Дива, народжувані з «інтернету речей»

Здається, ще донедавна для мільйонів людей саме поняття інтернету було в дивовижу. І вже за дуже короткий час для тих же мільйонів він став життєвою необхідністю.

У сучасній інформатиці з’явився термін «інтернет речей», запроваджений в обіг британським бренд-менеджером, підприємцем Кевіном Ештоном. Цей термін характеризує систему або концепцію взаємодії між всесвітньою мережею та фізичним світом через різноманітні сенсори — пристрої, які визначають зміни й варіативність довкілля.

Технології, які дають змогу здійснювати передачу та обмін даними в автоматичному режимі, стали предметом ґрунтовного дослідження американця Семюеля Грінгарда, котрий на замовлення Массачусетського технологічного інституту написав своєрідний путівник «Інтернет речей», який було розтиражовано англійським видавництвом The MIT Press. Книжка одразу ж здобула на Заході статус бестселера, а її переклади почали з’являтися в різних країнах світу. В Україні, зокрема, це було здійснено харківським видавництвом «Клуб сімейного дозвілля» в перекладі Леся Герасимчука. Реалізовуючи свій перекладацький проєкт, українські видавці ставлять за мету ознайомити широку читацьку аудиторію з цифровими технологіями майбутнього, які динамічно розвиваються як у США, так і в провідних європейських країнах, а також з перевагами й ризиками від їх впровадження у промисловість, сільське господарство, медицину, торгівлю, інфраструктуру великих міст, озброєння та інші сфери життєдіяльності людини. Усе це розкривається в книжці, яка складається із семи розділів та словника найуживаніших термінів, які пов’язані з інтернетом, комп’ютерним устаткуванням, програмним забезпеченням.

*  *  *

Починається розповідь із зародження глобальних комунікацій, коли було винайдено технологію передачі даних від одного комп’ютера до іншого в 1990-х. Саме тоді остаточно постала Всесвітня павутина, в основі якої закладено спеціальний протокол TCP/IP, розроблений «батьками інтернету» — американськими науковцями Робертом Е. Каном та В. Серфом.

Мобільним пристроям і так званим хмарним технологіям присвячено увесь другий розділ. Скориставшись доданим словничком, пояснимо значення цього терміна. Під хмарними технологіями або хмарними обчисленнями розуміють використання віддалених серверів, пристроїв зберігання даних та інших обчислювальних засобів для надання послуг, зокрема програмного забезпечення та відповідної інфраструктури. Автор наголошує на тому, що цифрові технології впродовж останнього десятиліття докорінно змінили світ. Адже було запроваджено новий спосіб комунікації через мобільні пристрої, зокрема айфона 2007-го, та айпада 2010-го. Цим фактично ознаменовано початок нової мобільної доби — доби смартфонів, у яких складні сенсори дають змогу здійснювати різноманітні числові обчислення, використовувати в роботі вбудовану цифрову камеру, застосовувати так званий GPS-навігатор, а також здійснювати електронний обмін даними.

Книжка «Інтернет речей» Семюеля Грінгарда насичена великою кількістю статистики, що робить розповідь по-науковому чіткою, переконливою та аргументованою. Чимало цікавих відомостей узято автором із досліджень McKinsey & Company — однієї із провідних міжнародних консалтингових компаній США. Саме її фахівці підрахували нинішню вартість глобальної інтернет-економіки, яка нині становить десять трильйонів доларів. Статистична аналітика подається і в розділі «З’являється промисловий інтернет». Термін «промисловий (або індустріальний) інтернет» вперше почав використовувати флагман американської економіки — корпорація General Electric; він означає сукупність об’єднаних комп’ютерних мереж та підключених до них промислових (виробничих) об’єктів із вбудованими датчиками і програмним забезпеченням для збору та обміну даними, з можливістю віддаленого контролю та управління в автоматизованому режимі, без участі людини.

Природно, може постати запитання: а чи доцільно впроваджувати тонни цієї машинерії, яка, принаймні, енергозатратна і досить трудомістка? Мимоволі пригадується радянське минуле, коли Держплан Союзу намагався налагодити облік та контроль за виготовленням продукції в масштабах величезної за територією країни, і, ясна річ, гігантське витрачання коштів на ці цілі. Відомо, що все це закінчилося, як кажуть, великим пшиком, оскільки ніхто не міг підрахувати не те що кількість вироблених деталей, а навіть на яких складах вони зберігалися...

*  *  *

У книжці наведені два беззаперечних пояснення стосовно збору цифровими пристроями різних даних. По-перше, інформація збирається й аналізується заради її оптимізації з подальшим прийняттям виваженого стратегічного рішення, а по-друге, в такий спосіб поступово стираються грані між машиною та людиною, між фізичним та віртуальним світом — заради створення інтелекту (читай: штучного) набагато потужнішого, ніж це спроможна поокремо зробити одна машина чи один пристрій. Автор наводить приклад умілого застосування новітніх технологій, який у підсумку дав змогу отримати колосальний економічний ефект. Глобальна система позиціонування GPS, яка використовує супутники для визначення розташування об’єктів на поверхні Землі, спроможна й на багато іншого, зокрема відстежувати пересування вантажівок, суден та літаків, оптимізувати маршрути, інвентаризувати й моніторити фонди, спостерігати й ідентифікувати персонал тощо. Інший вдалий приклад, який могли б узяти до уваги українські лісівники, безпосередньо стосується України. Організація «Гавайська спадщина темнохвойних лісів» завдяки високотехнологічним системам успішно трансформує використання промислової деревини та екотуризм. Із 2010 року ця фірма із Гонолулу поставила радіочастотні теги з GPS-координатами на більш ніж 225 000 дерев. База даних містить інформацію про насіннєвий фонд, графіки живлення та поливу. Хіба неможливо щось подібне втілити в Карпатах та інших регіонах країни, де у варварський спосіб вирубують ліс, погіршуючи екологічне становище України?

Революційні перетворення, які неодмінно стануть реальністю після широкого впровадження новітніх цифрових технологій, обов’язково торкнуться охорони здоров’я, організації здорового способу життя. У розділі «Споживчі товари розумнішають» Семюель Грінгард детально знайомить читача з останніми досягненнями в цій сфері, яка має особливе значення для існування людини. Уже незабаром лікарі зможуть імплантувати в людське тіло мікросенсори та нанороботи, які в режимі реального часу будуть моніторити органи і тканини, визначатимуть потребу в ліках і встановлюватимуть необхідну дозу. Дуже перспективним стає 3D-друк. Ідеться про пристрої, які призначені для друку фізичних об’єктів за допомогою комп’ютерного програмного забезпечення. Вони використовують так звану систему автоматизованого проєктування для створення функціональних тривимірних об’єктів. Автор згадує також Корнелльський університет у місті Ітака (штат Нью-Йорк), науковці якого надрукували людське вухо, здатне замінити пошкоджений або відсічений орган слуху. В іншій науковій установі — Інституті регенеративної медицини Вейка Фореста, який міститься на території американського штату Північна Кароліна, група медиків-інженерів працює над тривимірним друком судин, а холдинг Organovo у штаті Каліфорнія проводить дослідні роботи з використання 3D-технології із заміни печінки та інших внутрішніх органів людини.

*  *  *

На одному вітчизняному інтернет-ресурсі, який висвітлює актуальні питання медичної галузі, нещодавно оприлюднено сенсаційну інформацію: дослідники із фармацевтичної школи при Каліфорнійському університеті в Сан-Франциско розробили біоштучну нирку для імплантації, яка здатна виконувати основні функції органу без застосування імунодепресантів або часто потрібних антикоагулянтів. Винайдений пристрій складається із двох основних частин: гемофільтра та біореактора. Найбільшою перевагою «штучної нирки», судячи з роз’яснення, стало те, що імплантат може функціонувати без жодних насосів чи зовнішніх джерел живлення. Все це нарешті дасть змогу відмовитися від традиційного методу очищення крові — діалізу, в якому основну функцію виконує прилад гемодіалізатор.

Інтернет речей, за всіма ознаками, переформатує військову сферу і значною мірою впливатиме на ведення війни в наш час. З огляду на це особливу роль у тактиці сучасного бою відводиться ударним дронам. Приміром, США дуже активно застосовували безпілотники під час військових кампаній та спеціальних операцій у таких гарячих точках світу, як Афганістан, Пакистан, Сомалі, Сирія. Робили вони обліт і на сході й півдні України, спостерігаючи за переміщенням техніки на тимчасово окупованій території Донецької та Луганської областей, за блокпостами військових підрозділів регулярної армії Російської Федерації на адміністративному кордоні з АР Крим. Автор, розглядаючи потенціал безпілотних літальних апаратів, звертає увагу читачів на їхню відносну дешевизну. За даними організації «Безпека США», один безпілотник коштує майже 6,5 мільйонів доларів, а сучасний винищувач — 100 мільйонів доларів. До того ж, дрон, порівняно з літаком, легкий в управлінні, а відсутність пілота на борту стає однією із відчутних переваг цієї високотехнологічної зброї. Йдеться лише про початок технічного переоснащення сучасних армій. Агенція передових оборонних дослідницьких проєктів США, як стверджує автор, уже вивчає можливість використання у воєнних операціях армій роботів, а також... комах, які зможуть повзати, скрадатися, ковзати й літати в глибокому тилу ймовірного противника.

Зовсім екзотичний вигляд мають цифрові прилади, які визначатимуть запах, смак ба навіть тактильність. Це дасть змогу революціонізувати багато сфер людської діяльності — від виробництва харчів до діагностики захворювань на ранніх стадіях. Автор наводить приклад винаходу, що належить компанії Adamant Technologies (Сан-Франциско). Там уже створено мініатюрний процесор для цифрування запаху і смаку. Задля розрізнення ароматів і смаків ця сама система використовує майже 2000 сенсорів, тоді як у носі людини їх приблизно 400. Переваги цього відкриття полягають у тому, що винайдений процесор визначатиме, коли у людини неприємний запах у роті (перша ознака якогось внутрішнього захворювання), або оцінюватиме швидкість метаболізму, аналізуючи дихання пацієнта. Науковці Техаського університету міста Остін пішли ще далі, розробивши діапазон сенсорів, які мають функції електронних смакових чипів. Інтегральна схема розрізняє п’ять категорій смаку: кислий, солоний, гіркий, солодкий та юмамі («дуже смачний», що вказує на приємне смакове відчуття).

*  *  *

Інтернет речей як уособлення другої хвилі потужної цифрової революції, яка бере свій початок із загальної комп’ютеризації 1970 — 1980-х років, як вважає Семюель Грінгард, може створити для людства також низку проблем. Він називає основні технологічні загрози, які можуть реально виникнути в майбутньому. Скажімо, уже відоме хакерство, яке здатне завдати непоправної шкоди, перебравши цілковитий контроль над якоюсь цифровою системою. Не менш болючим може виявитися людський чинник, коли, наприклад, через неуважність або допущену помилку вийде із ладу автоматика, створивши небезпеку для життя, завдавши величезних матеріальних збитків. У результаті дедалі ширшого застосування на різноманітних виробництвах робототехніки неодмінно зросте армія безробітних в усьому світі. Дослідник висловлює застереження і побоювання з приводу того, що через взаємодію пристроїв та алгоритмів з використанням різних стандартів та критеріїв не виключається суттєве погіршення інспектування цифрового середовища.

У своїй праці Семюель Грінгард часто цитує Дональда Нормана — почесного професора з інжинірингу та кібернетики Північно-Західного університету (штат Іллінойс), котрий як ніхто інший може реально оцінити ризики від впровадження на різнопрофільних підприємствах автоматизованих комп’ютерних систем. Цей вчений широко відомий завдяки друкованим працям свого авторства і технологічним розробкам у царині цифрового дизайну, ергономічного проєктування і когнітивної науки — наукової дисципліни, об’єктом вивчення якої є опис, пояснення й моделювання механізмів людського, тваринного та штучного процесу мислення. Один із його висновків звучить так: «Розробники часто роблять припущення й діють на підставі неповної інформації. Вони не в змозі визначити, які непередбачені події можуть статися і якими будуть наслідки. Логіка машини не завжди відповідає логіці людського мислення». На основі цієї думки можна зрозуміти, чому у наших північно-східних сусідів мало не щомісяця відбуваються катастрофи з військовими та цивільними літальними апаратами. І це тоді, коли протягом останніх двадцяти п’яти років пасажирські літаки дуже рідко зазнавали авіаційних пригод. Насамперед тому, що береться до уваги «людський фактор», а також з’являється здатність у режимі реального часу опрацьовувати великий обсяг даних, моделювати неординарні ситуації за допомогою комп’ютерних треш-тестів, вимірювати вплив на конструкції літаків погоди та інших умов. У Росії ж і досі використовується застаріла елементна база, яка, як відомо, є основою основ складних сенсорів, що вивіряють вібрацію, вольтаж, втому металу та інші параметри.

*  *  *

У дослідженні досить детально розглянуті варіанти перспективного розвитку людства не лише в близькому, а й у віддаленому майбутньому щодо подальшого впровадження радіочастотної ідентифікації (RFID) — бездротової технології, яка використовує як пасивні (без живлення), так і активні (з живленням) теги (інтегральні схеми) й зчитувачі з антенами для ідентифікації об’єктів та передачі на комп’ютер відомостей про їхній стан або розташування. Мине зовсім небагато часу, і на вулицях мегаполісів з’являться самохідні транспортні засоби. Безпілотні автомобілі рухатимуться визначеними маршрутами, дотримуючись при цьому безпечної дистанції та швидкості, самостійно реагуючи на сигнали світлофорів. Цілком імовірно, це суттєво знизить аварійність на автомагістралях, яка, за даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, стає причиною загибелі щороку 1,24 мільйона осіб. Справжня революція відбудеться і в медичній сфері. Цілодобовий медичний моніторинг за допомогою вживлених сенсорів дасть змогу виявляти на ранніх стадіях складні в лікуванні хвороби і запобігати їх прогресуванню; 3D-друк продукуватиме медичні прилади й органи для трансплантації. Можливо, це наблизить до розв’язання проблему діабету другого типу, від якого, за прогнозами фахівців Центру контролю і профілактики захворювань США, до 2050 року страждатиме кожен третій американець. У промисловості одномоментно змінюватимуться замовлення і логістична інформація, фермери широко застосовуватимуть сенсори та інші пристрої для оптимізації поливу і параметрів ґрунту. Зросте використання дронів у промисловості, сільському господарстві, транспортній галузі, військовій справі.

Автор наводить відомості Глобального інституту імені МакКінсі (міжнародна консалтингова компанія, яка спеціалізується на вирішенні завдань, пов’язаних зі стратегічним управлінням)?, які засвідчують, що економічний вплив інтернету речей уже 2025 року оцінюватиметься у 14 — 33 трильйони доларів. Водночас звертає увагу на таке застереження: технології можуть вийти з-під контролю людини, інспірувати безлад у політиці й соціумі, спровокувати сплеск не лише кіберзлочинності, а й кібервійни, світ дедалі більше виявлятиме індиферентність до приватності. Одним словом, людство на нинішньому етапі розвитку перебуває на роздоріжжі: певна дорога начебто веде до економічного процвітання і матеріального добробуту; інша — до утопічної версії футуристичних смарт-машин, де люди взагалі ні на що не впливатимуть; ще якась — у невідоме, яке складно уявити... Хочеться вірити, що інтернет речей, врешті-решт, для багатьох виявиться не глобальним стресом, а потужним джерелом енергії й натхнення.