אילו אתגרים מביאה הפיתוח המתמשך של האינטרנט של הדברים?

בבוקר סוחף אתה עוזב את הבית. לאחר סגירת הדלת, הטלפון שלך מתריע שכל האורות הפנימיים כבויים והדלת נעולה. בינתיים, המכונית שלך הפעילה אוטומטית את מערכת הקירור שלה, כך שעד שתגיע למוסך, תוכל להיכנס היישר לתוך תא נוסעים מרענן ומרענן... תרחישים כאלה הם כבר לא רק פנטזיה. עד כמה התקדם האינטרנט של הדברים (IoT) היום? ולאן זה יגיע בחמש השנים הקרובות?

הבתים החכמים של היום מאפשרים שליטה מרחוק על מכשירי חשמל, אורות ווילונות באמצעות הטלפון החכם, הפעלה קולית של הגדרות המכשיר מטווח קרוב, וניטור-בזמן אמת של סביבות ביתיות באמצעות מצלמות וחיישנים מותקנים. עם זאת, מערכות IoT ביתיות כאלה נותרות מוגבלות באימוץ. מעבר לעלות הגבוהה של בניית המערכת האקולוגית כולה, החששות כוללים בעיות אמון, אי ודאות אבטחה והפרות פרטיות.

ה"צפיפות" הנוכחית של שילוב ה-IoT נותרה לא מספקת. עם זאת, ההתקדמות הטכנולוגית הפכה את זה לבלתי מקובל עבור צרכנים נבונים לרכוש מוצרי אלקטרוניקה או מכשירי בית חכם ללא מה שנקרא -אינטראקטיביות IoT. קשה לדמיין מוצרים חדשים ללא קישוריות, או כאלה שאינם תואמים לאפליקציות, מיני-תוכניות או חשבונות רשמיים.

עם זאת, IoT אינו עוד נקודת מכירה מרכזית. במקום זאת, עליו להשלים יכולות כמו ביצועים, AI ומסכים כדי ליצור חוויה מקיפה שתופס נתח שוק.

כדי לחקור טוב יותר את המגמות בענף ה-IoT, סקרנו לקוחות גלובליים, וקיבלנו 2,095 שאלונים מלאים ממהנדסי פתרונות IoT ב-60 מדינות. נתונים אלה מהווים את הבסיס לדוח מגמות ה-IoT העולמי שלנו. כיצד יתפתח נוף ה-IoT העולמי בחמש השנים הקרובות? בואו לחקור.

איפה מנועי הצמיחה בתעשייה?

שלושת התעשיות המובילות עם פוטנציאל הצמיחה הגדול ביותר של IoT בחמש השנים הבאות הן אוטומציה ובקרה תעשייתית, אוטומציה ביתית ובינה מלאכותית. בתוך אוטומציה תעשייתית ואוטומציה ביתית, תקשורת ממכונה-ל-מכונה (M2M) וניטור מרחוק צפויים להיות היישומים הצומחים ביותר-. אלה כוללים ניטור מכשירים מרחוק, אופטימיזציה של תהליכים ומתקנים תעשייתיים, וקישוריות עבור מוצרי אלקטרוניקה ומכשירים חכמים. במקביל, המגיפה האיצה את אימוץ ה-IoT בתחום הבריאות, שינתה את האבחון והניטור של המטופלים תוך סיוע במעקב אחר חיסונים ובניהול מלאי. עם הביקוש הגואה למכשירים רפואיים מחוברים, 25% מהמשתתפים מזהים את שירותי הבריאות כענף הגדול הבא שימנף את ה-IoT לבריאות האדם. מגזרים אחרים המציגים פוטנציאל צמיחה גבוה של IoT כוללים ערים חכמות, ניהול אנרגיה, רכב ותחבורה ומכשירים לבישים.

עם זאת, Industry 4.0 נשאר בשלב הפיתוח שלה, עם צמיחה איטית ב-Manufacturing 4.0 ובאינטרנט התעשייתי של הדברים (IIoT) המיוחסת בעיקר להסתמכות על מערכות מדור קודם, תהליכי אינטגרציה מורכבים, מחסור במיומנויות והעדר גישות מונעות-עסקיות. שלוש הסיבות העיקריות לצמיחה האיטית של Industry 4.0-נוגעות לאבטחת נתונים, היעדר אסטרטגיה עסקית, והקושי והמגבלות הטכניות של התאמה מחדש בתוך מערכות קיימות מדור קודם-מפריעות לאימוץ והשילוב של פתרונות ייצור חכמים.

תהליכי ייצור מודרניים קשורים זה לזה יותר מאי פעם, עם יותר מכונות, ציוד ועובדים הנתמכים על ידי חיישנים ברשת המשדרים נתונים ברחבי המפעל. בעיות מתעוררות כאשר חברות אינן יכולות לשתף מידע ברשתות שלהן או למנף את הנתונים הללו כדי לשפר אסטרטגיות עסקיות. מחשוב קצה מייצג את הכיוון העתידי-עיין במאמר שלנו על מחשוב קצה תעשייתי של IoT לפרטים.

ככל שהמערכות הולכות וגדלות מורכבות, פגיעויות מתרבות, מה שהופך את האבטחה לאתגר המרכזי עבור IoT. 3-6% מהמשתתפים ציינו את האבטחה כמכשול העיקרי באימוץ טכנולוגיות קישוריות IoT. בנוסף, בעלות על נתונים שנאספו על ידי מכשירי קצה נותרה נושא שנוי במחלוקת. אופן איסוף, שיתוף ושימוש בנתונים נוגע למשתמשים, שאינם יכולים לאמת אם נעשה שימוש לרעה במידע האישי שלהם. הסיכונים הקשורים לנתונים שנאספים על ידי מכשירי קצה הם משמעותיים-אם ייגנבו, ההשלכות עלולות להיות בלתי צפויות. זה הופך את קביעת הבעלות על נתונים לגורם קריטי להצלחת IoT.

70 אחוז מהמשתתפים סבורים שהבעלות על הנתונים צריכה להישאר אצל המשתמשים, במיוחד כאשר לא ניתן להבטיח פרטיות, שכן נתונים כאלה נחשפים בקלות לצדדים שלישיים. משתמשים מהססים לשתף נתונים עם חברות עקב חששות לגבי גניבת זהות וסיכוני אבטחת סייבר.

מערים חכמות ומפעלים ועד בתים חכמים, IoT מאפשר לאובייקטים להתחבר ולהחליף נתונים. פתרון בעיות אבטחת נתונים מאפשר לנתונים שנאספים להניע שיפורים תפעוליים או הפחתת עלויות, וכתוצאה מכך לאיכות גבוהה יותר, יעילות רבה יותר ותוחלת חיים ארוכים יותר של המוצר. ארבעים-8 אחוזים מהמשתתפים זיהו פרודוקטיביות ויכולות ייצור משופרות כיעדיהם העיקריים, והדגישו את ההשפעה העסקית הגדולה ביותר של IoT בתחומים אלה.

30% מהמשתתפים ראו את עצמם כחדשני IoT המבקשים לחקור הזדמנויות עסקיות ולהשיג יתרון תחרותי באמצעות פיתוח פתרונות IoT, בעוד 27% שאפו לנצל הזדמנויות שוק. למרות הצמיחה המהירה של שוק פתרונות ה-IoT, פיתוח פתרונות כאלה נותר החלטה אסטרטגית ביותר. זה כרוך בדאגות של אבטחת מידע ודורש זמן משמעותי כדי להניב תוצאות. ככל שיותר ארגונים מצטרפים לאקוסיסטם, נוף הפיתוח של IoT ממשיך להבשיל. לכן, עבור חברות, חידוש פתרונות IoT הוא קריטי מאי פעם-זה לא עוסק רק במעקב אחר מגמות בתעשייה. ככל שחברה מחדשת בצורה יעילה יותר, כך גדלים סיכוייה להצליח.

מהם סדרי העדיפויות הטכנולוגיים המרכזיים?

אתגר מתמשך באבולוציה של IoT הוא הבטחת יכולת פעולה הדדית בין מכשירים מיצרנים שונים והקלה על פיתוח קל של יישומי משתמשים חדשים. נכון לעכשיו, לא קיים תקן גלובלי לתקשורת בין מכשירים מגוונים, כאשר כל קבוצה מקפידה על פרוטוקולים נפרדים. המשתתפים זיהו גורמים שיכולים להאיץ את אימוץ ה-IoT, כולל יכולת פעולה הדדית, קלות פיתוח, ביקוש לתקנים פתוחים ותקני קישוריות. קצב החדשנות של ה-IoT הוא מהיר. ניצול הזדמנות שוק מסיבית זו דורשת השגת יכולת פעולה הדדית בכל התעשיות כדי לחבר לקוחות, עסקים ומוצרים. עם זאת, הסטנדרטים צריכים להיות פתוחים, ולאפשר לכל אחד לעצב ולבנות בקלות טכנולוגיה תחת מסגרות אלה.

מכשירי ה-IoT הנוכחיים אינם עושים שימוש נרחב בבינה מלאכותית (AI) ולמידת מכונה. עם זאת, הסקר חשף כי 39% מהמשתתפים כבר שילבו בינה מלאכותית בעיצובים ויישומי ה-IoT שלהם. מבין המשתתפים הנותרים, 47% מתכננים להשתמש בבינה מלאכותית בעיצוב ה-IoT הבא שלהם או באפליקציה לבניית מכשירים חכמים יותר. מרכבים אוטונומיים לתוכנת זיהוי פנים, בינה מלאכותית משנה את האופן שבו אנו מתקשרים עם העולם כאשר עלויות החומרה יורדות ומהירויות העיבוד עולות.

התקני IoT Edge מתקשרים באמצעות ערוצים קוויים ואלחוטיים סטנדרטיים, כולל קבלת מדידות חיישנים ואפשרות שליטה מרחוק על ידי מפעילים. אינטראקציות בין מכשירי קצה, שערים ופלטפורמות ענן בתוך פתרונות IoT דורשות גישות מגוונות כדי לענות על צרכים משתנים. התוצאות מראות ש-77% מהמשתתפים בחרו בתקשורת אלחוטית, בעוד ש-23% בחרו בתקשורת קווית.

מבין האפשרויות האלחוטיות, WiFi הוא הפופולרי ביותר הודות לקישוריות מרחוק, אבטחה ותפוקה גבוהה יותר, המופעלים על ידי מכשירי ה-MCU העדכניים ביותר עם-הספק נמוך עם יכולות WiFi. סלולר ו-Bluetooth Low Energy (BLE) עוקבים אחריו מקרוב, כאשר נתח השוק של BLE זינק ב-12% בשלוש השנים האחרונות, מונע על ידי מצבי צריכת חשמל נמוכים- ואימוץ מהיר של Bluetooth 5.0. נתח שוק הסלולר צמח ב-9% בשלוש השנים האחרונות. העלייה האחרונה של 5G משפרת את הקישוריות על ידי הגדלת רוחב הפס הסלולרי באופן משמעותי, מה שמקל על IoT לחבר מספר גדול של מכשירים.

בקרב תקשורת קווית, 83% מהמהנדסים מעדיפים Ethernet. חיבורי Ethernet מציעים אמינות ואבטחה גבוהים, ומספקים את הפתרון האופטימלי עבור התקני סטרימינג במהירות גבוהה, כמו מצלמות IP או טלפונים VoIP.

מערכות IoT דורשות שפות פיתוח תוכנה מגוונות כדי ליישם פונקציונליות. 65% מהמשתתפים עדיין בוחרים ב-C/C++ בשל היכולות המתקדמות שלה ב-I/O, ניהול קוד, מבני נתונים ואחסון קבצים, ואחריה Python (45%) ו-JavaScript (22%).

פיתוח חומרה מציג אתגרים רבים, מה שהופך תכנון נכון לקריטי. כאשר מחליטים בין פתרונות-בבית או-מה-מדף ליישום עלות-יעיל וזמן{5}}מהיר יותר-לשיווק, בחירת החומרה היא חיונית. 48% מהמשיבים משתמשים-במחשבים בודדים (SBC) כדי להאיץ ולפשט את העיצוב. SBCs הם קומפקטיים, כוללים קישוריות מובנית (Ethernet, WiFi, BLE), USB וממשקים נוספים (I2C, SPI, UART), ומוכנים לשימוש-מהבית-מהקופסה (בהפעלה של Linux). SBCs שונים נותנים מענה לדרישות חומרה ספציפיות, כאשר זיכרון ואחסון הם קריטיים עבור מערכות משובצות. הפצות קומפקטיות של לינוקס משובצות ממזערות עוד יותר את טביעות הזיכרון והאחסון.

עם זאת, 32% מהמשתתפים בוחרים להתחיל מלוח ריק, מה שמאפשר למערכת להכתיב מפרט סופי המספק ביצועים יוצאי דופן ואמינות איתנה בעלות הנמוכה ביותר האפשרית. עבור ארגונים, "בנייה מול קנייה" נותרה דילמה מורכבת. פיתוח פתרונות-בית דורש השקעה וזמן, אך בעלות ושליטה מלאה קודמים. כוח העיבוד והפונקציונליות של חומרת IoT נקבעים על ידי מיקרו-מעבדים (MPUs) או מיקרו-בקרים (MCUs). האתגר הבא של המהנדסים הוא בחירת ה-MPU/MCU המתאים לעיצוב שלהם, כאשר 39% מהמשיבים מעדיפים פלטפורמות פיתוח STMicroelectronics.

פלטפורמת הענן היא מרכיב הליבה ביישום IoT ארגוני. הוא ממלא תפקיד קריטי בבניית תשתית IoT מאובטחת-בקנה מידה גדול, המאפשרת לעסקים לאסוף, לנתח ולעבד נתוני IoT מחיישנים, מכשירים ויישומים כדי להניע פעולות בר-קיימא. שלושים-ארבעה אחוזים מהמשתתפים הביעו במפורש העדפה לעננים פרטיים. עננים פרטיים קשים יותר להאקרים לפרוץ, אינם כרוכים בעלויות ומאפשרים גישה לנתונים מקומיים.

חיישנים, המשמשים לאיסוף נתונים, מהווים את הליבה של כל מכשיר מחובר. ממיקום וזיהוי ועד לניטור והגנה על תשתיות קריטיות, חיישנים משמשים כעיניים ואוזניים של פתרונות IoT, הממירים מידע פיזי שנלכד לאותות הניתנים למדידה אלקטרונית. ניהול ופריסה יעילה של חיישנים הם מרכיבים חיוניים בתהליכי IoT, כאשר בחירת חיישנים תלויה בגורמים כמו שימוש, דיוק וחיי סוללה. החיישנים הנפוצים ביותר הם חיישני סביבה, מדידת טמפרטורה, לחות, לחץ וגזים, בין היתר. הקטגוריה השנייה הנפוצה ביותר היא חיישני תנועה.

מדוח מגמה זה, אנו יכולים להסיק שפתרונות חדשניים המכוונים לבתים חכמים, לתעשייה, לשווקים ולממשלה סוללים את הדרך לעתיד ה-IoT. IoT נמצא היטב על סדר היום של לקוחות ושותפים והוא מבוקש מאוד, אך אף ישות אחת לא יכולה לטעון שהיא מובילה את המשימה. ה-IoT טומן בחובו פוטנציאל עצום, וכמה חברות מובילות כבר נקטו בפעולה-Google, Apple ואמזון נכנסו לאחרונה לשוק האוטומציה הביתית. מה זה אומר לגבי עסקים אחרים?

פחות מ-25% מהמהנדסים מאמינים שהחברה שלהם תמלא תפקיד דומיננטי ב-IoT, אבל עדיין מוקדם לדעת. מי יוביל את החבורה בעתיד? רק הזמן יגיד.