Kapittel 2: Tingenes internett

Tarjei Vassbotn har 20 års erfaring som teknologileder, blant annet som global leder for Google sin IoT satsning mot utviklere. Han er idag Chief Product Officer for norske Disruptive Technologies, et av de mest lovende IoT selskapene i verden. I tillegg underviser han og holder foredrag både i Norge og internasjonalt.

Denne artikkelen er hentet fra boken Teknologien endrer samfunnet utgitt på Fagbokforlaget i 2017 (ISBN 978-82-450-2297-1).

Boken kan bestilles her: https://www.fagbokforlaget.no/sok/?q=978-82-450-2297-1

Hva er tingenes Internett (IoT)?

Tingenes Internett (InternetOf Things – IoT) er både enkelt og vanskelig å forklare på samme tid. Enkelt fordi det rett og slett betyr at vanlige gjenstander blir koblet til Internett og kan kommunisere med hverandre og omverden. Vanskelig fordi omfanget og implikasjonene dette medfører er vanskelig å fullt ut forstå, selv for de som jobber med dette til daglig.

En analogi som kan hjelpe oss å forstå dette er Internett selv. Tidlig på nittitallet var det få som visste eller skjønte hva Internett var, og langt færre som skjønte hvor stor påvirkning det ville få på samfunnet. Slik Internett har vært et kvantesprang for informasjon, vil Tingenes Internett være et kvantesprang for den fysiske verden. Det bygger videre på Internett og kobler digital informasjon med vår fysiske verden.

Figur 1 Tingenes internett (Kilde: bluecoat).

Mennesker har en tendens til å tenke lineært når vi prøver å spå om fremtiden. Filmen Tilbake til fremtiden II fra 1983 illustrerer dette godt når den viser fremtidens 2015 hvor husholdninger har faksmaskiner i alle rom. På den tiden da filmen kom, var faksmaskiner avansert teknologi forbeholdt bedrifter. Vi så for oss en lineær videreføring med rimeligere og mer avansert bruk av samme teknologi.

Tilsvarende er det for Tingenes Internett. De trivielle og nærliggende eksemplene kan være dørlåser som vet hvem som prøver å åpne inngangsdøren og automatisk låser den opp. Eller termostater som kan snakke med kraftselskapet for å bruke mindre strøm når strømprisen er på det høyeste.

Ting som er tilkoblet Internett er gjerne betegnet som smart, slik som smarttelefon, smartklokke, smart-TV og smarthus. Smarthus innebærer løsninger som smarte dørlåser, vinduer, hvitevarer, ringeklokker og overvåkningskamera som alle er tilkoblet Internett. Disse kan kommunisere med hverandre og med beboerne når som helst, fra hvor som helst.

Likevel tyder alt på at smarthus bare er en liten del av det totale omfang av IoT-løsninger. McKinsey og andre selskaper har estimert at så lite som 2,7% av den totale IoT-omsetningen vil komme fra smarthus. Noen går så langt og kaller IoT for den fjerde industrielle revolusjon (Industry 4.0), og de tror at den industrielle og kommersielle delen av IoT vil bre om seg raskere og bli mye større enn at smarthus blir allemannseie.

Mange som spør seg hva IoT er, leter etter et konkret produkt eller en løsning som over natten skal bli allemannseie. Men på akkurat samme måte som vi i dag får e-posten vår automatisk filtrert for søppelpost uten å tenke på at det er kunstig intelligens som gjør dette mulig, vil vi i fremtiden bruke og kommunisere med gjenstander uten å tenke på dem som IoT gjenstander. Faktisk er det mange gjenstander de fleste av oss allerede bruker i dag som går under kategorien IoT, som for eksempel smart TV-er.

Figur 2 De fire industrielle revolusjoner.

Det er også lett å tenke at IoT bare handler om effektivisering og mer fullstendig informasjon. Dette er viktige aspekter, men IoT tilgjengeliggjør først og fremst nye muligheter som ikke finnes i dag ved at vi kobler sammen all relevant informasjon, og kan automatisere samhandling mellom ting som i dag ikke finner sted.

Bønder i Brasil har allerede tilgang til teknologi som kobler avlingen deres til Internett. Informasjon om fuktighet, temperatur og næringsinnhold blir koblet med værmelding og historisk statistikk. Denne informasjonen kobles med kunstig intelligens som kan lære av sine erfaringer og utføre automatisert vanning og gjødsling. Dette fører igjen til best mulig utnyttelse av kostbar vanning og gjødsel, og fører til større avlinger med høyere kvalitet.

Interessen for IOT øker

Interessen for IoT har hatt en nesten eksplosiv vekst de siste to årene. Investeringen har økt kraftig, særlig i 2016. De store informasjonsteknologi-selskapene, som Google, Amazon og Microsoft, leder naturlig nok an. Men også mer tradisjonelle selskaper som Bosch, GE og Siemens investerer også betydelige summer i IoT.

Et eksempel er motorsykkelprodusenten Harley Davidson som har koblet sammen alle maskiner og utstyr i fabrikkene. Hvert steg i produksjonen er overvåket og integrert i sanntid. Faktisk anslår industrien selv at det investeres over 250 milliarder kroner i 2016 i fabrikker og produksjon alene.

Figur 3 Antall søk etter «IoT» på Google tok av i 2014 og har siden hatt en bratt og formidabel økning.

Det generelle publikum har også fattet interesse. Ser vi på søk etter IoT på Google, finner vi en interessant utvikling (se Figur 3).

Hva er det som gjør at interessen og fokuset på IoT har økt så sterkt de siste årene? Internett har jo vært tilgjengelig for allmenheten i over 20 år, og IoT som konsept har vært snakket om nesten like lenge.

I hovedsak kan vi sammenfatte det i de noen forutsetninger som først nå har nådd en modenhet som til sammen tilgjengeliggjør visjonen om IoT.

Lavere kostnad gir økt tilgjengelighet

Teknologisk fremskritt har gjort elektronikk vesentlig rimeligere. I tillegg har kostnadene til båndbredde gått ned nesten 40 ganger, og prosesseringskostnadene har gått ned nesten 60 ganger bare de siste 10 årene.

Figur 4 Datamaskinen Raspberry Pi Zero med tilsvarende ytelse som de beste bærbare datamaskinene for ti år siden, selges til under 50 kroner (Copyright: Evan-Amos, Vanamo Media).

Vi er nå ved et viktig veiskille. Elektronikk, båndbredde og prosesseringskraft er så rimelig at kostnadene med å koble en ting til Internett er sålav, at de for svært mange ting utgjør en brøkdel av prisen på selve tingen. Denne prisutviklingen vil heller ikke stoppe opp. Vi vil fortsatt i overskuelig fremtid se stadig forbedret ytelse til stadig lavere pris.

Elektroniske komponenter blir mindre

Likedan som med kostnad, minker størrelsen på elektroniske komponenter drastisk. Intels medgrunnlegger, Gordon Moore, er tilskrevet observasjonen Moores Lov. Den sier at antall transistorer som får plass på et gitt areal dobles for hvert år. Dette gir en eksponentiell forminskning av areal nødvendig for tilsvarende prosesseringskraft. Observasjonen har i stor grad holdt stikk de siste 50 år.

Figur 5 Microchip Technology Inc sin ATBTLC1000 er en fullintegrert elektronikkbrikke på bare 2.2 x 2.1 mm, som kan kobles til smarttelefoner og andre enheter via Bluetooth Smart (Copyright: Brian Thorsen, Microchip).

Kommunikasjon blir trådløs

Siden trådløst Internett, WiFi, kom på slutten av 90-tallet, er det kommet stadig nye og mer energieffektive trådløse kommunikasjonsteknologier. Bluetooth, som mange har hørt om, er en av disse. Navnet stammer fra den danske vikingkongen, Harald Blåtann, og Norge har spilt en sentral rolle i utviklingen av den nyeste Bluetooth-teknologien med selskaper som Nordic Semiconductors, Chipcon og Energy Micro.

Figur 6 Mellom 70 og 80 prosent av alle brikker med Bluetooth Smart (Bluetooth Low Energy) er konstruert i Norge (Copyright: www.bluetooth.com).

I tillegg er det utviklet en ny adresseringsteknologi (IPv6) som tillater å gi en unik adresse til like mange enheter som det er atomer på jordens overflate – og fortsatt ha store mengder unike adresser tilgjengelig.

Batterier får lengere levetid

Mange fysiske objekter er ikke tilkoblet strømnettet og vil derfor være avhengig av batteri for å kunne kobles til Internett.

Batterilevetiden har de siste 30 årene mer enn seksdoblet seg. Kombinert med mer energieffektiv elektronikk og trådløs kommunikasjon, gjør dette det mulig å bruke avansert teknologi med trådløs kommunikasjon i langt større utstrekning.

Figur 7 Norske Disruptive Technologies, lover ultrasmå trådløse sensorer med 15 års batterilevetid (Copyright: Disruptive Technologies AS).

Datasystemene er smarte og selvlærende

Maskinlæring og kunstig intelligens har vært diskutert og studert som emne i over 70 år. Men det er først de siste 20 årene det for alvor har blitt tatt i bruk i større skala. I dag er det selve motoren i mange IKT-systemer. På lik linje spiller kunstig intelligens og datamaskiners evner til å se mønster og sammenhenger som ikke er åpenbare for mennesker, en viktig rolle for IoT. Med etterhvert hundretalls milliarder av sensorer og titalls milliarder av ting som blir knyttet til Internett som alle produserer store mengder data, er det umulig for mennesker å se og agere på denne datamengden manuelt.

Figur 8 Med kunstig intelligens kan ting ikke bare bli tilkoblet, men være smarte nok til å forstå og reagere data de produserer eller mottar (Copyright: Barrett Lyon, Opte Project).

Løsninger for blant annet forebyggende vedlikehold av produksjonsutstyr, hvor vi ved å overvåke temperatur, bevegelse, vibrasjon og andre faktorer som gjør at vi kan utføre forebyggende vedlikehold for å forlenge levetid og forhindre produksjonsstans, finnes allerede. Det finnes små kamerapiller man kan svelge som tar bilder av fordøyelsessystemet, og kan hjelpe oss å oppdage sykdommer på mye tidligere stadier.

Alt dette er bare begynnelsen. Etter hvert som mer og mer data fra flere og flere sammenkoblede ting, såvel som mennesker, blir tilgjengelig, vil kunstig intelligens kunne være med på å finne sammenhenger og gi oss varsler som tidligere aldri har vært mulig.

Er smarttelefoner en del av IoT?

For å kunne kommunisere med, og styre tilkoblede ting er smarttelefonen essensiell som fjernkontroll og knutepunkt. Den er liten nok, trådløs, har nok prosesseringskraft og er lett tilgjengelig, noe som alle er viktige elementer for å kunne fullstendig nyttiggjøre seg ting som er tilkoblet Internett. 

Mange inkluderer smarttelefoner i IoT begrepet, på lik linje med smartklokker, smart-TV og smarte mediasystemer for biler som ofte er drevet av de samme systemene som kjører på smarttelefoner.

Figur 9 Uten smarttelefonen vil visjonen for IoT aldri helt oppfylles (Copyright: The Digital Way).

Hvilke utfordringer står vi overfor?

Fremtiden og veksten til IoT er ikke uten utfordringer. Noen av utfordringene er veldig konkrete, og det finnes gode løsninger som kan tas i bruk for å imøtekomme dem. Andre er mer fundamentale og krever samarbeid og kunnskap fra myndigheter og forvaltning.

Sikkerhet

Kanskje øverst på listen over utfordringer finner vi sikkerhet. Teknologi generelt kan aldri bli helt sikker. Akkurat som vikan sikre et hus med gode låser og overvåkning, kan visikre datasystemer. Og selv om et hus kan brytes inn i, skjer det heldigvis statistisk sett ikke så ofte. Det samme gjelder for datasystemer.

Forskjellen kommer når vi ser på skalaen slike innbrudd kan foregå på. Det er praktiske begrensninger for hvor mange hus en person klarer å bryte seg inn i på et gitt tidspunkt. Et angrep på et datasystem kan i mye større grad foregå i massiv skala, ettersom ett enkelt innbrudd kan gi tilgang til enorme mengder installasjoner eller instanser.

Datainnbrudd i vanlige datasystemer kan ha store nok konsekvenser i seg selv, men for IoT-enheter blir konsekvensene veldig fort praktiske. Et innbrudd på styringssystemer for vann, trafikk eller annen offentlig infrastruktur kan i verste fall bli utnyttet i terrorsammenheng, og er en reell og viktig utfordring som det jobbes hardt med å sikre seg mot.

Personvern og lekkasje av sensitiv informasjon

Mange IoT-enheter kommuniserer personlig eller sensitiv informasjon, som f.eks. lokasjon, medisinsk informasjon eller informasjon om dører som er ulåste. Denne informasjonen kan være skadelig i gale hender. Uten tilstrekkelig sikkerhet, eksponeres denne type data direkte.

I tillegg kan tilsynelatende uskyldig data indirekte fortelle mer enn selve dataene som sendes. Et godt eksempel er radiosignalstyrke. Mange trådløse enheter sender denne typen data for å kunne si om de er innen rekkevidde eller ikke. Ettersom personer som flytter på seg kan påvirke signalstyrken, vil vi i mange tilfeller indirekte kunne finne ut av når et rom eller område blir brukt eller ikke, noe som igjen kan være farlig informasjon i hendene på uvedkommende.

Deling av data fra og tilganger til tilkoblede enheter, er også et vanlig scenario. Når vi deler tilgang og data med flere personer, øker faren for lekkasje av sensitiv informasjon eksponentielt, ettersom hvert enkelt individ har flere potensielle innbrudds flater.

Interoperabilitet

Det finnes allerede i dag mangetusen leverandører av smarte ting og teknologier innenfor IoT, og antallet øker kraftigere enn for noen annen teknologi. Likedan finnes det hundrevis av konkurrerende standarder for kommunikasjon, datautveksling og styring.

En av de viktigste egenskapene ved IoT er samhandlingen av ting som er koblet sammen. Med det store antall selskaper og konkurrerende standarder, er det en større utfordring hvordan disse skal kunne kommunisere og samhandle.

Det er flere lovende initiativ på gang som forsøker å løse nettopp dette. Google, Amazon og Apple jobber alle med økosystem som lar brukere organisere sine smarte ting, og lar dem kommunisere med hverandre automatisk gjennom koordineringssystem som er talestyrt.

Lovgivning

Det er knyttet store utfordringer til mange aspekter rundt lovgivning for smarte ting. Blant annet er spørsmålet om hvem som har ansvar for smarte ting som agerer enten på vegne av seg selv, eller på vegne av andre smarte ting. Selvkjørende biler er et mye diskutert eksempel. Hvem har ansvaret dersom en selvkjørende bil forårsaker en ulykke? Er det føreren? Leverandøren av bilen? Leverandøren av underliggende komponenter som forårsaket ulykken?

Mindre diskutert, men kanskje like viktig, er ansvar i situasjoner hvor en eller flere smarte ting agerer basert på data eller instrukser fra andre smarte ting. Hvem har det juridiske ansvaret i slike situasjoner?

Hvor stort tror vi dette blir?

Det råder liten tvil om at IoT blir stort. Usikkerheten kommer inn når vi prøver å forutse hvor stort det blir, og når det skjer. Metoder og modeller som er brukt i forskningen på dette, er stort sett sammenfallende, og har i den senere tid blir mer omforent.

Da IoT for alvor startet å få mye interesse rundt 2013 – 2014, var de mest optimistiske anslagene over 200 milliarder tilkoblede enheter innen 2020 (Intel). I dag har vi mer data, og de fleste (Ericsson, McKinsey, IDC, Cisco) er enige om at vi antagelig vil få en dobling fra 2015 til 2020. Dette vil gi oss rundt 30 milliarder tilkoblede enheter i 2020, tilsvarende nesten 4 enheter for hver person på jorden.

Figur 10 Det spås nær 30 milliarder tilkoblede enheter innen 2020.

Figur 11 IoTs økonomiske innvirkning antas å nå mellom 4.000 og 15.000 milliarder USD.

Hvilke sektorer blir påvirket

Den mest presise spådommen for hvor IoT vil gjøre seg gjeldende er nok over alt. Akkurat slik som informasjonsteknologi og Internett har gjort seg gjeldende i så og si alle sektorer, tror vi IoT vil være like omfattende.

Figur 12 Fordeling av markedsstørrelser per sektor (McKinsey, Forbes, Gartner, Business Insider).

Noen sektorer peker seg derimot ut som klarere kandidater for tidlig å ta i bruk IoT. Forskning som finnes på området, er ikke helt entydig på grunn av ulik kategorisering, men slår vi dem sammen, tegner de et ganske homogent bilde. Figur 12 viser de viktigste sektorene for anvendelse av IoT sammen med antatte markedsandeler.

Sektorene er de mest innlysende områdene hvor vi allerede ser stor aktivitet. Andre næringer og områder vi med stor sikkerhet kan si vil bli sterkt påvirket av IoT spenner fra klær og tekstilbransjen til bank og finansnæringen, reise, media og underholdning, forsikring og leker.

I tillegg vet vi ennå ikke hvilke nye sektorer, økonomier og forretningsmodeller som vil oppstå i kjølvannet av at IoT-teknologi blir mer utbredt. Svært få forutså de store omveltningene vi har fått som følge av sosiale medier som Facebook og Snapchat, samt delingsøkonomi gjennom privatutleieselskapet AirBnB og det distribuerte drosjeselskapet Uber.

Det er all grunn til å tro at IoT vil skape tilsvarende muligheter.