Cos’è l’IoT: definizione ed applicazioni

Da un po’ di tempo una nuova sigla è entrata nel lessico della tecnologia informatica: si tratta di IoT, acronimo di Internet of Things – ovvero l’Internet delle cose.

Cos'è l'IoT: definizione ed applicazioni

photo credit: coniferconifer Smart home by Echo dot via photopin (license)

Le origini di questo nuovo termine (e della tecnologia che ci sta dietro), sono essenzialmente due: la velocità e l’ubiquità delle reti mobili da un lato e la sempre più spinta miniaturizzazione dell’elettronica dall’altro – e non parliamo solo di dispositivi di calcolo ma soprattutto di sensori.

Una definizione sintetica: se un dispositivo è intelligente e connesso, allora parliamo di IoT; in altri termini ci riferiamo ad un piccolo sistema dotato di microprocessore, memoria e network adapter, capace di gestire sensori ed attuatori (oltre ad eventuali display) per collegare una rete informatica al mondo reale ed alle persone

Questo fenomeno è iniziato con (e grazie a) tutto ciò che ha portato alle odierne infrastrutture di telefonia, potenziate per supportare il traffico di dati che le applicazioni utilizzabili con (e mediante) gli smartphone richiedono per offrire i loro servizi.

Una serie di tecnologie abilitanti

Il concetto di utilizzare un elaboratore non solo per gestire le informazioni ma anche i processi, non è per nulla nuovo: dai piloti automatici digitali di navi ed aeroplani agli impianti industriali, da tempo esistono infatti speciali meccanismi capaci da un lato di trasformare dei parametri fisici come temperatura, velocità, posizione nello spazio, forze, umidità, pressione, ecc. in dati numerici, dall’altro di comandare valvole, servomotori, interruttori, ecc.

Parliamo dunque di cibernetica (qualcosa che ha una certa parentela con la robotica ma non è la stessa cosa): una tecnologia che applica l’intelligenza e la flessibilità del software al controllo di un processo a bordo di un veicolo o all’interno di un impianto.

Inizialmente si trattava di applicazioni di nicchia altamente specializzate – come nel caso delle macchine a controllo numerico capaci di effettuare lavorazioni meccaniche (senza un operatore direttamente dedicato) grazie all’utilizzo di un programma – o dell’automazione e del controllo degli impianti petrolchimici.
Oggi gli ambiti di utilizzo sono diventati molto più ampi grazie a due fattori abilitanti fondamentali: la miniaturizzazione dei sensori (accelerometri, giroscopi, ecc.) e la possibilità di sfruttare le reti telefoniche e Wi-Fi per la connessione dati – oltre all’aumentata autonomia dell’alimentazione elettrica dei dispositivi remoti grazie anche al progresso indotto dalla telefonia nel campo degli accumulatori.

IoT: una rivoluzione nata con gli smartphone

La tecnologia dei telefoni cellulari ha subito una svolta epocale con l’annuncio dell’iPhone da parte di Apple nel (lontano) 2007: i nuovi telefoni incorporavano infatti un computer e permettevano di navigare sul web, utilizzare la posta elettronica, fare fotografie e condividerle, produrre e visionare documenti multimediali, ascoltare musica e persino orientarsi grazie al sensore satellitare GPS incorporato (Apple ha depositato più di 300 brevetti legati a tali dispositivi).

Da quel momento in poi è stata una corsa continua verso il potenziamento e la diffusione capillare delle reti di telefonia mobile e le persone (soprattutto i più giovani) scoprirono che il PC non era l’unico (e nemmeno il più comodo) sistema per utilizzare Internet, nonché le nuove applicazioni che ben presto videro la luce – a cominciare dai social network moderni.

Oggi, tramite reti non cablate, possiamo ricevere e trasmettere dati ad una velocità impressionante (parliamo di decine di megabit al secondo), compatibili con il live streaming di interi film o trasmissioni televisive: in pratica ha preso corpo la piena convergenza tra telefono, TV, computer e rete telematica.

Dalla chat e dal selfie ai dispositivi indossabili ed alla guida autonoma

Oggi la tecnologia è come un torrente in piena: assolutamente inarrestabile ed in parte imprevedibile, così ogni giorno c’è una novità. L’IT ha fatto irruzione nel mondo reale e lo sta cambiando (o almeno sta cambiando il modo in cui le persone si pongono in relazione a quello che le circonda): le informazioni, infatti, vengono raccolte direttamente “sul campo” ad al campo ritornano per arricchire il contesto di nuovi significati e fornire inediti servizi.

Alcuni esempi? La realtà aumentata e la “mixed reality“; vediamo di cosa si tratta. Se posseggo uno smartphone ed ho attivato la geolocalizzazione, posso utilizzare un’app che – tenendo conto della mia posizione nel mondo reale – mi offre una serie di informazioni supplementari su una varietà di cose: dai negozi nelle vicinanze alla storia ed alle caratteristiche architettoniche di un palazzo d’epoca o di un monumento (anche solo inquadrandolo nel display), oppure la traduzione in tempo reale di un’insegna.
La mixed reality fa più o meno le stesse cose, ma in modo più “immersivo”: estremizzando, potremmo utilizzare, al posto del display, un visore speciale che proietta testi e schemi direttamente nel nostro campo visivo – mentre per comandare il telefono possiamo fare a meno del touch screen e ricorrere ai comandi vocali.

Pensiamo alle possibili applicazioni “professionali” di questa tecnologia: magazzinieri che “vedono” la descrizione di un prodotto, l’entità delle giacenze e molto altro semplicemente “guardandolo” o permettendo al proprio dispositivo di leggere il relativo codice a barre; oppure un tecnico di manutenzione che, di fronte ad un pannello, accede immediatamente allo schema ed alle istruzioni su come effettuare una diagnosi o una riparazione.

Abbiamo detto che un dispositivo può “osservare”; verissimo! Speciali sensori ottici consentono di rilevare caratteristiche salienti di forme e particolari degli oggetti che ci circondano, magari abbinandole ai dati sulla loro posizione. È su questo tipo di tecnologie (e molto altro) che si basa la guida autonoma dei veicoli: altra novità all’insegna di un utilizzo massiccio dell’IoT sulle automobili – dove troviamo ogni genere di sensore connesso ad una centralina intelligente, capace di connettersi al cloud tramite la rete mobile; l’auto sa dove si trova, riconosce gli ostacoli che ha intorno (e li evita), legge la segnaletica stradale, effettua la diagnosi di eventuali guasti e chiama aiuto (o si dirige verso il più vicino centro di assistenza), sa in anticipo dove passare per non finire nel traffico congestionato, trova dove c’è un parcheggio libero, ecc.

IoT, e robotica, imprese e paesaggio urbano

Una macchina a controllo numerico sta ad un robot come un attrezzo monouso sta ad un coltellino svizzero; in pratica un robot “sa fare” molte cose, in più è in grado di manipolare oggetti ed utilizza (anche) la “vista” per orientarsi (magari per non interferire con gli esseri umani). Naturalmente in un robot (come in un’auto a guida autonoma) ci sono innumerevoli sensori ed attuatori, oltre ad un processore potente e ad una altrettanto potente connessione in rete con una serie di servizi complementari ai quali fornisce (e dai quali riceve) moltissime informazioni in tempo reale.

Dunque le applicazioni dell’IoT vanno oltre il cardiofrequenzimetro da polso o l’accelerometro ed il giroscopio sul telefonino che fanno ruotare il display o permettono di pilotare un drone – così come vanno oltre l’automobile connessa e a guida autonoma. Oggi gli ambiti in cui utilizzare l’IoT vanno dalla fabbrica automatizzata alla prototipazione veloce mediante stampanti 3D, dalla logistica al magazzino, dai macchinari per l’edilizia alla domotica, dalla gestione e distribuzione dell’energia al controllo del traffico stradale mediante segnaletica adattiva – per non parlare della lettura remota dei contatori di gas, luce, eccetera.

I sensori intelligenti possono accendere la luce e regolare il riscaldamento quando siamo in casa, avvertirci in caso di intrusione da parte di visitatori non desiderati, capire se una persona malata o un anziano richiedono immediata assistenza medica e persino ricordarci di fare la spesa se nel frigorifero sta per mancare qualcosa – il tutto potenziato da meccanismi di intelligenza artificiale capaci di “comprendere” la situazione e di adattarsi alle nostre esigenze, gusti ed abitudini “imparando” dall’esperienza.

In sintesi

L’IoT, dalla realtà virtuale ai sensori di parcheggio, dagli antifurto alla diagnostica medica, dall’automazione degli impianti di produzione all’etichettatura elettronica di merci e di semilavorati, dalla segnaletica alle telecamere di sorveglianza, porta la potenza degli strumenti elaborativi direttamente tra le cose (compresi gli oggetti di uso comune).

Diventati sensori e resi capaci di svolgere azioni, una quantità di dispositivi (indossabili e non), producono e consumano dati ed aumentano la nostra consapevolezza situazionale, ci offrono suggerimenti, ci fanno risparmiare tempo ed energia, amplificano i nostri sensi e ci fanno vedere la realtà su un nuovo piano; ci aiutano nel lavoro, ci assistono nel tempo libero e persino possono salvarci la vita.

Ma la rivoluzione è soltanto all’inizio: sempre più studenti, ricercatori, sperimentatori, aziende consolidate e start-up stanno affrettandosi a mettere a punto nuove applicazioni per cogliere inedite opportunità.

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