Tingenes internett

Hverdagseksemplet er puslete og gjenspeiler på ingen måte de store vyene som begrepet «The Internet of Things» (IoT) vekker i ekspertkretser. Likevel gir det en viss pekepinn: Dette handler om teknologi der tingene rundt oss «snakker sammen».

Ved hjelp av brikker og sensorer som gir tingene en identifikasjon, får de muligheten til å «snakke» seg imellom, eller via Internett slik at informasjonen deles og overføres til hele verden.

Kjøleskapet kan kommunisere at en kyllingfilet holder på å gå ut på dato. Elbilen din kan levere tilbake energi til nettet for å minske overbelastning, og med en kronisk sykdom kan du bli medisinsk monitorert og passet på via trådløse sensorsystemer. Vi vil få smarte hus, smart trafikk og smart helse.

Teknologioptimister hevder at IoT-teknologien vil bli det avgjørende mellomleddet som skal kunne møte de store utfordringene rundt klimaendringer, energieffektivitet, mobilitet og framtidig helsevesen. I tillegg vil den nye teknologien skape nye produkter, nye tjenester, nye grensesnitt og nye applikasjoner.

Visjonene

En av dagens framtidsforskere, Dave Evans i det amerikanske IT-selskapet Cisco, hevder at det i dag er cirka ti milliarder enheter tilkoblet nettet, og at dette vil femdoble seg fram til 2020: – «Vi kommer til å koble på nettet saker og ting vi ikke tenker så mye på i dag. Huset, astmainhalatoren, kanskje skoene våre – og til og med trær…» sier han til Teknisk Ukeblad.

Sjefforsker i SINTEF, Ovidiu Vermesan jobber med både The Internet of Things og The Internet of Energy i flere store EU-prosjekter. Ambisjonen går i første omgang på el-bil og såkalte «smarthus», der produkter og tjenester for varsling, sikkerhet, energiøkonomisering, automatisering, tele, data og underholdning er integrert i ett system med felles brukergrensesnitt.

Også Vermesan mener det er viktig å være visjonær for å greie å nå de hårete målene.

– Alt vil selvfølgelig ikke være på plass med én gang. Men i Europa er man nå i gang med å utvikle teknologien – demonstrere, teste og utvikle produkter, og i 2020 eller 2030 har vi kommet nærmere målet.

– Og hvordan skal alle disse produktene greie å snakke sammen?

– «Språket» vil være basert på en form for protokoll på samme vis som mobiltelefonen vår har en innebygd oppskrift som gjør at den kan snakke med WiFI, ISA100, ZigBee eller BlueTooth.

– Men kan virkelig alt snakke med alt? Eller vil utstyr innenfor energiområdet bare snakke seg imellom, helseområdet vil kommunisere internt og så videre? Er IoT med andre ord mer et begrep enn noe som kan bli virkelighet?

– IoT er en fellesbetegnelse for alt man ønsker skal være tilgjengelig på Internett av gjenstander og «ting» som kan utføre en tjeneste. Flere av de områdene du nevner, kan dele og knytte informasjon om hverandre på kryss og tvers, men ikke alle vil gjøre all informasjonen tilgjengelig. Som bankene. De vil jo sørge for at bare du har tilgang til din informasjon via passord på mobil og pc.

Kommunikasjon i helsevesenet

På samme vis som vi kan plassere ID-brikker på produkter, kan vi feste sensorer på oss selv, slik at de kommuniserer via nettet med andre objekter rundt oss.

I dag tester helsevesenet sensorer på eldre pasienter som bor hjemme. Sensorene kan overvåke puls og blodtrykk. Målingene kan gjøres av de eldre selv eller av pårørende, og kommuniseres inn til en helsesentral via mobil. Dette er en enkel form for kommunikasjon som ikke involverer Internett.

I framtiden ser imidlertid teknologioptimistene for seg en helt annen informasjonsflyt, der man tror at IoT vil sørge for å etablere både systemarkitektur og regler for informasjonsflyt og sikkerhet.

Senior rådgiver Inge Krogstad ved IT-selskapet SAS Institute jobber i et nasjonalt nettverk for The Internet of Things her til lands. Han formulerer sitt scenario for Tingenes Internett innenfor helsevesenet slik på bedriftens hjemmeside:

«På morgenen slår «systemet» opp i aktivitetskalenderen på dagkirurgi og sjekker dagens operasjoner samtidig som den tar inn trafikkdata for innfartsveiene. Kjøreplanen optimaliseres, og siste pasient skal være klar kl. 15.00 siden det er

fredag. Systemet gjør om vaktplanen og sender «ekstravakt»-SMS til ytterligere to ansatte samtidig som tidspunktet for vekkerklokken for dagens team endres på grunn av stor trafikk og dårlig føre. På vei til jobben streames nøkkeldata for dagens to første operasjoner til medieanleggene (bilradio, ePhone, PDA) for de tre ansatte, samtidig som pasientene klargjøres i henhold til ny kjøreplan på grunn av at en ansatt er syk, og alle ressursene relokeres for å opprettholde dagens kjøreplan.»

Tolkingsmodeller kreves

Frode Strisland ved SINTEF forsker på små, bærbare, trådløse medisinske sensorsystemer som skal kunne brukes av pasientene selv i deres eget hjem. For eksempel vil mange kroniske pasienter ha stor nytte av å kunne forstå og følge opp sin egen sykdom sammen med fastlegen sin. Dessuten kan mange eldre og kronikere ha glede av sensorløsninger som kan gi dem bedre trygghet, for eksempel varsle dersom pasienten faller.

Han mener at IoT er viktig og tilbyr mange muligheter innenfor medisinsk oppfølging framover, men understreker at medisinsk informasjon er en privatsak, og ikke kan komme uvedkommende i hende. I tillegg hjelper det ikke med et IoT som lar all verdens informasjon flyte rundt på nettet hvis man ikke får utviklet gode modeller som kan forklare og tolke informasjonen.

– Det ville være som om Meteorologisk institutt bare hadde et nettverk av målestasjoner, men ingen tolkingsmodeller for å analysere situasjonen og lage prognoser, sier han.

– IoT gir mange muligheter framover innen medisinsk monitorering av kroniske pasienter, men det vil være viktig å velge målemetoder som kan gi gode svar – og jobbe med å utvikle tolkingsmodeller som er tilpasset pasientene som individer og den lidelsen de har.

«Vi vil få muligheten til å flytte energimengder over nettet på samme vis som vi i dag flytter data.»

Sjefforsker Ovidiu Vermesan

Energi inngår i det meste

Ovidiu Vermesan kan forstå at den nye teknologien er vanskelig å fatte. Han koordinerer EU-prosjektet Internet of Energy (IoE), der SINTEF samarbeider med 40 europeiske partnere, og jobber med hvordan utstyr på energisiden skal kunne knyttes enkelt opp mot energileverandører og forbrukere.

Det er de store endringene på energisiden de siste årene som gjør at behovet for smarte, fleksible energinett øker, og at et samspill mellom produksjon og energilager tvinger seg fram.

Fram til i dag har store, kommersielle energiselskap levert elektrisitet fra kull, gass og atomkraft. Disse sentralstyrte systemene har ikke hatt behov for å kommunisere mye med omverdenen. Men i årene framover vil distribuerte energikilder med flere leverandører overta. Dette er fornybar kraft som vind-, sol-, og vannkraft der energiproduksjonen er uforutsigbar.

Produksjonen må derfor, ifølge Vermesan, følge ressurstilgangen som igjen avhenger av solintensivitet, vindstyrke eller vannføring. Energiselskapene vil for eksempel i en periode ha mye vindenergi, og brukerne vil kunne dra nytte av dette ved å koble ut andre energikilder og bare bruke denne type energi. Energi blir ferskvare.

Det nye strømnettet

I det framtidige strømnettet som kalles Smart Grid, har alle anlegg og apparater egne IP-adresser så de kan observeres og styres via internett.

Som forbrukere får vi en første pådriver for framtidens strømnett gjennom de nye avanserte måle- og styringssystemene (AMS) som vil være installert i hjemmene våre om få år.

Da kan vi både forstå og kontrollere forbruket vårt på en bedre måte. Vi kan for eksempel se at akkurat nå er faktisk strømmen så dyr at det vil lønne seg å vente litt med å sette på vaskemaskinen. Og kanskje skulle vi også skru av varmtvannsberederen i et par timer?

Ifølge Vermesan vil det nye strømnettet også åpne for toveis funksjonalitet. Har du mer energi enn du har bruk for, kan du selge den ute på strømnettet. På det viset kan småkraftprodusenter, bydeler med plusshus som produserer mer energi enn de forbruker, og elbilister som har gått sammen i kooperativer, mate strøm inn i nettet og opptre som kraftaktører side om side med for eksempel Hafslund og NorgesEnergi.

– Vi vil få muligheten til å flytte energimengder over nettet på samme vis som vi i dag flytter mengder med data, sier han.

– Flytte energimengder?

– Ja. Gjennom Internett skal du kunne kontrollere hvor energimengder skal leveres gjennom å identifisere deg selv, hvor du befinner deg og hva slags type energi du trenger. Dette blir mulig gjennom toveis kommunikasjon og roaming som på mobiltelefon.

Elbil som kommuniserer

Det smarte, framtidige strømnettet skal kunne kobles opp mot elbiler. Bilen vil ha et SIM/MIM-kort plassert i seg, som kortet i en mobil, slik at hver bil har en unik identifikasjon.

– Stikkontakten for elbiler har i dag bare en kontakt for lading. I framtiden vil den også ha en kommunikasjonskontakt som vil overføre informasjon. I prosjektet jobber vi med å utvikle en smart lader – slik at når bilen kobles i stikkontakten, kommer det fram hvilken biltype der er, hvilket batteri, og hvor raskt ladingen skal skje – i løpet av tre timer, seks timer eller en halvtime, forteller Vermesan.

Ved tradisjonell lading av elbiler, og når mange biler lades samtidig og i samme område, kan det oppstå overbelastning av nettet. Men når energinett og elbil kommuniserer, kan strømfordelingen gjøres smartere, og risikoen for en overbelastning av nettet minskes.

Vermesan hevder at vi kan oppnå et mer stabilt strømnett gjennom at oppladede elbiler koblet til nettet, kan velge å levere en viss mengde energi tilbake til nettet for å dekke kortvarige belastningstopper.

Trafikkens internett

Mulighetene blir også mange når kjøretøy og infrastruktur rundt veiene kommer online og kommuniserer med hverandre. Når bilen din er koblet opp til trafikkens internett, vil du kunne motta informasjon om alt som skjer rundt deg: Hvor mange andre biler er på veien? Hvilken vei er raskest med tanke på trafikken, og hvor fort skal du kjøre for å nå neste grønne lys? Hvis veibanen er ødelagt et sted, eller det er vanskelige kjøreforhold på grunn av været, vil bilene automatisk kommunisere dette til hverandre og til den etaten som er ansvarlig for veien, så problemet kan løses raskt.

Arbeidet med å få trafikken på nett er godt i gang, og en rekke applikasjoner er i utviklingsfasen. Disse vil være nyttige for kommunikasjonen bil-til-bil og bil-til-veikant.

I prosjektet WiseCar – som handler om «smarte biler» – har en rekke norske bedrifter kommet på banen med nye produkter: Norsk Navigasjon tilbyr administrasjon og drift av avfallsinnsamling gjennom produktet «Waste Management». Triona AS har utviklet Norges første system med automatisk fartstilpasning (Intelligent Speed Adaptation), og SINTEF har testet ut tjenester for kommunikasjon bil-til-bil der langtransportsjåfører – via en skjerm på dashbordet – kan varsle om hendelser på veien til andre sjåfører som nærmer seg stedet. Systemet er testet ut på strekningen Oslo–Trondheim.

Også i luften skal trafikken endres. Opptil femti år gamle systemer byttes nå ut for å forhindre et framtidig kaos i europeiske luftrom. I stedet for at piloter kommuniserer muntlig med flygelederne, vil informasjonen være lagret i en «nettsky», forteller seniorforsker Jan Erik Håkegård ved SINTEF.

Hva vil dette kreve? Alt av scenarier og planer rundt tingenes internett høres fascinerende ut. Likevel vil mange uvilkårlig tenke at det jo må følge visse problemer og utfordringer med krysskobling av store datamengder fra ulike områder. Derfor blir det også viktig å tilrettelegge hvilke prosesser som må til for å kunne hente ut kunnskap ved at maskiner og systemer snakker sammen.

SINTEF IKT arbeider med å opprette toveis kommunikasjon mellom bil og infrastruktur og ser på hvordan en ny lader både kan overføre energi fra nettet og overføre energi fra bilen til nettet. De jobber med å standardisere formen på stikkontakt, utvikle kommunikasjon mellom bil og infrastruktur, og hvordan du som bruker skal kunne motta informasjonen.

– For å få tilgang til både energi og data i samme kanal kreves det både miniatyrisering og ny halvlederteknologi, sier Ovidiu Vermesan. – Og dette fordrer igjen en infrastruktur med energiporter, det vil si tilknytningspunkt slik som når vi kobler pc-en fysisk på/til nettet via en kabel. Vi må ha lagringsstasjoner for energi, SmartGrid og raske ladestasjoner. En slik infrastruktur må så kunne kobles sammen kraftelektronikk, integrerte kretser, sensorer, prosessorer, algoritmer og programvare.

– Ladestasjoner for hurtiglading, hva innebærer det?

– Man må ha ladestasjoner som kan lade en elbil på under en halv time, og da trenger vi mye høyere effekt enn i dag. Et helt hus kan jevnt over bruke cirka 10–25 kilowatt effekt med panelovner, komfyrplater, vaskemaskin etc. En hurtigladestasjon vil måtte kunne gi 50–80 kilowatt effekt. Løsningen kan ligge i å lagre energi i store batteribanker. Tre store firma i Storbritannia, Østerrike og Tyskland jobber med slike batteripakker som skal distribuere lagring av energi. Selskapene som skal sette teknologien ut i livet, er ABB, Siemens Infineon og flere andre.

Inge Krogstad ved SAS Institute trekker også fram en annen utfordring som kompliserer veien for The Internet of Things: mengden av tekstinformasjon. Innenfor et område som helse er det utrolige mengder av ustrukturerte data som for eksempel notater og utredninger. Undersøkelser viser at kanskje så mye som 80 prosent av data innen helsesektoren er ustrukturert, og at volumet øker med 60 prosent hvert år!

Personvern og sikkerhet

Samhandling av systemer betyr at man også må kunne stole på sikkerheten i de ulike systemene. Og personvern vil få økt oppmerksomhet. Hvem skal for eksempel ha tilgang til informasjonen, og hvordan kan informasjonen sikres samtidig som den er tilgjengelig for de som trenger den?

Thomas Nortvedt i Forbrukerrådet sitter som Europas representant i forumet «The Trans Atlantic Consumer Dialogue». Når Gemini ringer, sitter han og leser på en resolusjon om IoT.

– Vi synes denne teknologien er spennende, sier han. – Samtidig er det helt klart at vi må passe på personvernet når teknologien utvikler seg. Vi har vært gjennom web 1.0 som handlet om underholdning, og web 2.0 som hadde en sosial agenda. Nå er vi godt i gang med web 3.0 som kjennetegnes som et semantisk og personlig internett. Det meste av det vi som forbrukere foretar oss på nettet, er personlig. Som at jeg tar meg en joggetur og har med telefonen der jeg har lagt inn et program som forteller meg om tidsbruk/kalorier/fart osv. På hjemmesiden for denne tjenesten har jeg alle løpeturene mine, men de er jo bare interessante for meg. Telefonen min må være tilknyttet Internett for at skal jeg få utnyttet tjenesten, og det gir samtidig åpninger for andre.

Det samme, forteller Nortvedt, gjelder de nye strømmålerne som skal inn i norske hjem. Nordmenn er for tjenesten siden vi ser energi-sparing og miljø som viktig. Amerikanere er derimot skeptiske: «Skal kraftselskapene se inn i kjøleskapet mitt?!» Med en boks på veggen vil informasjon flyte begge veiene, men hvilke data er det som vil gå ut?

– Norske ingeniører mener det kanskje ikke trenger å gå data ut, og jeg håper de har rett, sier Nortvedt. Han er mer bekymret for at et selskap som Google nå samler 60 av sine tjenester i en pool, og dermed skaffer seg et helt annet bilde av brukeren enn tidligere.

– Her må vi få noen mekanismer som gjør at brukeren eier stoffet i større grad, sier Nortvedt. – Skal Internet of Things fungere tilfredsstillende, er det viktig at det samtidig utvikles som et «Internet for People». Det vil si at prinsipper som brukerkontroll og klare ansvarsregler er etablert.

Unngå avlytting

Et positivt trekk er at framtidens Internett kan bli nyttig i dramatiske situasjoner, som etter en naturkatastrofe eller under en væpnet konflikt. Siden det vil bestå av en rekke nettverk der maskiner sender informasjon til hverandre, kan nettet vise seg å bli livsnødvendig i områder med ødelagt infrastruktur. Det vil være mulig å sende lyd, bilde og annen informasjon fra et ulykkessted uten å være koblet opp mot et offisielt nettverk. Dette kan spare verdifull tid og bidra til å redde liv.

Telenor ønsker å bli en operatør for Tingenes Internett ved å være bindeleddet mellom utviklerne og sluttbrukerne. Men for at dette skal bli en suksess, er de avhengig av at utviklerne velger å bruke deres verktøy, og at sluttbrukerne tar i bruk applikasjonene.