. И в том числе интернет вещей проникает в недоступные ранее сферы. Мы можем уже создавать очень-очень маленького размера компьютеры, камеры, сенсоры. Чем это удобно? Вы теперь можете закреплять какие-то датчики не только на стене, например, но и, скажем, создано устройство, которое позволяет диагностировать здоровье человека, состояние его желудочно-кишечного тракта. Вы просто проглатываете этот сенсор - он делается из материалов, не влияющих на здоровье, - и некоторое время он считывает информацию, о состоянии вашего здоровья.

Все эти предметы, которые представлены на слайде, можно подключать к сети, все они могут взаимодействовать, договариваться о своих действиях, могут быть синхронизированы. Какие две технологии лежат в основе интернета вещей? В первую очередь это радиочастотная идентификация. Все слышали о радиочастотной идентификации? Все наверняка ходите в метро, пользуетесь этими карточками. Что они собой представляют внутри, знаете? Там есть чип и антенна, и в этом чипе записан идентификационный номер вашего предмета. Зачем это нужно? Если мы к каждому устройству подключаем, наклеиваем эту метку на каждое устройство, то каждое устройство имеет свой идентификационный номер, и с помощью считывателя может быть обнаружено его местонахождение в пространстве. Особенно если таких считывателей много. Вторая технология - это технология сенсорных сетей. Это как раз сети, состоящие из датчиков, которые обмениваются информацией с терминальным устройством, которое управляет работой всех этих датчиков.

Вот здесь у вас представлены разработки нашей кафедры в области сенсорных сетей, так называемая технология "умный дом". Один из стендов - это так называемая система защиты: от протечек вы ставите датчики на трубы, их можно поставить очень много, одно терминальное устройство поддерживает до 65 тысяч датчиков, и всего лишь одно терминальное устройство, которое будет управлять работой вашей системы. Каким образом это работает? Если хотя бы один датчик заливает водой, он передает данные на терминальное устройство. Терминальное устройство получает информацию, определяет место протечки и закрывает кран автоматически, и так же сообщает пользователю о том, что произошла протечка и где. В зависимости от системы это может быть более просто или более сложно. Датчик у нас разрядился. Их обычно хватает на 5-7 лет.

Вторая система - это система пожарной охраны, когда у вас стоят датчики задымленности. Опять же, если поднести спичку к этому, но это уж точно мы показывать не будем: он сработает и передаст на терминальное устройство информацию о том, в каком конкретно месте очаг возгорания обнаружен.

Принято выделять четыре уровня развития так называемого интернета вещей. Первый уровень – это идентификация каждого отдельного объекта, о чем я вас рассказала. Второй уровень обычно связывают с сервисом по обслуживанию потребностей. Например, та же самая сеть "Умный дом". Все слышали наверняка об этой технологии? Самый простой пример, с которым мы сталкиваемся, – это свет, это датчики движения, которые включают свет, когда вы, например, вступаете на лестницу. Зачем это нужно? Есть идеи? Экономить электричество, конечно, и все эти технологии призваны для того, чтобы в конечном итоге не только упростить нашу жизнь, но и сделать более разумным потребление всего, что мы потребляем, а потребляем мы довольно не мало. Третий этап - это урбанизация городской жизни, в него мы, можно сказать, не вступили, но это концепция "Умного города", когда устройства во всем городе будут связываться друг с другом и упрощать нашу жизнь. То есть это может быть какой-то квартал или многоквартирный дом, в котором все связано между собой. И четвертый уровень – это сенсорная планета. И по поводу сенсорной планеты: вот сейчас компания Cisco производит, они ввели такую инициативу, как Cisco Planetary Skin. Это слежение за состоянием экологии. Это миллиарды датчиков, расположенные в разных местах, которые фиксируют такие простые вещи, как температура, давление, влажность и так далее. Но, собирая всю информацию с этих датчиков в одном месте, можно определить глобальное состояние Земли. Чем больше таких датчиков будет, тем точнее можно будет оценить и состояние Земли, и тем экономнее будет наше природопользование.

Одна из концепций, которая применяется сейчас, – это концепция умного автомобиля. Сейчас мы с вами посмотрим видео, что это такое, потом я расскажу вам немножко подробней.

Ну и что можно сказать? Сейчас вообще концепция умного автомобиля очень сильно развивается, особенно в Европе, потому что в Европе любят комфорт. Что вообще будет включать в себя умный автомобиль? Это автомобиль с доступом в сеть, и главная идея всего этого – это объединить все функции автомобиля. То есть это отдельная система управляющая двигателем, отдельная система управляющая выходом в сеть, это управление колесами автомобиля - все это предлагается объединить в единый функциональный узел, который таким образом максимально упростит пользование конкретным автомобилем. Этим занимается не только Nissan, например, Ford и General motors также уже выпускают первые такие автомобили, способные к сетевому управлению. Но, конечно же, они могут выполнять не все функции человека, и они это признают - эти компании.

Сейчас поговорим о еще некоторых разработках в сфере интернета вещей, которые уже реально работают. Первое, о чем мы сейчас поговорим, - это "облачная" парковка. В Америке в штате Калифорния в одном из городов ввели такую систему: пользователь скачивает себе на смартфон специальное приложение, и, когда он хочет припарковаться в каком-то месте, практически все парковки в городе снабжены датчиками, которые определяют наличие свободных мест. Пользователь, имеющий это приложение, подъезжающий к какому-то месту, может определить, если ли свободное место на этой парковке или нет. Так же там есть такие опции, как стоимость парковки в определенном месте и поиск ближайшей парковки к какому-то месту, опять же, куда человек хочет пойти. Как вы видите, это очень сильно может облегчить жизнь, и сейчас это уже реально работает, и просто нужно некоторое время и, конечно же, финансы, чтобы оборудовать все существующие парковки датчиками. Я думаю, что для Москвы это было бы очень актуальным.

Еще одна технология, которая сейчас активно внедряется, - это технология интеллектуального зеркала. Что это такое? Скажем так, интернет, проведенный в обычное зеркало, а на зеркале имеется панель, которая работает практически как планшет. Вы можете не отходя от зеркала, собираясь, выходя из дома, посмотреть все новости, например, все, что вам интересно, узнать об окружающем мире, отправить SMS или еще что-то.

В штате Джорджия в Атланте ввели первое, наверное, умное здание. Это целое здание, это музей естествознания, где стоят везде датчики, которые определяют местоположение всех посетителей музея. Это работает таким образом: база данных собирает информацию о положении посетителей музея, она содержит информацию о каждом экспонате. То есть это какие-то и фильмы и просто какие-то рассказы, и когда посетитель подходит к какому-то очередному экспонату, ему предлагается на выбор опция: посмотреть фильм, например, об этом экспонате или послушать какой-то еще рассказ, или еще что-нибудь такое. То есть вам не нужно брать какие-то специальные наушники с собой или использовать услугами гида. Посещая такой музей, вы просто подходите к экспонату и сразу узнаете все о нем, то есть вам просто начинают рассказывать.

Еще одна инициатива, которая меня, например, очень впечатлила, - это "твиттер" велосипеда. Наверняка уже многие из вас пользуются "твиттером", да ведь? Пишите там что-нибудь? Ну как когда-то появился ЖЖ камня, который каждый день писал, что ничего не происходит, сейчас существует "твиттер" велосипеда, но велосипед пишет сам от себя. Это полностью автоматизированная вещь. Это сделала одна американка, которая очень любит кататься на велосипеде, она снабдила его некоторым количеством датчиков. Он фиксирует данные о скорости, температуре, влажности, о маршруте движения, частоте движения педалей и так далее, и все эти данные вместо скучного потока цифр он обрабатывает в виде эмоциональных сообщений, которые сам отправляет в "твиттер". У него, соответственно, есть некоторое количество читателей, довольно большое, и он набирает популярность, этот велосипед. Он также фотографирует, отправляет свои фото, и представьте, если каждый из вас может это делать. Вам не обязательно рассказывать друзьям, где вы сейчас находитесь, - ваша машина или велосипед сам все расскажет.

Сейчас уже появилось большое количество носимых устройств, которые так же могут сами отправлять информацию, например, такая вещь, как Google Glass. Знаете, что такое Google Glass? Вот теперь посмотрите видео. Все полностью снято с помощью этих очков Google. Как мы видим, это устройство очень удобно в использовании, оно представляет собой очки с необычной оправой, в которой в верхнем правом углу встроен вот этот экран, с помощью которого вы можете видеть все, что происходит. Он может записывать на камеру, снимать фотографии, с помощью Google Glass вы можете отправлять эти фотографии своим друзьям, писать сообщения. Это устройство имеет голосовое управление, то есть, как вы видели, нужно просто сказать: "Ok, Glass" - и дальше непосредственно выдать команду. Вы можете искать какую-то информацию непосредственно в поисковой сети Google и так далее. То есть, казалось бы, такое простое устройство, тем не менее, оно позволяет вам иметь свободные руки, связываться со всем миром.

Еще одна из инициатив, которая сейчас развивается, - это умные кроссовки. Показываю вам видео о кроссовках Nike, с датчиками скорости. Здесь два человека, находящихся в разных местах, одновременно пойдут бегать и записывать информацию о своем маршруте, скорости. Датчик вставляется в кроссовок. Сейчас он взаимодействует со смартфоном. Вы видите, у них у обоих на руках подключен смартфон, но в перспективе это можно тоже будет включить в одно устройство, которое будет в кроссовке. Вот здесь мы видели, как два человека с разных концов земли посоревновались в беге, сравнили эту информацию с помощью датчика, который вставляется в кроссовок. Возможно, через какое-то время эти датчики, эти приемо-передающие устройства будут более сложными, и смогут взаимодействовать сами друг с другом без участия смартфона, просто сразу отправлять информацию в сеть Интернет, и, пока вы будете бегать по утрам, ваши родственники будут знать, где вы бежите, что там с вами происходит. Соответственно, это такое неплохое подспорье в области безопасности, если вы пошли бегать в темный лес, все ваши родственники будут знать, где вы сейчас бежите, что с вами, с такими кроссовками. Возможно, через какое-то время, кроссовки будут определять все ваши координаты и выбирать вам маршрут для бега, где нет других бегунов, или еще что-то подобное.

Так же сейчас существует инициатива по оптимизации и сбору мусора, например. Что это такое? Это выбор оптимального маршрута для машин, которые собирают мусор из разных точек. Обработка всех этих данных - метки на каждой мусорной корзине, на каждой урне - если все эти данные будут передаваться в сеть Интернет, с помощью вычислений можно будет определить не только оптимальные маршруты для этих машин, но и оптимальные способы обработки. То есть мы можем контролировать все, что происходит на мусорообрабатывающих, мусоросжигающих заводах: это и помощь в разделении отходов на перерабатываемые и не перерабатываемые, это и определение нагрузки для этих заводов и так далее. Все это можно будет реализовать, сейчас у нас есть в институте тоже люди, которые занимаются этим 0 занимаются созданием целой программы, которая будет рассчитывать все эти данные, и со временем туда можно включать все больше и больше информации, то есть не только о выборе оптимального пути для машин, но и непосредственно уже выбор оптимальных режимов работы этих заводов. Все это достигается с помощью двух технологий, о которых я говорила: это сенсорные сети и радиочастотная идентификация.

Еще одна из проблем человечества заключается в том, что человечество стареет. Продолжительность жизни растет, и сейчас средний возраст людей уже значительно выше, чем когда-то, и через какое-то время у нас будет очень много пенсионеров, у которых необходимо постоянно отслеживать состояние здоровья. У вас наверняка есть бабушки, дедушки, которые могут болеть, и, если вы живете не с ними, вы не можете постоянно знать, как они себя чувствуют. Для этого также могут применяться технологии, связанные с интернетом вещей. Это датчики в квартире и на одежде бабушки, дедушки, которые будут фиксировать их сердцебиение, температуру и прочие-прочие вещи, в том числе датчик может определить, например, если человек упал, и таким образом вы сможете сразу прийти на помощь. Но это распространяется не только на стариков, но и, например, на маленьких детей. Слежение за маленьким ребенком, я думаю, вы знаете, что это очень тяжелая вещь, и сейчас большинство систем мониторинга состояния ребенка строится на основе рации и видеокамеры, и родители просто себе в комнату могут поставить этот монитор и следить, как чувствует себя ребенок в отдельной комнате.

Одна из инициатив, связанная с интернетом вещей, - это мониторинг состояния ребенка. Что это такое? Сделали такой маленький носочек, который взаимодействует со смартфонами родителей, таким образом, родители могут перемещаться в разных местах и везде контролировать состояние своего ребенка. Он записывает такие параметры, как температура тела, сердцебиение, уровень кислорода и многое-многое другое. Все это очень удобно, это очень маленькое устройство, которое вот так передает свои данные и сразу транслирует на соответствующее устройство в реальном времени. То есть вы можете даже узнать, насколько хорошо спит ребенок. Здесь рассказываются разные технологии: это измерение пульса, которое меряется на ножке ребенка, и о том, как отсюда передается на различные устройства. Если эти устройства имеют доступ во всемирную сеть, то бабушки/дедушки на другом конце Земли всегда смогут контролировать, как поживает их внучек, не заболел ли он, все ли с ним в порядке. Как видите, устройство довольно удобное, маленькое, моется-стирается. Вот один из людей, которые занимаются этим проектом. Как видите, нашу жизнь можно облегчить очень и очень сильно с помощью вот такого рода устройств. А на самом деле это всего лишь некоторый набор датчиков, соединяющихся к сети с помощью передающего модуля.

Итак, какие технологии относятся к технологиям будущего? Какими знаниями нужно будет обладать, чтобы все, о чем я сейчас говорила, сделать еще лучше, и пользоваться этим в реальной жизни постоянно, что для этого нужно знать? Это непосредственно знание работы приемопередающих устройств, это знание распространения радиоволн, это знания в области проектирования антенн - всем этим занимается наш институт, все это можете узнать. Для передачи данных на небольшие расстояния и на большие нам нужны антенны. В каждом таком устройстве каждый датчик обязательно должен связываться посредством некоторой антенны, поэтому их проектирование очень важно. Очень важно знать связь между размерами антенны физическими и длинной волны, на которые будет идти передача данных. Чем меньше мы делаем антенну, тем выше частота, на которой мы будем передавать нашу информацию, поэтому сейчас также очень развивается область передачи информации на сверхвысоких частотах и выше (это гигагерцовые частоты). Вы знаете, наверное, на каких частотах работают мобильные телефоны? Знаете? Ну вспомните, есть такие стандарты GSM что-то там. Нет? GSM-800/1900 – это мегагерцовый диапазон. Стандарт Wi-Fi, которым все пользуетесь точно, работает на какой частоте? На 2,4 Гигагерц. Эта частота уже гораздо выше. Соответственно антенны, которые мы можем применять, могут иметь меньший размер в зависимости от конструкции. Если мы хотим сделать устройство на большой частоте, нам нужна очень-очень маленькая антенна, и наоборот.

Маленькие антеннки - это хорошо, учитывая что мы хотим делать очень маленькие устройства, и все это можно сделать. Это и вообще миниатюризация полностью всех устройств. Как мы знаем, была когда-то эпоха, когда компьютеры были большими, сейчас они становятся все меньше и меньше, а их мощность вычислительная растет, и сейчас вы с обычного смартфона можете выполнять столько операций, сколько 20 лет назад ни одному стационарному компьютеру и не снилось. Все это достигается за счет миниатюризации устройств, разработки новых технологических процессов, создания микросхем, которые работают в ваших компьютерах. Соответственно, это область микроэлектроники, которой занимается весь наш вуз полностью. Но, помимо микроэлектроники, которая имеет тоже некоторые технологические пределы, физически ограниченные, развиваются и другие области электроники, поэтому обязательно необходимо для развития этих будущих технологий знать материаловедение – это возможность применять экологические какие-то, не загрязняющие окружающую среду материалы. Это и уменьшение существующих устройств с помощью каких-то новых видов электроники, новых материалов. Это и робототехника, которая, как вы сейчас знаете, тоже развивается стремительными шагами, и у нас в институте есть ребята, которые занимаются роботами. Это и, конечно же, программирование, потому что каждое устройство, которое связывается с сетью, должно быть запрограммировано на выполнение определенных действий, без программирования работать не будет ничего вообще. Это и, конечно же, сетевые технологии. Многие из вас, наверняка, имеют дома Wi-Fi роутер, который раздает сеть на несколько ваших устройств. Правильно? Настраивали когда-нибудь? Пытались? Кто-нибудь настраивал наверняка, или родители ваши настраивали, наверное, вы лучше знаете, чем родители, как настраивать. Это очень простой пример сетей, когда у вас есть один роутер и много-много устройств, которые к нему подключены.

А теперь представьте, что нужно провести такую сеть, в которой будет несколько тысяч устройств. Это гораздо сложнее, правда? Это и будут сетевые технологии: вы должны наладить взаимодействие этих устройств друг с другом таким образом, чтобы все они передавали информацию с достаточной скоростью, чтобы каждый пользователь и каждое устройство, которому необходим доступ в сеть, могли получить этот доступ, и так далее.

Сейчас очень сильно развивается такая вещь, как эпизодические сети. Это сети, в которых нет центрального устройства, которое, скажем, как домашний роутер, раздает сеть всем остальным. Это общая объединенная сеть, в которой все устройства равноправны. Работа с такой сетью гораздо сложнее. Но именно эти сети будут в будущем. Что это такое? Это сеть, состоящая из мобильных абонентов, мобильных устройств, когда каждый предмет, данные с которого вы хотите считывать, перемещается в пространстве. Он может менять мощность своей передачи. То есть в нем все-все вообще может поменяться. Как вот здесь уже представлено, например, вертолеты летящие: на них стоят какие-то датчики и вам нужно каким-то образом заставить каждое это устройство взаимодействовать со всей сетью. Передавать информацию от одного устройства к другому без достаточно долгих задержек. Это обязательно должно быть все моделировано. Для этого сейчас создаются новые протоколы. Все эти сетевые технологии имеют очень большой потенциал в будущем. Все это стоит знать. Это и область более точных измерений, потому что каждое сенсорное устройство, датчики, должны быть как можно более точно измерять все параметры. По сути, чем лучше мы хотим сделать нашу жизнь, тем точнее должны быть измеряемые параметры этих датчиков. Потому что неизбежно случаются ошибки, как вы понимаете, устранение этих ошибок достигается либо повышением надежности, точности устройств, либо каким-то повторением данных, которые они передают.

Одним из самых сложных вопросов остается питание датчиков и питание сенсорных устройств, которые будут являться теми самыми "вещами" в интернете вещей» в котором мы будем с вами жить очень-очень скоро. Если сейчас большая часть датчиков работает от батареек, необходимо обязательно развитие каких-то новых технологий, которые позволят питаться более экологично, скажем, от солнечных батарей или от каких-то новых других источников энергии. Сенсорные датчики как правило имеют малое энергопотребление, могут работать несколько лет от одной батарейки. Но, тем не менее, если это будет носимое устройство, которое будет носиться человеком или, например, будет использоваться для контроля миграции животных (мы не можем каждые несколько лет ловить целое стадо оленей каких-нибудь и каждому приделывать новый датчик или менять им батарейку, это не очень удобно), поэтому, в наших интересах, если мы хотим сделать нашу планету лучше, мы должны попытаться найти какие-то такие источники энергии, которые бы позволяли всем этим устройствам работать как можно дольше, потреблять как можно меньше. И как можно меньше вредить окружающей среде. То есть они должны создаваться, опять же, из экологичных материалов, поэтому это и развитие материаловедения.

Вот та самая RFID-метка, о которой я вам говорила. Эта технология также требует некоторого развития. Каждая метка содержит в себе чип, который содержит идентификационный номер, и вот это все, что вокруг него, – это антенна. Соответственно, если мы хотим сделать наши устройства очень маленькими, мы должны уменьшить эту антенну. Если сейчас у нас в целом таком проездном половину площади занимает антенна, нам было бы удобнее, если бы она была меньше. Например, когда вы покупаете книжку в магазине, там тоже обычно приклеены эти метки, и они эстетически портят вид. Поэтому чем они меньше, тем лучше.

Существует также большое количество проблем в области развития радиочастотной идентификации - технологий, заключающихся, например, в том, чтобы считывать большое количество меток. Одно из применений технологии - ваш поход в магазин. Когда вы покупаете продукты, продавец берет и считывает идентификационный номер каждого продукта. Насколько удобнее было бы, если бы вы просто подносили корзинку, и все товары в ней разом считывались. Правда, было бы гораздо удобнее и быстрее? И сразу вам бы просто выдавалась готовая сумма. Проверяете потом по чеку, все ли то вы купили. В принципе, это реализовать можно. Но, опять же, требует некоторого времени, некоторых материальных затрат и так далее.

Вот, соответственно, те антенны на кристалле, разработкой которых занимается наша кафедра.

Подводя итоги, что хочется сказать. Во-первых, я думаю, всем из вас уже ясно, что интернет вещей очень сильно может менять жизнь, упрощать ее, облегчать взаимодействие людей, устройств. Также это является большим стимулом к развитию технологий, которые будут улучшать в целом жизнь на всей нашей планете. Это и слежение за состоянием здоровья людей, это и слежение за состоянием Земли, за температурой, за состоянием озонного слоя. И вообще – за всем-всем-всем.

Какие опасности может таить в себе такое развитие технологий? Первая опасность - приватность ваших данных может быть нарушена. Хотите ли вы, чтобы ваш, к примеру, холодильник транслировал информацию для всех о том, что в нем лежит, и каждый ваш сосед может знать, что лежит в вашем холодильнике? Кто-то, может быть, и не против, но кому-то это покажется с этической точки зрения не очень удобным и не очень приятным. Хотите ли вы, чтобы ваши устройства, например, постоянно напоминали вам о том, чтобы вы не забыли принять какие-то таблетки или еще что-то? Кому-то это опять же может показаться удобным, кто-то может сам для себя лучше решит, нужно ему это или не нужно. Это и так называемая боязнь "восстания машин" (насколько это реально, будущее, конечно, покажет). Но может все начаться с малого – с зубной щетки или расчески, которые будут вам напоминать о себе постоянно и таким образом вызывать у вас большой дискомфорт.

Ну и самая большая проблема, о которой как раз говорили исследователи Google, пытающиеся создать автоматически работающие сетевые автомобили, - они говорили о том, что не все функции человека можно заменить механикой, то есть нельзя полностью облегчить человеческую жизнь и избавить от всего. И не только с технической точки зрения, но и с точки зрения морально-этической. Потому что все из вас наверняка слышали, сталкивались с такой вещью, как интернет-зависимость, зависимость от компьютерных игр, которые заключаются в том, что человек теряет чувство реальности происходящего и может в реальной жизни начать вести себя таким образом, как если бы это все было на самом деле нереальным. Такое сильное упрощение нашей жизни с помощью различных сетевых устройств - оно также таит в себе такую же опасность. Поэтому хочется вам всем сказать: будьте осторожны. Облегчать жизнь с помощью всяких устройств – это, конечно, очень здорово, и нужно к этому стремиться, но не забывайте, что вы живете в реальном мире, общаетесь с реальными людьми, и интернет-общение не должно никак влиять на ваше общение в реальной жизни, не должно заменять его никогда. Все равно: вы – это вы, ваше тело – это ваше тело, ваш разум – это ваш разум, а не какой-то сетевой разум.

Сетевые технологии должны быть немножечко ограничены в нашей жизни.