Internet of Things

Internet of Things (IoT) o Internet delle cose, cos’è?

Con Internet of Things (IoT o Internet delle Cose, in italiano) si intende l’insieme di connessioni internet operate da oggetti e da luoghi, senza l’intervento di operatori umani. In questo contesto gli oggetti possono collegarsi alla rete, comunicare il proprio status e dati sul proprio operato, come statistiche ed altro, ed accedere ad informazioni utili per il proprio funzionamento, in modo del tutto automatico. Le applicazioni nel campo dell’Internet of Things sono molteplici e solo ora si comincia a sfruttarle. Oggetti che si connettono ad internet in modo indipendente possono essere sfruttati per sviluppare i settori della domotica, dei trasporti, della logistica, della medicina e moltissimi altri ambiti.

Come funziona l’Internet delle cose (IoT)?

Gli oggetti di uso comune, i macchinari industriali, i luoghi fisici e molto altro possono collegarsi autonomamente alla rete per molti motivi. Questa interconnessione permette agli oggetti di diventare intelligenti e crea una mappa virtuale, nella rete, del mondo reale. Moltissime componenti reali, dagli elettrodomestici alle automobili, vengono mappate e creano una sorta di luogo virtuale in cui convivono, diventando più intelligenti ed efficienti scambiandosi informazioni fra loro. In questo modo sarebbe possibile monitorare il traffico stradale e consigliare agli automobilisti i percorsi meno congestionati, etichettare ogni collo in spedizione in modo che la logistica possa tenerne sempre traccia a distanza e molto altro. Le tecnologie utilizzate dagli oggetti per collegarsi alla rete sono diverse. I primi ad essere utilizzati per la comunicazione e la trasmissione di dati fra oggetti sono stati i tag RFID, ma in tempi più recenti sono emerse nuove tecnologie più performanti, come il protocollo IEEE 802.15.4. Alcuni dispositivi potrebbero essere dotati di schede SIM in grado di collegarsi autonomamente ad internet tramite un servizio di traffico dati mobile, ma è facile supporre che molti dei servizi domestici si collegheranno via WiFi alla rete domestica, che utilizzeranno quindi per accedere ad internet. Molti dispositivi, come i grandi elettrodomestici e quelli da incasso, potrebbero anche utilizzare connessione via Ethernet, visto che si tratta comunque di oggetti fissi e già cablati dalla rete elettrica.

Collegare alla rete gli oggetti più disparati

Virtualmente qualsiasi oggetto può essere dotato di un dispositivo elettronico con un software in grado di collegarsi ad internet o a una rete locale, per cui gli ambiti di applicazione dell’Internet delle cose sono praticamente infiniti. Le uniche cose di cui un oggetto qualunque ha bisogno, per diventare parte dell’Internet of Things, sono un indirizzo IP che ne consenta l’identificazione univoca e la capacità di inviare e ricevere dati in modo autonomo e senza l’intervento umano. Questa ultima può essere fornita direttamente dal produttore, sotto forma di firmware, ma è probabile che in futuro si diffonderanno sempre di più software commerciali destinati a controllare elettrodomestici, macchinari di vario genere e gestire dispositivi di ogni tipo. Un televisore, un impianto d’allarme, un tornio industriale e un casello autostradale sono solo alcuni esempi di “cose” in senso lato che già oggi popolano il mondo virtuale dell’IoT. A livello domestico i dispositivi connessi si potranno controllare attraverso il browser di un computer, accedendo alla rete domestica, oppure più semplicemente attraverso una app connessa in remoto direttamente dallo smartphone. Già oggi è possibile, tramite il proprio cellulare, impostare il termostato di casa e vedere in tempo reale le immagini delle telecamere di sicurezza di casa. In un futuro non troppo lontano sarà anche possibile controllare se il figlio sta veramente studiando o sta giocando alla Playstation, verificare se il cane ha fatto i suoi bisogni o se è necessario, tornando dal lavoro, fermarsi a comprare il latte.

Alcuni esempi di applicazione nella vita quotidiana dell’Internet delle Cose

È possibile ad esempio, in futuro, che i semafori siano dotati di rilevatori del traffico che si attivano in caso di code o di rallentamenti. Queste informazioni potrebbero essere accessibili per i navigatori delle auto, che consiglierebbero percorsi alternativi e devierebbero il traffico su strade meno battute. In questo modo si ridurrebbero gli ingorghi migliorando la qualità della vita sia degli automobilisti sia dei residenti delle zone più trafficate. Riducendo i tempi di percorrenza si risparmierebbe anche carburante, rendendo meno inquinate le città. Le auto potrebbero ricevere informazioni da remoto anche sui parcheggi disponibili, evitando inutili ricerche agli automobilisti. Sperimentazioni in tal senso sono già attive in alcune città degli Stati Uniti. Questo è solo un esempio delle molteplici funzioni che potrebbe avere l’Internet delle Cose all’interno della vita quotidiana. Nell’ambito di sviluppo della domotica le applicazione dell’IoT sono molteplici. È possibile ad esempio che l’automobile del padrone di casa, entrando dal cancello, invii agli elettrodomestici un segnale di attivazione, accendendo le luci nel box e avviando la cottura della cena nel microonde, oppure che la sveglia dello smartphone, suonando al mattino, attivi anche la macchina del caffè e il tostapane per la colazione. Interfacciandosi con il controllo del traffico, poi, la sveglia potrebbe decidere autonomamente di suonare un po’ prima in caso di traffico particolarmente intenso, di neve o di lavori in corso sul percorso abituale verso il lavoro. È innegabile che l’Internet of Things sarà in grado di cambiare in modo radicale la vita quotidiana di tutti, grazie ad oggetti sempre più intelligenti e in grado di prendere da soli molte decisioni.

Internet of Things in ambito industriale

Numerosissime sono le possibilità di applicazione anche in ambito industriale e dei servizi. Le macchine potrebbero essere collegate direttamente a dispositivi diagnostici, segnalando direttamente ogni malfunzionamento e ricevendo istruzioni per l’autoriparazione, ove possibile. Ogni oggetto potrebbe essere monitorato in ogni fase della lavorazione, permettendo di tracciare completamente il percorso svolto e le eventuali criticità riscontrate, in modo da migliorare l’efficienza. Già oggi, nella nascente Industria 4.0, molti macchinari possono essere controllati a distanza. Nella zootecnia l’IoT potrebbe essere utilizzata, come già in parte avviene, per monitorare i singoli capi di bestiame. Dei segnalatori apposti su ogni animale (che in questo caso funziona come una “cosa”) invierebbero in tempo reale le statistiche sul comportamento del capo, la sua produttività, il suo stato di salute e quant’altro, regolando automaticamente l’immissione di cibo, la somministrazione di antibiotici o segnalando ad operatori umani i problemi non risolvibili in autonomia. Anche le piante possono essere collegate alla rete, ad esempio con sensori che ne regolino il fabbisogno di acqua, di luce e di concimazione speciale. L’Internet of Things può rivoluzionare ad automatizzare anche un’ambito come quello agricolo, modificando radicalmente il modo di gestire le coltivazioni. Un campo gestito tramite dispositivi smart permetterebbe di razionalizzare completamente il settore, ad esempio regolando l’irrigazione in base alle reali necessità delle piante. Questo permetterebbe un notevole risparmio all’azienda agricola 4.0, che utilizzerebbe molta meno acqua, e gioverebbe all’ambiente, visto che non si sprecherebbe una risorsa preziosissima come quella idrica.

Storia ed espansione dell’Internet of Things

La definizione di Internet of Things è stata utilizzata per la prima volta nel 1999 da Kevin Aston, ingegnere e direttore di un consorzio di ricerca con sede alla Massachussetts Institute of Technology di Cambridge. Indipendentemente dalle definizioni, oggi moltissimi oggetti dei tipi più disparati sono già collegati in rete, rendendo la IoT una realtà in rapidissima espansione, tanto che è difficile calcolare già ora quanti siano i dispositivi connessi. Secondo Gartner, un’agenzia di ricerca che ha sviluppato il tema dell’IoT negli ultimi anni, al momento sarebbero almeno 5 miliardi gli oggetti in grado di dialogare autonomamente con la rete, ma secondo altri analisti avremmo già raggiunto una cifra compresa fra gli 8 e i 10 miliardi. Sempre secondo Gartner nel 2020 vi saranno 26 miliardi di oggetti collegati in tutto il mondo, ma la previsione sembra fin troppo prudente. ABI Research ha stimato in circa 30 miliardi gli oggetti facenti parte della IoT nel 2020, mentre altri istituti parlano addirittura di 100 miliardi. In ogni caso il settore subirà in tempi prossimi una notevole espansione, con un giro d’affari che si calcola attorno agli 80 miliardi di dollari a livello globale. La necessità di connettere così tanti dispositivi ad internet implica anche la disponibilità di altrettanti indirizzi IP per poterli identificare in modo univoco. Il protocollo IPv4 può supportare fino a 4,3 miliardi di indirizzi. L’implementazione del protocollo IPv6 dovrebbe avere risolto il problema, visto che può supportare un numero enorme di indirizzi IP, ma rimane il fatto che, in un futuro molto prossimo, tutti questi oggetti saranno connessi e andranno gestiti a livello informatico e di flusso di dati.

Controversie e polemiche legate all’IoT

La diffusione sempre più capillare, già in atto, di oggetti collegati alla rete al di fuori del controllo dei suoi proprietari ha già innescato diverse polemiche e controversie. Innanzitutto alcuni studiosi sono preoccupati per il rispetto della privacy. Se gli oggetti di uso comune sono collegati in rete è teoricamente possibile raccogliere un’infinità di dati sulle abitudini dei singoli in ogni ambito. Essere circondati da oggetti connessi alla rete significa anche, potenzialmente, essere costantemente spiati in casa propria e lasciare una via d’accesso, sebbene guardata da sistemi di sicurezza di varia natura, a numerosissimi ambiti della propria vita privata. In futuro probabilmente esisteranno antimalware realizzati per le auto, per la videosorveglianza di casa o appositamente studiati per i software dei frigoriferi. La dispersione di dati è sempre una possibilità e questo ha messo l’accento anche sul problema della sicurezza. La necessità è quella non solo gestire i big data così raccolti, ma anche far fronte alla possibilità che attacchi informatici immobilizzino una parte sempre più consistente della vita quotidiana. Un gruppo di hacker ben organizzato, in un mondo di oggetti connessi tramite IoT, potrebbe teoricamente bloccare il traffico automobilistico, la produzione industriale, i riscaldamenti nelle case e lasciare senza energia elettrica e assistenza i pazienti degli ospedali. Già oggi ognuno di noi è virtualmente controllabile in ogni momento grazie allo smartphone. Se il servizio di geolocalizzazione è attivo infatti questo fornisce la nostra posizione in tempo reale ad un numero elevatissimo di servizi, di fatto già al di fuori del controllo personale di chi possiede materialmente il device e lo tiene quotidianamente in tasca o in borsa.

Implicazioni morali dell’Internet of Things

Gli oggetti connessi alla rete sono, o saranno, in grado non solo di inviare e ricevere dati, ma anche di prendere decisioni autonome in base alle informazioni ricevute. Questo significa non solo che i dati dei singoli utenti saranno a portata di mano delle corporazioni e delle multinazionali che forniranno gli oggetti connessi, ma che queste potranno direttamente influenzare la vita quotidiana di ognuno grazie all’azione dei loro dispositivi. Un numero sempre maggiore di oggetti sarà programmato per prendere decisioni in modo autonomo, secondo gli studiosi più allarmisti, sottraendo la possibilità all’uomo di prendere per conto proprio queste stesse decisioni. Se la nostra dispensa, in futuro, sarà in grado di ordinare via web i prodotti man mano che si esauriscono, chi deciderà quale marca di tonno o di pasta acquistare? L’utente finale o il produttore del software della dispensa? L’ideale sarebbe una dispensa che impari le abitudini e i desideri del padrone di casa, rispettando i suoi gusti e non imponendo i propri, ma i margini per l’utilizzo scorretto di questi software rimane enorme. Essere circondati da dispositivi che prendono in autonomia le proprie decisioni, come dei fedeli servitori, semplificherà la vita delle persone in ogni ambito, ma secondo alcuni studiosi la renderà anche più vulnerabile al controllo di soggetti malevoli. Quando poi l’utilizzo di oggetti con capacità decisionale autonoma, collegati ad intelligenze artificiali in grado di prendere per noi numerose decisioni, sarà ormai un’abitudine consolidata, non vi sarà più neppure la percezione di un’eventuale controllo esterno. Se l’IoT è in grado di ottimizzare moltissimi processi, a livello industriale, energetico e fisico, quali conseguenze avrà l’ottimizzazione del tempo libero?

IoT e risparmio energetico

I dispositivi collegati alla rete possono garantire anche un notevole risparmio energetico. Questo perché gli oggetti sono in grado da soli di determinare quando entrare in funzione e quando disattivarsi, non utilizzando quindi elettricità inutilmente. Se, per esempio, le luci di casa si spengono automaticamente quando il padrone esce, non c’è più la possibilità di dimenticarle accese. I risparmi, sia a livello energetico che economico, si fanno ancora maggiori quando sono il riscaldamento e il condizionamento ad essere automatizzati in base alle reali esigenze dei residenti. Oggi questi sono solitamente serviti da termostati temporizzati, che fanno partire i caloriferi ad una determinata ora del giorno, che in casa ci sia qualcuno oppure no. In commercio si trovano già termostati smart in grado di essere attivati a distanza, tramite lo smartphone, ed è facile immaginare che questa tecnologia si diffonderà e si evolverà ulteriormente in futuro. Ancora più importanti possono essere i risparmi energetici dovuti all’ottimizzazione automatica di molti processi industriali, senza contare l’ambito dei trasporti. Se l’Internet of Things sarà in grado di ottimizzare i percorsi, ridurre il traffico e le code il risparmio di carburante non potrà che essere notevole per i singoli automobilisti e soprattutto per le società di trasporti e di logistica. A questo si aggiungano i notevoli risparmi di un settore altamente inquinante come l’allevamento intensivo.

Il futuro dell’Internet delle Cose

Gli analisti prevedono che nei prossimi anni la Internet of Things si espanderà in modo da conquistare quasi tutti i campi della vita quotidiana, dal lavoro al tempo libero. Attualmente sono allo studio numerosissime applicazione dell’IoT nei campi più disparati, dalla zootecnia alla medicina. La IoT si sta sviluppando parallelamente anche all’utilizzo dell’intelligenza artificiale. Sono allo studio ad esempio dei nuovi sistemi che integrano macchine per gli esami clinici in grado di inviare automaticamente i risultati delle analisi a delle banche dati dove l’intelligenza artificiale, analizzando grandi masse di dati, è in grado di estrapolare una diagnosi e consigliare una cura. Intelligenza artificiale, big data e IoT sono fra loro connessi a livello profondo e lo saranno sempre di più nelle applicazioni future. Miliardi di dispositivi ed oggetti vari collegati ad internet trasmettono un’immane massa di dati che una mente umana non saprebbe analizzare né gestire. L’utilizzo dell’intelligenza artificiale potrebbe invece trovare molti nuovi ambiti di applicazione, rilevando ad esempio similitudini e differenze analizzando milioni di cartelle cliniche, seguendo con l’esempio in campo medico, di pazienti con la stessa patologia.

Dalla smart home alla smart city

Grazie alla domotica la casa stessa diventa sempre più smart, grazie all’utilizzo di dispositivi intelligenti e azionabili in remoto o dal funzionamento automatico. Questi elettrodomestici smart sono, nella maggior parte dei casi, connessi in rete e quindi all’Internet delle Cose. Dall’ambiente domestico si è passati allo smart building. La definizione è simile ma i campi di applicazione sono molto diversi, perché se la smart home si rivolge al cliente privato, la smart building riguarda soprattutto l’ambito professionale e il B2B. Anche gli uffici diventeranno sempre più smart e i dispositivi connessi alla IoT potranno sempre di più lavorare in autonomia e senza intervento umano. In base ai dati forniti dalle macchine utilizzate da un lavoratore, ad esempio, un software potrebbe in tutta autonomia compilare la fattura per il pagamento del lavoro svolto. Allargando ancora di più il punto di vista si arriva alla smart city, ovvero un’intera città popolata di oggetti intelligenti e collegati alla rete, in grado di prendere decisioni autonome e gestirsi da soli. In questo caso la definizione di “cose” comprende oggetti come i semafori e i parcheggi, ma più in generale tutte le infrastrutture cittadine, sia quelle dedicate alla gestione del traffico che la gestione degli spazi, la videosorveglianza, le telecomunicazioni e quant’altro. Molte pubbliche amministrazioni stanno già guardando con crescente interesse alla possibilità di rendere sempre più smart le proprie città.