Mikä on IoT ja mitä ovat IoT-laitteet?

Mikä esineiden internet on?

Esineiden internet eli IoT on toisiinsa liittyvien tietoteknisten laitteiden järjestelmä, joka voi kerätä ja siirtää dataa langattoman verkon kautta ilman ihmisen panosta.

Se ei koske vain kannettavia tietokoneita ja älypuhelimia: melkein mikä tahansa on/off-kytkin voi muodostaa yhteyden Internetiin, mikä tekee siitä osa IoT:tä. Internetin ”esine” voi olla esimerkiksi henkilön käyttämä sydämen tarkkailuimplantti, kamera, joka striimaa luonnosta villieläinten kuvaa tai auto, jossa on sisäänrakennetut anturit, jotka varoittavat kuljettajaa mahdollisista riskeistä. Periaatteessa esineiden Internetissä tietty esine voi olla mikä tahansa objekti, jolle voidaan määrittää IP (Internet Protocol) -osoite ja joka voi siirtää tietoja verkon kautta.

Miten esineiden internet toimii?

Esineiden internet koostuu sensoreista/laitteista, jotka kommunikoivat pilven kanssa jonkin yhteyden kautta. Kun tiedot saapuvat pilveen, ohjelmisto käsittelee ne ja päättää, suoritetaanko jokin toiminto, kuten sensoreiden/laitteiden säätäminen, ilman käyttäjän syötteitä tai hälytyksen lähettämistä.

Täydellisessä IoT-järjestelmässä on neljä erillistä elementtiä. Sensorit tai laitteet, yhteydet, tietojenkäsittely ja käyttöliittymä. Tarkastellaan kutakin vuorotellen:

Sensorit/laitteet

Nämä keräävät tietoa ympäristöstään. Laitteessa voi olla useita sensoreita (eli antureita) – esimerkiksi älypuhelin sisältää GPS:n, kameran, kiihtyvyysmittarin ja niin edelleen. Pohjimmiltaan sensori tai sensorit keräävät tietoja ympäristöstä tiettyä tarkoitusta varten.

Yhteydet

Kun laite on kerännyt tietoja, sen on lähetettävä ne pilveen. Tämä voidaan tehdä eri tavoilla – näitä ovat esimerkiksi Wi-Fi, Bluetooth, satelliittiyhteydet, pienitehoiset laaja-alaiset verkot (LPWAN) tai suorat yhteydet Internetiin ethernetin kautta. Tietty yhteysvaihtoehto riippuu IoT-sovelluksesta.

Tietojenkäsittely

Kun tiedot saapuvat pilveen, ohjelmisto käsittelee ne ja voi päättää suorittaa toiminnon. Tämä saattaa sisältää hälytyksen lähettämisen automaattisesti tai sensorinen tai laitteen automaattisen säätämisen ilman käyttäjän syöttöä. Joskus kuitenkin vaaditaan käyttäjän toimia, mikä edellyttää käyttöliittymää.

Käyttöliittymä

Jos tarvitaan käyttäjän toimia tai jos käyttäjä haluaa tarkistaa järjestelmän toiminnan, se tapahtuu käyttöliittymän avulla. Kaikki käyttäjän suorittamat toimet lähetetään järjestelmän kautta vastakkaiseen suuntaan. Tiedot siirtyvät siis käyttöliittymästä pilveen ja sitten takaisin sensoreille/laitteille pyydetyn muutoksen toteuttamiseksi.

Web-yhteensopivien laitteiden käyttämät tarkat yhteys-, verkko- ja viestintäprotokollat vaihtelevat eri IoT-sovellusten mukaan. IoT käyttää yhä enemmän tekoälyä (AI) ja koneoppimista tiedonkeruuprosessien helpottamiseksi ja nopeuttamiseksi.

IoT-sovellukset

IoT-sovelluksia on lukuisia. Tunnetuimpia niistä ovat:

Päälle puettavat laitteet

Puettavat laitteet ovat kenties näkyvin osa IoT:tä jokapäiväiselle käyttäjälle. Näitä ovat aktiivisuusmittarit, älykellot, älylasit, virtuaalitodellisuuslasit ja paljon muuta.

Älykodit

Älykotijärjestelmä kytkeytyy laitteisiin tiettyjen tehtävien automatisoimiseksi ja on yleensä kauko-ohjattu. Esimerkkejä älykotien IoT-laitteista voivat olla langattomat keittiökoneet, mielialan tunnistavat musiikkijärjestelmät, älykäs valaistus, motorisoidut kaihtimet, automatisoidut ikkunat ja ovet, älykkäät sähkömittarit ja niin edelleen.

Älykkäät kaupungit

Älykkäät kaupungit keräävät ja analysoivat dataa, jota saadaan IoT-laitteilta, kuten yhdistetyiltä sensoreilta ja mittareita. Tätä dataa voidaan käyttää infrastruktuurin, julkisten palveluiden ja muiden palveluiden parantamiseen.

Itseajavat autot

Itseajavissa autoissa on tyypillisesti IoT-pohjainen teknologiajärjestelmä, joka jakaa tietoa itse ajoneuvosta sekä tiestä, jolla ajetaan. Liikennettä, navigointia, ulkoista järjestelmää ja muita asioita käsittelevää dataa kerätään ja analysoidaan auton tietokonejärjestelmillä, jotta auto pystyy ajamaan itse.

Vähittäiskauppa

Esineiden Internetiä käytetään yhä enemmän vähittäiskaupassa. Esimerkkejä tästä ovat automaattiset kassat, räätälöidyt alennukset, älyhyllyt (jotka ilmoittavat myyjälle, kun tavara on lopussa), robottityöntekijät ja optimoitu toimitusketjun hallinta. Amazon Go – Amazonin konseptimyymälät – on esimerkki siitä, miten IoT:n avulla voidaan kaventaa kuilua verkkokaupan ja kivijalkakauppojen välillä. Kaupoissa ei käytetä käteistä, koska raha vähennetään asiakkaiden Amazon-lompakoista. Ne myös lisäävät tuotteita asiakkaiden ostoskoriin reaaliajassa heti kun asiakas poimii tuotteen hyllyltä.

Etäterveys

Etäterveys – jota joskus kutsutaan virtuaalisiksi lääkäripalveluiksi – viittaa terveyspalvelujen tarjoamiseen teknologian avulla. IoT on olennainen osa etäterveyttä (lyhennettä IoMT käytetään joskus viittaamaan lääketieteellisten asioiden Internetiin). Esimerkkejä ovat lääketieteellinen etädiagnoosi, lääketieteellisen kuvantamisen digitaalinen viestintä, videokonsultaatiot asiantuntijoiden kanssa jne.

Älykäs viljely

Älykäs viljely tarkoittaa digitaalisen teknologian käyttöä viljelyn tehostamiseksi. Maanviljelijät voivat esimerkiksi käyttää yhdistettyjä antureita, kameroita ja muita laitteita parantaakseen tilansa yleiskuvaa ja säätääkseen toimintojaan sadon parantamiseksi.

Luettelo ei ole kattava – IoT muuttaa toimintaa ja työskentelytapoja useilla toimialoilla. Esimerkkejä IoT-laitteista ovat älypuhelimet, älykkäät jääkaapit, älykellot, aktiivisuusmittarit, älykkäät palovaroittimet, älykkäät ovenlukot, älypyörät, lääketieteelliset sensorit, älykkäät turvajärjestelmät sekä virtuaaliset avustajat, kuten Alexa ja Google Home – ja monet muuta.

Esineiden internetin historia

Termi ”esineiden internet” liitetään usein Kevin Ashtoniin. Vuonna 1999 Ashton työskenteli toimitusketjun optimoinnissa Proctor & Gamblella ja käytti ilmausta esitelleessä uutta sensoriprojektia, jonka parissa hän työskenteli. Termi jäi elämään. Esineiden internet on kuitenkin vanhempi kuin tämä termi:

1970-luku: Ajatus yhdistetyistä laitteista tunnettiin tuolloin nimellä ”pervasive computing” (jokapaikan tietotekniikka).

1980-luvun alku: Maailman ensimmäinen IoT-laite keksittiin Carnegie Mellonin yliopistossa. Ryhmä opiskelijoita loi tavan, jolla heidän kampuksensa Coca-Cola-automaatti raportoi sisällöstään verkon kautta, jotta eivät joutuisi käymään tarkistamassa koneen luota, onko juoma lopussa. He asensivat koneeseen mikrokytkimet ilmoittamaan kuinka monta tölkkiä oli saatavilla ja olivatko ne kylmiä.

1990: John Romkey liitti leivänpaahtimen Internetiin ensimmäistä kertaa.

1991: Ryhmä Cambridgen yliopiston opiskelijoita käytti ensimmäistä verkkokameran prototyyppiä seuratakseen tietokonelaboratorion kahvipannussa saatavilla olevan kahvin määrää. He tekivät tämän ohjelmoimalla verkkokameran ottamaan kuvia kahvipannusta kolme kertaa minuutissa. Kamera lähetti kuvat paikallisille tietokoneille, jotta käyttäjät pystyivät tarkistamaan, onko kahvia saatavilla.

2000: LG Electronics esitteli maailman ensimmäisen Internetiin yhdistetyn jääkaapin. Sen avulla kuluttajat pystyivät tekemään ruokaostoksia verkossa ja soittamaan videopuheluita.

2008: Ensimmäinen kansainvälinen esineiden Internetiä käsittelevä konferenssi pidettiin vuonna 2008 Sveitsissä.

2010: Esineiden Internet-termi alkoi saavuttaa suosiota. Yleisesti tuli tietoon, että Googlen StreetView-palvelu ei ollut vain ottanut 360 asteen kuvia ympäristöstä vaan samalla myös tallentanut tietoja ihmisten Wi-Fi-verkoista. Tämä johti keskusteluun siitä, aikoiko Google indeksoida Internetin lisäksi myös koko fyysisen maailman. Samana vuonna Kiinan hallitus ilmoitti, että esineiden internet olisi strateginen prioriteetti sen viisivuotissuunnitelmassa.

2011: Markkinatutkimusyritys Gartner sisällytti esineiden internetin vastikään esiin nousevana ilmiönä omaan ”paljon kiinnostusta aikaansaavien uusien teknologioiden listaansa” (hype-cycle for emerging technologies).

2012: Euroopan tuolloin suurin Internet-konferenssi, Le Web, pidettiin teemalla ”Esineiden internet”. Samaan aikaan lehdet, kuten Forbes ja Wired, alkoivat käyttää IoT-termiä entistä enemmän.

2014: Google ilmoitti ostavansa Nestin 3,2 miljardilla dollarilla. Tämä kauppa toi esineiden Internetin massamarkkinoiden tietoisuuteen. Las Vegasissa samana vuonna järjestettävän CES (Consumer Electronics Show) -tapahtuman teemana oli Internet of Things.

2010-luvun puoliväli/loppu: Sisäänrakennetulla Wi-Fi- ja 3G/4G-yhteydellä varustetut laitteet pienenivät ja tulivat entistä tehokkaammiksi ja halvemmiksi valmistaa. Tämä edisti IoT:n leviämistä.

Vuoteen 2021 mennessä esineiden Internetiin oli liitetty yli 46 miljardia laitetta, ja asiantuntijat odottavat tämän määrän nousevan yli 100 miljardiin vuoteen 2030 mennessä.

Esineiden Internet – hyvät ja huonot puolet

Esineiden Internetiin liittyviä hyviä ja huonoja puolia on mietitty paljon. Niitä ovat esimerkiksi seuraavat:

Esineiden internetin hyviä puolia

Tehokkuus – Koneiden välinen vuorovaikutus on tehokasta ja säästää ihmisten aikaa. Näin ihmiset voivat keskittyä muihin tehtäviin.

Automaatio – Automaation myötä tehtävien yhtenäisyys parantuu, mikä voi johtaa parempaan palvelun laatuun ja vähentää ihmisten väliintulon tarvetta.

Kustannussäästöt – Suurempi tehokkuus ja automaatio voivat vähentää sekä jäte- että työvoimakustannuksia, mikä tekee tavaroiden valmistamisesta ja toimituksesta halvempaa.

Laadunvalvonta – IoT parantaa viestintää laitteiden välillä ja täten mahdollistaa paremman laadunvalvonnan.

Suurempi läpinäkyvyys – Mahdollisuus käsitellä tietoja mistä tahansa ja milloin tahansa käyttämällä mitä tahansa laitetta voi yksinkertaistaa päätöksentekoa ja parantaa läpinäkyvyyttä.

Esineiden internetin haittapuolia

Yhteensopivuus – Ilman kansainvälisiä yhteensopivuusstandardeja eri valmistajien laitteiden voi olla vaikea kommunikoida keskenään.

Vähemmän työpaikkoja – Kun IoT nopeuttaa tehtävien automatisointia, se voi tehdä joistakin ammattitaitoisista työntekijöistä tarpeettomia.

Monimutkaisuus – Kun otetaan huomioon IoT-verkon koko ja monet siitä riippuvaiset laitteet, yksittäisellä ohjelmisto- tai laitteistovialla voi olla suhteettoman suuria vaikutuksia.

Yksityisyys ja turvallisuus – Kun Internetiin on liitetty niin monia päivittäisessä käytössä olevia laitteita, verkossa on huomattava määrä tietoa. Tämä aiheuttaa tietosuoja- ja turvallisuusriskejä, joita tutkimme tarkemmin alla.

Esineiden Internetiin liittyviä tietosuoja- ja tietoturvaongelmia

Jotkut esineiden Internetiin liittyvistä tärkeimmistä tietosuoja- ja turvallisuuskysymyksistä ovat:

Valtava määrä dataa – IoT-laitteet tuottavat kumulatiivisesti valtavan määrän dataa. Tämä luo mahdollisia sisääntulokohtia hakkereille ja jättää arkaluontoiset tiedot mahdollisesti haavoittuvaiksi.

Hakkeroinnin riski – Microsoftin ja Michiganin yliopiston tutkijoiden muodostama ryhmä löysi tietoturva-aukkoja Samsungin älykotialustasta.

Ei-toivottu julkinen profiili – IoT-laitteiden käyttämiseen liittyy yleensä käyttöehtojen hyväksyminen, mutta monet ihmiset eivät vaivaudu lukemaan pitkiä asiakirjoja kokonaan ja hyväksyvät ehdot niihin tutustumatta. Yritykset keräävät laajalti tietoa käyttäjistä IoT-laitteiden perusteella – esimerkiksi vakuutusyhtiö saattaa kerätä älyautosi perusteella tietoja ajotottumuksistasi, kun laskee henkivakuutuksellesi hintaa. Sama pätee aktiivisuusmittareihin.

Salakuuntelu – Valmistajat tai hakkerit voivat käyttää yhdistettyjä laitteita salakuunnellakseen ihmisten kotien tietoja.

Voit lukea Kasperskyn artikkelin IoT-turvallisuuden parhaista käytännöistä täältä.

Mitä IoT:n tulevaisuus tuo tullessaan?

Enemmän huomiota turvallisuuteen

Esineiden internetin laajuuden ja monimutkaisuuden vuoksi IoT-laitteet voivat olla alttiina kyberhyökkäyksille ja tietomurroille. Teollisuus ottaa tämän vakavasti ja pyrkii parantamaan kuluttajien turvallisuutta. Tulevaisuudessa tulemme näkemään entistä enemmän sulautettuja ja kokonaisvaltaisia tietoturvaratkaisuja sekä tekoäly-, lohkoketju- ja reunalaskentaratkaisuja IoT-laitteille.

Lisää IoT:n terveydenhuoltosovelluksia

Koronaviruspandemian jälkeen näyttää selvältä, että lääketieteellisillä IoT-laitteilla ja IoT-terveydenhuoltojärjestelmillä tulee olemaan entistäkin näkyvämpi rooli jatkossa. Asiantuntijat ovat ennustaneet IoT-vallankumousta terveydenhuollossa jo vuosia, ja pandemia on nopeuttanut edistymistä. Yhä useammat lääkärikäynnit tapahtuvat etäkonsultaation kautta, ja näemme etävalvontaratkaisujen ja IoT-pohjaisten älykkäiden puettavien laitteiden, terveysseurantalaitteiden ja sensoreiden nousun.

Älykkäiden kaupunkien nousu

Kaupungit ympäri maailmaa etsivät yhä enemmän älykkäitä teknologioita parantaakseen toiminnan tehokkuutta, jakaakseen tietoa yleisön kanssa ja tarjotakseen laadukkaampia julkisia palveluja kansalaisten hyvinvoinnin tukemiseksi.

Tekoäly ja koneoppiminen yleistyvät

Tulevina vuosina osa suurimmista IoT-infrastruktuurin investoinneista kohdistuu tekoälyyn ja koneoppimiseen. Tekoälyohjattu IoT luo älykkäitä koneita, jotka mahdollistavat älykkään toiminnan ja päätöksenteon joko täysin ilman ihmisten toimia tai siten, että ihmiset liittyvät siihen vain osin.

5G-verkot jatkavat kasvua

5G – eli viidennen sukupolven matkapuhelinverkko – tarkoittaa suurempaa nopeutta. Nopeammat verkot tarkoittavat, että IoT-laitteidesi keräämät tiedot analysoidaan ja hallitaan laajemmassa mittakaavassa. Tämä todennäköisesti kiihdyttää esineiden Internetin kasvua. Samalla kun yhä useammat IoT-laitteet muodostavat yhteyden suoraan 5G-verkkoon Wi-Fi-reitittimen sijaan, ilmaantuu kuitenkin uusia tietosuoja- ja turvallisuusongelmia.

Suositellut tuotteet

Lisätietoja