Nesnelerin İnterneti (IoT – Internet of Things) – Mehmet Ulaş BAŞLAMIŞ

BİLİM VE TEKNOLOJİ

Eki 1, 2014

0 13025

Akıllı cihazların internet üzerinden iletişimi denince, henüz son tüketici seviyesinde algılanan kısıtlı bir kapsam olsa da, teknoloji sektörünün lideri birçok firma, birkaç yıl önce konuya ilişkin ARGE yatırımlarımlarını yaparak çalışmalarını başlattı bile. Aslında endüstriyel otomasyon alanında, nesneler “scada” gibi sistemlerin yardımıyla, çoktan insanlar ve birbirleri ile konuşuyor ve dertlerini insanlara anlatıyorlardı. Tabii bu iletişim daha çok fabrika içersindeki yerel bir ağda gerçekleşiyordu.

Çeşitli haberleşme protokolleri sayesinde, birden fazla cihazın birbirini tanıması ve birbiri ile gerçek zamanlı (çevrimiçi) konuşması ve bir platformda buluşarak bilgi paylaşması ile bir alt sistem oluşuyor. Daha sonra o alt sistemler bir araya gelerek daha büyük sistemleri oluşturuyorlar. Bu tanım, biraz teknik bir tanım olması sebebiyle, aşağıdaki örnekler ile daha fazla anlaşılacaktır. Nesnelerin İnterneti teknolojisinin temel amacı, insanların bilgiye, bilgisayar başına oturmadan veya başka bir insan ile iletişime geçmeden ulaşması olarak tarif ediliyor. Fakat, şimdiden görünen o ki, nesnelerin internetinin bizleri getireceği nokta, insanın günlük bazı bilgilere ulaşma ihtiyacı olmaksızın, gündelik yaşam akışını düzenleyebilecek olmasıdır. İnsanların buna artık eskisinden daha fazla ihtiyacı olduğu bir gerçek ve artık insanlar zaman, dikkat ve kesinlik konularında daha fazla sıkıntılılar; çünkü gündelik yaşamda zaten çok fazla detay ile uğraşır hale geldiğimiz bir gerçek. Libelium ‘un hazırladığı “Akıllı Dünya Görseli” nin büyük halini görmek için aşağıdaki linke tıklayınız.

http://mobilgin.com/wp-content/uploads/2014/07/IoT_Libelium_Smart_World_Big.png

Aslında rivayet odur ki herşey 1991 yılında başlamış. Cambridge Üniversitesi ‘nde onlarca akademisyenin bulunduğu bir binada herkesin kullanabileceği sadece 1 adet kahve makinası bulunmaktaymış. Kahve makinasının bulunduğu kattaki çalışanlar için olmasa da, diğer katlarda bulunan akademisyenler için onlarca basamak merdiven çıkıp kahve makinasının içinin boş olduğu görmek, sinir bozucu bir hal almış. Bunun üzerine bir grup akademisyen, dakikada 3 görüntü yakalayan ve bu görüntüleri herkesin kendi bilgisayarına aktarmasını sağlayan bir sistem tasarlamışlar. Böylelikle her akademisyen, kahve miktarını çevrimiçi ve gerçek zamanlı görmeyi başarmak suretiyle, Nesnelerin İnterneti ‘nin ilk fikir temelleri için ufuk oluşturmuş oldular. Hatta bir rivayete göre, bu ünlü kahve makinesi, eBay aracılığı ile yapılan bir açık arttırmada 5.000 USD ‘nin üstünde bir fiyata satılmış. Aşağıda, bu kahve makinesinden alınan görüntüyü bulabilirsiniz. Konuyla ilgili daha fazla detay için ise aşağıdaki linkten faydalanabilirsiniz.

Fakat, nesnelerin birbirleri ile bağlantısı fikri 1999 yılında Kevin Ashton tarafından ortaya net olarak atıldı ve o zaman için bu kavram, RFID etiketleri sayesinde, radyo frekansı üzerinden birbirleriyle haberleşen cihazları kapsıyordu. Kevin Ashton, bu fikri, P&G ‘nin tedarik zincirinde verimliğini arttırmak için ortaya atmıştı; yani o zaman için aslında endüstriyel bir çözümdü. Ancak haberleşme noktasında gelişen teknolojinin, radyo frekansın dışında da çözümler üretmesi ile konsept çok daha geniş bir vizyona erişti.

Hayatımızı Nasıl Değiştirecek?

Sanırım bu konuyu aşağıdaki örnekler ile açıklamaya çalışmak daha doğru olacaktır :

Örnek 1

Evinizin bir bahçesi olduğunu ve bu bahçenin de periyodik olarak sulanması gerektiğini düşünelim.

1) Elimize bir hortum alarak bahçemizi sulayabiliriz ve bu yaptığımız işi tamamen kendi algılarımıza göre (bahçenin toprağının kuruluğunun gözlenmesi vs.) yönetiriz. Burada otomasyon sıfırdır.

2) Bahçeye bir sulama sistemi yaptırırız ve bu sulama sistemini de hergün saat 08:00 ‘de devreye girip 10 dakika devrede kalacak şekilde ayarlarız. Hava yağışlı olsa da, bahçenin sulamaya ihtiyacı olmasa da bahçe böyle bir sistemde, belirtilen saatlerde, sulanmaya devam edecektir. Burada otomasyon vardır ama bu akıllı bir sistem olmaktan çok uzaktır.

3) Şimdi bu 2 numaralı ev çözümünü, bir de akıllı telefonumuz ile entegre edelim ve uzaktan manuel müdahaleye açalım. Bizim teknolojik olarak geldiğimiz nokta, aslında tam burasıdır. Bu noktada da aslında, akıllı telefonumuz ile bahçe sulama sistemi arasında kurduğumuz ilişki, televizyon ve uzaktan kumandası ilişkisinden farklı değildir.

IoT ile gelmeyi hayal ettiğimiz ilk nokta, bahçe içine gömdüğümüz bir nem sensörü grubunun ölçüm verilerini sürekli olarak platformun veri tabanına kaydetmek ve sulama sisteminin de, bu platformdan bu verileri okuyarak hareket etmesini sağlamaktır. Bu çözüm, aslında tam anlamıyla – istenildiği kadar – daha “akıllı” değildir. Konuya bir de önümüzdeki 3 günün hava durumu verilerini de katarsak ve yarına yağmur yağma olasılığını bu sistemin platformu tarafından algılanmasını sağlarsak ve sulama aktivitesini de buna göre düzenlersek, işte bu sistem artık tam anlamıyla “akıllı” olmuştur ve insan hayatına değer katacaktır.

Bu örnek üzerinden gidersek, buradaki platformu bir orkestra şefi olarak düşünebilirsiniz ve temsil ettiği sistem de aslında küçük bir ev sistemidir (yukarıda “alt sistem” olarak tanımlamıştık). Kimin platformu iyiyse (örneğin; entegre olabileceği cihaz çeşidi), bu yarışı o önde götüteceği kesin. İşte tam da bu sebeple, Google, Apple, Microsoft ve Oracle gibi teknoloji devi şirketler, bu cihazların buluşacağı platform konusunda ARGE çalışmalarına ve yatırımlarına birkaç yıldır devam ediyorlar.

Örnek 2

Şehir dışında bir toplantınız var ve toplantıya trenle gidiceksiniz;

1) Müşteri sabahki toplantıyı 45 dakika ileri alıyor.

2) Arabanız benzin deposunu kontrol ediyor ve tren istasyonuna gidebilmeniz için yakıt almanız gerektiğini biliyor. Bu yakıt doldurma işleminin tahmini 5 dakika süreceğini hesaplıyor.

3) Aynı anda trafik durumu kontrol ediliyor ve istasyona giden yolda kaza olduğunu öğreniliyor, alternatif yolun ise size 15 dakika zaman kaybettireceği hesaplanıyor.

4) Tren ise 20 dakika rötar yapacağını bildiriyor.

5) Tüm bu bilgiler, yatağınızın başındaki saatinize bildiriliyor ve alarmınız 5 dakika daha geç çalıyor, bu da 5 dakika daha çok uyumanızı sağlıyor.

6) Saatiniz arabanıza da haber veriyor ve evden çıkış saatinizden 5 dakika önce çalışmaya ve motoru ısıtmaya başlıyor. Ayrıca kahve makinasına da 5 dakika daha geç çalışmasını söylüyor.

Şimdi IoT için örnekleri biraz daha çoğaltalım;

- Evinizin kapısına gelen kişi için, siz evde olmasanız da, kapıyı açan telefonunuz ile haberleşen bir mekanizma,

- Sahibinin ajandasını kontrol ederek ilk randevu saatine ve hava durumuna göre onu uyandıran bir çalar saat,

- Ev sahibi uyanmadan 30 dakika önce banyo veya kullanılacak diğer odaları ısıtmaya başlayan bir ısıtma sistemi,

- Trafik durumundan sürücüyü anında haberdar eden bir araba,

- Yatağından kalkmadan kısa bir süre önce kahve için su hazırlamaya başlayan bir kettle,

- Ev dahilinde kullanılan, termostat, duman ve karbonmonoksit dedektörleri (Dünyanın ilk akıllı termostatı ile Nest, Google Ventures ‘dan 80 Milyon USD ‘lik yatırım aldı),

Tabi işin çok farklı bir boyutu da var. Platform üzerinde biriken kişisel verilerin kimin tarafından sahip olunacağı tartışılması gereken apayrı bir konu. Facebook, Google ve benzerleri tarafından zaten kişisel alışkanlıklarımızın takip edildiği bir dünyada bir de bunları evimize davet etmemiz, aslında bir yanıyla da korkutucu ve daha düne kadar bilim kurgu filmlerine konu olan bir durumdu. Özellikle kişisel bilgilerin gizliliği ve korunması konusunun ileriki yıllarda sıkça tartışılacağı bir gerçek.

IoT ‘in, sadece ev otomasyonu çözümleri sunmayacağı, endüstriyel çözümler de sunacağı kesin. Hali hazırda büyük baş süt çiftliklerinde kullanılması mümkün hayvan takip sisteminden söz etmek istiyorum. Hayvanın kulağına ve midesine yerleştirilen birer sensör ile hayvanın sürekli olarak vücut sıcaklığının ve midesinin pH değerinin izlenmek suretiyle, hayvan sağlık durumu takip ediliyor ve herhangi bir anormallikte (bunun tespiti tabiki olması gereken değerler ile karşılaştırmak suretiyle ortaya çıkacaktır) çiftçinin bilgisayarına yada cep telefonuna mesaj gidiyor. Tabii bu noktada kritik konu sadece verinin depolanacağı platform yada sensörler ile iletişimin kurulması için yazılım çözümü değil, sensörlerin kendisi de oluyor. Sensörlerin maliyetleri azalmadığı sürece, böyle bir sistemin kullanılabilirliğinin artacağı öngörüsünde bulunmak ta yanlış olacaktır. Sadece maliyet te değil; sensörlerin boyutları küçülmelidir, bu da doğaldırki ARGE yatırımı demektir.

Zaten, konu eğer cihazlar arasında bir haberleşme ise, ki bir uç örnek olarak, yumurtanın kalmaması durumunda buzdolabınızın siz süper markette iken telefonunuza mesaj atmasını istiyorsanız, buzdolabının da yumurta kalmadığını anlaması lazımdır. Bu da bir şekilde buzdolabı içindeki, bir sensör yardımıyla olacaktır. IoT konusunun paralelinde sensörlerin de teknolojisini takip etmek ve geliştirmek bu noktada elzem oluyor. Tam da bu noktada Stanford Üniversitesi ‘nde geliştirilen bir teknoloji sayesinde radyo sinyallerini işleyebilen işlemcilerin boyutunun, milimetre seviyesine kadar indiğini öğreniyoruz. Bu çiplerin boyutu 3,7 X 1,2 [mm] ve herhangi bir enerji kaynağına ihtiyacı yok; enerjilerini kendileri üzerine gönderilen radyo dalgalarından alıyorlar ve sinyali işliyorlar ve tekrar geri gönderiyorlar; üstelik maliyetleri de 5-10 kuruş civarinda. Bu çipler endüstriyel olarak kullanılabilir hale geldiklerinde, yıllardır gelişen ancak bir türlü etiket fiyatları istenen seviyelere inmeyen RFID gibi teknolojilere alternatif olacaktır. Kullanım alanları marketlerden sağlığa, otomotivden giyime, aklınıza gelebilecek her noktada kendine yer bulacaktır.

CISCO ‘nun yayınladığı bir rapora göre, Nesnelerin İnterneti ekonomik olarak 2020 yılında 19 trilyon dolarlık bir pazar yaratacak. ABD ‘li Cisco ‘nun analizlerine göre, 2020 yılına gelindiğinde, içinde akıllı telefonların, PC ‘lerin, ATM ‘lerin, fabrikalardaki üretim makinelerinin ve nakliyat konteynerlerindeki ürünlerin de olduğu, 50 milyardan fazla cihaz internete bağlanmış olacak. Cisco ‘nun kurumsal yatırım şirketi Cisco Invesments, yeni fonla, nesnelerin interneti odağında 150 milyon dolarlık yatırım yapacağını web sitesinden paylaştı.

http://www.ciscoinvestments.com/news/cisco-investments-allocates-150-million-fund-early-stage-firms-around-globe/

Teknik taraftaki bir diğer sıkıntı da, ortaya çıkacak veri miktarıdır. Veri miktarı inanılmaz derecede artacak ve bu verinin çözümlenerek işlenmesi ve yorumlanması başlı başına karmaşık bir iş haline gelecektir. Bu konunun muhatabı, doğal olarak “Big Data” ile uğraşan kişilerdir. Bu veriyi hakkıyla işleyebilen, “daha akıllı sistemler” ortaya koyabilecektir. Bu işe el atan devlerden biri de Intel. Intel bu işe çoktan el attı ve “Akıllı Sistemlerin Sistemleri (Intellegent Systems of Systems)” gibi bir kavram ile yola çıktılar bile.

Kısacası, hayatımıza yeni girecek olan akıllı cihazlar ve ekipmanlar hayatımızın her aşamasında, biz insanları bilgilendirici ve yönlendirici olabilecekleri gibi, hayatımızın her anından da veri topluyor olacaklar. Bu sistem, belli bir süre sonra, en güvenilir danışmana dönüşecek olsa da daha ötesinde yerimize karar veren sistemler olarak karşımıza çıkacağından şüphe yok gibi.

Bu sizi korkutmuyor mu ?

Son olarak konuyu özetleyen bir videoyu da aşağıya koymak istiyorum.