Industry 4.0. -To boldly go where no man has gone before... (Part II)

Dopo un’introduzione generale dell’argomento, definiamo le due aree della rivoluzione Industry 4.0 che meglio si sposano con i miei interessi, ovvero:

• Internet of Things;
• Additive Manufacturing (stampa 3D ed affini).

Iniziamo a definire, per grandi linee, il primo dei due, l’Internet of Things (o IoT).

Una prima definizione di Internet of Things venne data nel 1999 da Kevin Ashton, allora a capo dell’Auto-ID Center del Massachusetts Institute of Technology, che legava la nascita dell’IoT alla diffusione dei dispositivi RFID. In altre parole, per parlare di IoT, ogni oggetto doveva poter essere univocamente identificato e/o catalogato. In tal senso, più che di IoT è giusto parlare di Unique Addressability of Things, che però rappresenta correttamente solo uno dei requirements, l’identificabilità univoca di ogni attore del sistema. Con riferimento a tale aspetto, accanto alle tecnologie RFID, citiamo, per completezza due tecnologie più recenti per l’identificazione:

• Near Field Communication (NFC);
• Codici visivi mono e bidimensionali (barcodes, QR codes, e via dicendo); 

Una descrizione più adeguata, è, a mio parere, quella che definisce l’IoT come “una miscela inestricabile di hardware, software, dati e servizi“, in quanto focalizza l’attenzione su

• i requisiti di interconnessione tra dispostivi (M2M);
• tra dispositivi e servizi, software di gestione/controllo (Business Intelligence - BI);
• lo storage dei dati acquisiti (Data/Cloud);

rendendo di fatto indispensabile, per poter parlare di IoT, una connessione ad Internet stabile, veloce e continua.

Spostando l’attenzione sull’ultima lettera dell’acronimo, un oggetto/dispositivo (Thing),

si caratterizza o definisce per le capacità d’interazione con l’ambiente circostante (sistema) che gli consentono di

• ‘leggerne’ lo stato attuale mediante un’opportuna serie di sensori;
• generare un flusso consistente di dati utili alla definizione di modelli in grado di descrivere tale sistema e prevederne l’evoluzione futura al variare delle condizioni al contorno;
• modificarne lo stato mediante un’adeguata disponibilità di attuatori.

Le possibilità di applicazione dell’IoT sono praticamente illimitate, spaziando dal controllo ambientale alla domotica, dal settore biomedicale ai trasporti, all’efficientamento energetico e all’organizzazione/ottimizzazione dei contesti urbani (Smart Cities), e via dicendo, il che fa si che anche l’interesse in tale settore coinvolge i maggiori attori privati ed istituzionali dell’economia mondiale. A tal proposito, una classificazione utile a definire attori e campi d’intervento è la seguente:

• Enterprise che raggruppa tutte le categorie dell’Industrial Internet of Things (IIoT);
• Home (Domotica, wearables, …);
• Government (Smart Cities, Energy, Biomedicale, …)

Criticità

Studi di settore (Gartner Inc.) prevedono che 20,8 miliardi di dispositivi formeranno l’Internet of Things entro il 2020, aprendo scenari totalmente nuovi che obbligheranno ognuno dei protagonisti sopra citati a rivedere, secondo le proprie competenze/responsabilità, il modo di concepire il mondo come lo conosciamo ora.

Una tra le maggiori sfide è certamente quella riguardante il tema della sicurezza. Poiché Internet è intrinsecamente insicuro, non possiamo aspettarci livelli di sicurezza maggiori dall’IoT. Anzi, il problema è ancora più evidente quando le implementazioni prevedono l’utilizzo di microcontrollori di fascia bassa che inevitabilmente non hanno una potenza di calcolo sufficiente, per esempio, all’esecuzione di opportuni algoritmi di criptaggio dei dati.

Quando poi l’IoT ha la possibilità di modificare lo stato dei sistemi nei quali è integrato, il problema della sicurezza è legato non tanto ai dati scambiati, ma anche all’incolumità delle persone che si trovano in prossimità di tali sistemi.

Per citare un esempio, l’anno scorso fece scalpore la pubblicazione di diversi articoli nei quali si dimostrava la vulnerabilità di un sistema di infotainment installato su molte vetture del gruppo FCA (Hackers Remotely Kill A Jeep On The Highway - With Me In IT ).

L’argomento è vasto e va oltre le finalità di questa nota (oltre che delle mie competenze), ad ogni modo è bene sapere che il problema esiste e va tenuto in conto in fase di studio/progettazione di un sistema IoT.

Maggiori informazioni a tal proposito possono essere trovate nelle seguenti fonti

• Insecure Internet of Things
• Internet of Crappy Things
• Searching For The Silver Bullet

Enabling technologies

Dopo aver inquadrato sinteticamente il tema dell’IoT, elenchiamo rapidamente quelle che saranno le tecnologie che avranno maggior impatto negli sviluppi futuri, in modo da avere una mappa di possibili argomenti sui quali investigare e/o sperimentare.

• 4G LTE;
• WiFi;
• ZigBee;
• Bluetooth Low Energy;
• Sensoristica miniaturizzata più efficiente;
• CPU multiprocessore più efficienti;
• Microcontrollori e SOC sempre più economici.

Enjoy