Darren Choong
Le opportunità e le sfide per i produttori di dispositivi intelligenti e il motivo per il quale ogni parte delle loro soluzioni connesse è importante.
Quando si pensa ai dispositivi connessi intelligenti, è facile dimenticare il dispositivo.
Tutto ruota intorno a Internet, alle app, al cloud, alle piattaforme, al 5G, al Wi-Fi 6, al deep learning, alle reti mesh e alle decine di altre tecnologie software e di connettività che alimentano l’odierno Internet delle cose (IoT). Anche quando qualcuno ha in mano il proprio smartphone, probabilmente si preoccupa solo delle funzionalità dell’app. Il dispositivo viene dato per scontato.
I dispositivi fisici meritano un riconoscimento maggiore. Soprattutto se si considera che il primo dispositivo al mondo connesso a Internet è stato un umile distributore di bibite a Pittsburg, in Pennsylvania, nel 1982. In grado di comunicare il numero e la temperatura delle lattine che conteneva, la macchina era collegata ad ARPANET, un precursore dell’odierna Internet. Alla fine, per gli utenti era il dispositivo e ciò che forniva che contava veramente.
Un precursore dell’odierna Internet. Alla fine, per gli utenti era il dispositivo e ciò che forniva che contava veramente.
Ma 40 anni fa, il solo pensiero di un mondo così connesso sarebbe stato fantascienza. Solo nel 2008 e 2009 il numero di dispositivi connessi superava quello delle persone che li utilizzavano (nel 2011, il Cisco Internet Business Solutions Group ha dichiarato che quegli anni sono stati la vera nascita dell’Internet degli oggetti).
Appena due decenni dopo, il settore dell’IoT vale più di 380 miliardi di dollari e si prevede che il fatturato del mercato internazionale dell’IoT raggiungerà oltre 1.000 miliardi di dollari entro il 2030. Nello stesso anno, si stima che i dispositivi connessi saranno quasi 30 miliardi: ben 4 dispositivi per ogni persona.
Il potenziale è illimitato. Soprattutto perché il settore si sta rapidamente diversificando, come ha osservato McKinsey Digital, che ha definito nove diverse aree IoT che attualmente stanno generando valore:
- Umano: dispositivi indossabili e ingeribili
- Casa: sistemi di sicurezza e dispositivi di controllo
- Ambienti di vendita al dettaglio: ottimizzazione dell’inventario, self-checkout
- Uffici: gestione dell’energia, miglioramento della
- produttività
- Fabbriche: efficienza operativa, ottimizzazione dell’uso delle attrezzature
- Cantieri: manutenzione predittiva, salute e sicurezza
- Veicoli: manutenzione basata sulle condizioni, analisi pre-vendita
- Città: controllo del traffico adattivo, gestione delle risorse
- Esterno: navigazione connessa, tracciamento delle spedizioni.
L’elenco corrisponde anche ai dati di IOT Analytics relativi a 1600 progetti IoT aziendali annunciati pubblicamente, da cui emerge che la quota globale dei progetti riguarda i seguenti segmenti IoT: Smart City (23%), Connected Industrial (17%), Connected Building (12%), Connected Car (11%), Smart Energy (10%), Other (8%), Connected Health (6%), Connected Supply Chain (5%), Smart Agriculture (4%) e Smart Retail (4%).
L’IoT non si sta espandendo solo in nuovi segmenti. In diverse aree, sta anche diventando più specializzato. Come nel caso dell’IoT industriale (nell’ambito dell’Industria 4.0) e dell’Internet delle cose medicali.
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Quali sono i trend? Sostenibilità e IoT.
Quali sono i trend? Sostenibilità e IoT Industria 5.0.
I sensori possono essere utilizzati per monitorare l’utilizzo dell’acqua, controllare l’inquinamento atmosferico e persino aiutare a ridurre i rifiuti (ad esempio, i cassonetti abilitati ai sensori possono segnalare alle autorità quando sono quasi pieni, il che significa che i camion possono essere utilizzati in modo più efficiente).
Per i produttori di dispositivi, questo rappresenta un gran numero di opportunità e nei prossimi anni è difficile immaginare un paese, un settore o un individuo che non sarà interessato da questa connettività. Soprattutto con la continua evoluzione delle tecnologie hardware. Ad esempio, l’Emerging IoT Technology Report 2022 di IOT-Analytics ha individuato le seguenti tecnologie hardware da tenere d’occhio:
Quelle prossime alla maturità, come Tiny Machine Learning, Edge Data Centers, Chiplets, Micro Data Centers, tecnologia AR e sensori connessi al cloud. Quelle che si preannunciano promettenti nei prossimi anni, come i sensori senza fili e senza batteria, i gateway ottimizzati per il ML, i chip neurosinaptici e i chip generatori di numeri casuali quantistici. Poi le tecnologie che vedremo sempre più spesso in futuro, tra cui l’informatica quantistica e i sensori biodegradabili.
In definitiva, l’unico limite per i produttori sarà la loro immaginazione.
Ma a fronte di tutte le opportunità, ci sono molte sfide da affrontare per sviluppare con successo un dispositivo connesso che, spesso, deve interessare persone diverse in ambienti diversi.
Affrontare la sfida
A livello organizzativo, un rapporto di Beecham Research ha rilevato quattro sfide significative che portano al fallimento di un progetto IoT. Obiettivi di business non pensati, problemi organizzativi dell’azienda, problemi tecnologici non previsti e problemi con i clienti/venditori.
Da ciò si evince che è necessario stabilire obiettivi chiari, coinvolgere l’intera azienda, fare ricerche sulle tecnologie che si vogliono/potrebbero utilizzare e chiedere aiuto se necessario.
Se però si passa al dispositivo IoT vero e proprio, le cose iniziano a diventare molto più complesse. In ogni fase dello sviluppo, sbagliare un elemento può far fallire l’intero progetto
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Analizziamo cinque sfide nello sviluppo di dispositivi connessi smart.
Dove funziona il dispositivo
All’interno. All’esterno. In auto. Posizionato sul corpo. Clima freddo. Clima caldo. Bagnato. Secco. Le preoccupazioni sono molteplici quando si tratta di collocare un dispositivo. Il freddo può influire negativamente sulla batteria del dispositivo. Se fa troppo caldo, il dispositivo potrebbe surriscaldarsi. La pioggia battente può ostacolare le trasmissioni. Il dispositivo potrebbe dover essere installato in un luogo a rischio di furto. Le regioni possono avere livelli (e qualità) di accesso a Internet sostanzialmente diversi.
I problemi di un dispositivo possono essere tanto vari quanto l’ambiente in cui viene utilizzato, e alcuni ambienti sono certamente più difficili. Il pavimento di una fabbrica è più soggetto a manipolazioni brusche rispetto a un ospedale. Per garantirne l’usabilità e la funzionalità, è essenziale testare accuratamente il dispositivo in una serie di ambienti e scenari di utilizzo.
Considerate gli abiti intelligenti. La Levi’s Trucker Jacket with Jacquard by Google inserisce il dispositivo Jacquard nella manica della giacca, che consente a chi la indossa di utilizzare una serie di gesti per interagire con il telefono (schermare le chiamate, modificare il volume della musica, ecc.) Il dispositivo deve essere in grado di connettersi e funzionare in diverse condizioni, di essere costantemente spostato, di connettersi senza soluzione di continuità con il dispositivo e di essere abbastanza sensibile da percepire i gesti attraverso il materiale della giacca. Guardate poi il costume da bagno Neviano, integrato con un sensore UV che avvisa chi lo indossa quando i livelli di raggi UV sono elevati, in modo che possa applicare una maggiore protezione solare o mettersi all’ombra. Progettato come un medaglione alla moda, il sensore intelligente è in grado di resistere al calore, alla sabbia (potenzialmente) e all’acqua.
Quali sono i trend? È il 5G a farla da padrone.
Entro i prossimi due anni, il 5G passerà rapidamente dall’essere una tecnologia “solo per consumatori” a una tecnologia che potenzia i dispositivi IoT migliorandone la connettività, la velocità e l’affidabilità.
Che il vostro dispositivo operi in fabbrica, aiuti i lavoratori ad automatizzare le attività o sia connesso alla vostra rete wireless 5G privata – come ha fatto Nokia a Wolfsburg, in Germania – la pura potenza di elaborazione e la velocità di trasferimento dei dati del 5G vedranno le innovazioni IoT entrare rapidamente nel mercato.
La sicurezza e la privacy
La sicurezza dei dati è una preoccupazione comprensibile per gli utenti di dispositivi intelligenti, siano essi singoli consumatori o aziende. Ma la complessità a più livelli della sicurezza di un dispositivo significa che tutte le vie di un potenziale attacco devono essere valutate e rigorosamente testate, il che include l’hardware, il software, le comunicazioni, le piattaforme e la sicurezza del cloud del dispositivo.
Ciò può includere l’esame della buona integrazione del dispositivo con specifiche piattaforme di dati, la verifica della correttezza dei controlli di accesso, il controllo approfondito di ogni via di attacco (ogni connessione) e l’eventuale possibilità di attacco fisico (che può significare il danneggiamento del sistema e/o l’accesso ai dati).
È inoltre essenziale assicurarsi che vengano individuate le vulnerabilità delle applicazioni e che queste non siano soggette ad attacchi DDoS. Gli aggiornamenti vengono effettuati regolarmente? La password è abbastanza sicura? È obbligatorio impostare una password? È facile e ovvio che un utente possa cambiarla?
È qui che il test dei dispositivi IoT nel mondo reale può fare una grande differenza. Mettendo il dispositivo nelle mani di utenti reali, è possibile ottenere informazioni approfondite e imparziali sui problemi di sicurezza che sono difficili da ricreare internamente.
Per avere una panoramica su ciò che potrebbe accadere con un attacco coordinato a più dispositivi connessi, date un’occhiata a questa recente ricerca dell’Università di Princeton, che discute il potenziale degli hacker nel fare molto di più che modificare la temperatura della vostra casa. Ottenendo il controllo di centinaia o migliaia di dispositivi ad alta potenza collegati in rete, i criminali informatici potrebbero potenzialmente lanciare un attacco coordinato (che definiscono manipolazione della domanda tramite IoT) per disattivare la rete elettrica.
Sebbene le probabilità che ciò accada, e ancor meno che abbia successo, siano scarse, il fenomeno evidenzia le nuove vulnerabilità che tali dispositivi connessi (spesso con scarse o nulle protezioni di sicurezza) stanno creando.
Normative
Questi problemi di sicurezza stanno portando a un aumento delle normative sui dispositivi connessi. Nel 2018, Gartner ha riferito che “il 20% delle organizzazioni ha osservato almeno un attacco basato sull’IoT negli ultimi tre anni”, ritenendo che la conformità alle normative sarebbe diventata il principale fattore di influenza per l’adozione della sicurezza IoT entro il 2021. Non si sbagliavano.
I problemi di sicurezza informatica hanno già portato a una serie di linee guida, tra cui la Foundational Cybersecurity Activities for IoT Device Manufacturers, del National Institute of Standards and Technology (NIST) degli Stati Uniti, che “descrive le attività raccomandate relative alla sicurezza informatica che i produttori dovrebbero considerare di eseguire prima che i loro dispositivi IoT siano venduti ai clienti” e la guida dell’European Telecommunications Standards Institute (ETSI) sulla sicurezza informatica per il segmento IoT dei consumatori (ETSI EN 303 645), che “specifica le disposizioni di alto livello in materia di sicurezza e protezione dei dati per i dispositivi IoT dei consumatori che sono connessi all’infrastruttura di rete”. ”
Con la comparsa di nuovi standard e, sempre più spesso, di regolamenti giuridicamente vincolanti sia a livello regionale che globale, la conformità diventerà sempre più difficile, complessa e dispendiosa in termini di tempo. Soprattutto se si ha a che fare con normative diverse da un Paese all’altro.
Non solo sarà necessario un monitoraggio e un aggiornamento costante per rendere la vostra soluzione in linea con le normative in evoluzione, ma sarà anche necessario un continuo collaudo del software IoT.
Connettività
Quando si tratta di trasferire dati, una connettività affidabile e veloce è essenziale. Ma una serie di fattori può influenzare le prestazioni una volta connessi a Internet. Server proxy, firewall, tecnologie non compatibili, router diversi, gateway, regioni prive di banda larga, mancanza di torri cellulari, applicazioni e altro ancora.
Considerate poi il tipo di connettività utilizzata dal vostro dispositivo. Bluetooth, Wi-Fi, comunicazione cellulare wireless, satellite, Ethernet, ecc. Ognuno di essi presenta sfide e vantaggi.
Ciò che si collega perfettamente in laboratorio può avere notevoli difficoltà nel mondo reale. E se si stanno sviluppando centinaia (se non migliaia) di dispositivi connessi, i problemi possono accumularsi molto rapidamente.
Gli aspetti da considerare quando si decide o si testa la connettività includono:
- Segnalazione: è importante assicurarsi che venga utilizzata e controllata una segnalazione bidirezionale affidabile e ininterrotta, soprattutto per quanto riguarda la raccolta e l’instradamento dei dati.
- Sicurezza: tenere conto di tutte le porte aperte e assicurarsi che la crittografia e l’autorizzazione siano adeguate.
- Alimentazione: il tipo di batteria utilizzata dal dispositivo può fare una grande differenza. Deve avere la più bassa corrente di autoscarica possibile, una tensione ottimale delle celle, essere adatta al dispositivo (ricaricabile o monouso) e, se ricaricabile, avere un numero adeguato di cicli di carica.
Quali sono i trend? Soluzioni sanitarie a mani libere
Non sorprende che la crescita dell’Internet of Medical Things si sia rapidamente espansa durante la pandemia di coronavirus in corso. Nel 2021, il 64% delle famiglie statunitensi a banda larga ha dichiarato di utilizzare tali servizi di teleassistenza e dispositivi digitali e che “le soluzioni di monitoraggio continuo passivo e le nuove tecnologie come l’intelligenza artificiale saranno fondamentali per le comunicazioni tra fornitori e pazienti”.
Dagli strumenti indossabili che monitorano una serie di condizioni di salute, come ritmi cardiaci anomali, diabete e asma, a un dispositivo medico IoT che esegue l’auto-manutenzione, i vantaggi dell’IoT per l’assistenza sanitaria sono immensi.
Renderà l’assistenza sanitaria più accessibile e fornirà agli operatori sanitari dati preziosi. Se combinato con il 5G, l’intelligenza artificiale e i Big Data, l’IoT è destinato a rivoluzionare la sanità moderna.
Problemi di design e usabilità
A differenza degli smartphone, che sembrano crescere di dimensioni ogni anno, la tendenza dei dispositivi connessi è quella di essere più piccoli e leggeri. Per i progettisti di dispositivi, questo comporta l’ovvia sfida di creare un dispositivo che non solo sia efficiente dal punto di vista energetico, gestisca facilmente i dati e fornisca prestazioni eccezionali, ma che sia anche stabile, sempre connesso e sufficientemente robusto per affrontare le condizioni del mondo reale. E che sia bello.
Ma c’è sempre di più. Il suo design è semplice da usare? Incoraggia l’interazione con l’utente e fornisce un’esperienza positiva?
Approfondimento di Testbirds.
A proposito di piccole dimensioni, una tecnologia interessante che sta aiutando gli sviluppatori a produrre dispositivi così potenti, ma sempre più piccoli, sono i circuiti stampati flessibili.
Potrebbe valere la pena di darci un’occhiata.
Questo porta i progettisti a dover considerare le 5 C:
- Connettività – che si connetta ad altri dispositivi, al cloud, ecc./li>
- Continuità – che abbia una durata della batteria prolungata.
- Conformità: il dispositivo deve essere conforme agli standard e ai requisiti normativi.
- Conformità: il dispositivo deve essere conforme agli standard e ai requisiti normativi.
- Cybersecurity – che i dati e, per quanto possibile, il dispositivo fisico siano protetti.
Tuttavia, dal punto di vista generale del testing del software, sarebbe un’idea intelligente iniziare a considerare anche una sesta C.
L’esperienza del cliente.
Il design del dispositivo può incorporare tutto ciò che serve per funzionare come previsto, ma se non è utilizzabile o offre un’esperienza negativa, semplicemente non verrà utilizzato.
Lasciati a se stessi
Come già detto, ogni parte di un dispositivo intelligente è essenziale. Quando una parte fallisce, fallisce tutto. Che si tratti della semplice mancanza di una documentazione adeguata per l’utente o dell’uso di una batteria che non è in grado di funzionare a lungo, tutto deve funzionare in modo perfetto.
È essenziale garantire che il dispositivo funzioni come previsto, che le vulnerabilità di sicurezza siano ridotte al minimo e che possa essere facilmente aggiornato quando necessario. Per questo sono necessari i test IoT. Essere in grado di lanciare un prodotto solido e affidabile è un chiaro vantaggio competitivo.
Ciò significa anche portare i prodotti fuori dal laboratorio ed esaminare da vicino la resistenza del dispositivo ai guasti quando viene utilizzato in un’ampia gamma di ambienti operativi, in diversi scenari d’uso e con utenti diversi.
Approfondimento di Testbirds.
I test IoT nel mondo reale sono anche un ottimo modo per aiutare a capire il vero risultato di qualsiasi malfunzionamento, che è di vitale importanza in quanto tali cause possono essere difficili da identificare. Se il vostro dispositivo apre e chiude un cancello da remoto, qual è il vero motivo per cui il cancello non si chiude? È il vostro dispositivo? Un problema elettrico del cancello? Una batteria o una cattiva connessione? Qualcosa blocca fisicamente il cancello?
I test IoT nel mondo reale con persone reali possono fare la differenza e garantire che il dispositivo sia utilizzabile, utile e, soprattutto, usato.
