Upload
socialmediadna
View
263
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
Het ‘Internet der dingen’ Wanneer de fysieke en de virtuele wereld samenkomen
Rob Rapmund en Arjan Geurts
Versie 1.2
November 2011
SURFnet/Kennisnet Innovatieprogramma
2
Het SURFnet/ Kennisnet Innovatieprogramma wordt financieel mogelijk gemaakt door het Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap.
Tenzij anders aangegeven geldt voor deze publicatie de Creative Commons Licentie “Attribution-NonCommercial 3.0 Unported”. Meer informatie over deze licentie is te vinden op http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/
3
Inhoudsopgave
Inhoudsopgave .................................................................................................................................3 Inleiding ............................................................................................................................................4 Het „Internet der dingen‟ ...................................................................................................................5 Een aantal mooie voorbeelden .........................................................................................................6
Android@home .............................................................................................................................6 Domotica .......................................................................................................................................6 Pachube ........................................................................................................................................7 Verkeer in Stockholm ....................................................................................................................7
Achterliggende technologie ..............................................................................................................8 Internet ..........................................................................................................................................8 Ipv6 ...............................................................................................................................................8
Mesh networks ..............................................................................................................................8 RFID ..............................................................................................................................................9
Semantisch web ............................................................................................................................9 User interfaces ..............................................................................................................................9
Uitdagingen .................................................................................................................................... 11 Privacy .................................................................................................................................... 11 Infrastructuur .......................................................................................................................... 11
Tot slot ........................................................................................................................................... 12
Verder lezen .................................................................................................................................. 13 Websites .................................................................................................................................... 13 Technology Scouts..................................................................................................................... 13
4
Inleiding
Het „Internet der dingen‟ is een grote belofte. Al jarenlang. Na al die jaren staat de koffie nog
steeds niet klaar als je thuiskomt uit je werk, heeft de koelkast nog steeds niet in de gaten dat de
melk op is en wordt je urine niet automatisch gecontroleerd om je gezondheid in de gaten te
houden.
De laatste jaren zijn er echter veel ontwikkelingen. Steeds vaker en
steeds dichter komen de fysieke en virtuele wereld bij elkaar. Op dit
moment zit in ieders portemonnee minimaal één pas met RFID-chip.
Voor € 20,-- kun je een Nike+ kopen, zodat je na afloop van het
hardlopen je resultaten kunt delen met de rest van de wereld.
Wanneer je incheckt in het hotel „Citizen M‟ worden de
kamertemperatuur, de gordijnen, de muziek en de verlichting
automatisch aangepast aan jouw persoonlijke voorkeur. RFID-chips in
boeken maken het beheer van boeken in de bibliotheek steeds
eenvoudiger.
Op basis van mobiele telefoons weet TomTom waar de files staan en
geeft hij advies over de snelste route. De wekker op je iPhone meet
de bewegingen tijdens je slaap en maakt je op het juiste moment wakker.
Dit is nog maar het begin. Er zijn nog veel meer
toepassingen te bedenken. Nu moet je bij de
Albert Heijn zelf nog je producten scannen.
Wanneer komt het moment dat je alles in je tas
stopt, de deur uit loopt en het bedrag
automatisch van je rekening wordt
afgeschreven? Hoe lang duurt het nog voordat
het klaslokaal automatisch wordt aangepast aan
de wensen van de docent en de leerlingen?
Met de komst van het internet is een
infrastructuur ontstaan waarmee het mogelijk is om goedkoop data uit te wisselen. Nu ook de
prijzen van andere technologie (denk hierbij aan sensoren en RFID) zijn gedaald, zijn alle
factoren aanwezig om de ontwikkeling en acceptatie van nieuwe toepassingen de komende jaren
een vlucht te laten nemen.
Bij het uitvinden van de elektriciteit, aan het eind van de 19e eeuw,
werd gesproken over „elektrisch licht‟, toen verstrekkende
mogelijkheden van elektriciteit nog niet gezien werden. Op dezelfde
manier is het niet mogelijk om op dit moment een volledige inschatting
te maken van wat het ontstaan van het „Internet der dingen‟ precies
betekent op lange termijn. De historie van technologische
veranderingen laat ons zien dat de ontwikkeling meestal langzamer
gaat dan verwacht, maar de impact in de regel groter is.
5
Het ‘Internet der dingen’
De term het „Internet der dingen‟ is ontstaan in 1999. Kevin Ashton, manager bij Procter &
Gamble introduceerde de term toen hij zei: "Adding radio-frequency identification and other
sensors to everyday objects will create an Internet of Things, and lay the foundations of a new
age of machine perception."
Sinds die tijd zijn er veel verschillende definities gegeven aan het „Internet der dingen‟, Wikipedia
geeft hier een goed overzicht van1.
Waneer wij spreken over het „Internet der dingen‟ gebruiken we de definitie die het EU-project
CASAGRAS ('Coordination and support action for global RFID related activities and
standardization) 2 gebruikt:
A global network infrastructure, linking physical and virtual objects through the exploitation of data
capture and communication capabilities. This infrastructure includes existing and evolving
Internet and network developments. It will offer specific object-identification, sensor and
connection capability as the basis for the development of independent federated services and
applications. These will be characterized by a high degree of autonomous data capture, event
transfer, network connectivity and interoperability.
De mogelijkheden die ontstaan wanneer fysieke
objecten en de virtuele wereld samenkomen. Dat
is de kern van het „Internet der dingen‟.
Wereldwijd is dit volop in ontwikkeling, in Europa,
China en Japan zijn budgetten van 1 miljard euro
beschikbaar om de ontwikkeling te stimuleren.
Amerika kent geen dergelijke innovatiebudgetten,
maar investeert met name vanuit defensie in de
ontwikkeling en toepassing van nieuwe
technologieën.
In dit essay verkennen we het „Internet der dingen‟ en de invloed die dit mogelijkerwijs kan
hebben op het onderwijs. Hierbij ligt de nadruk op de nieuwe mogelijkheden die er ontstaan. De
„market pull‟-factor hebben we even buiten beschouwing gelaten. Het „Internet der dingen‟ is
immers een basistechnologie. Dit staat wat verder af van de toepassingen waarin gebruikers
geïnteresseerd zijn. Je koopt geen 'Internet der dingen‟. Je koopt een televisie die, als hij gaat
spelen, automatisch je lampen zachter zet. Je koopt een fitnessapparaat dat automatisch de
resultaten op internet plaatst.
1 http://en.wikipedia.org/wiki/Web_of_Things
2 http://ec.europa.eu/information_society/policy/rfid/documents/iotprague2009.pdf
6
Een aantal mooie voorbeelden
Aan de ene kant staat het „Internet der dingen‟
nog ver van ons af. Het zijn combinaties van
technologieën die nog zo nieuw zijn, dat veel
combinaties nog gemaakt moeten worden.
Aan de andere kant zijn er talloze
toepassingen ontwikkeld en ontstaan er elke
dag weer nieuwe mogelijkheden. Een aantal
voorbeelden willen we er uit lichten.
Android@home
Tijdens de Google IO, de jaarlijkse conferentie waar
duizenden ontwikkelaars bij elkaar komen om te kijken met
welke innovaties Google presenteert, heeft Google de nieuwe
versie van Android, het besturingssysteem voor smartphones
en tablets getoond3. Een van de features die zij lieten zien,
was Android @home, een technologie waarmee het mogelijk
is om je smartphone te koppelen aan andere apparaten. Er
werden een aantal demonstraties gegeven, waarbij er een
koppeling was gemaakt met verlichting. Er komen lampen te
koop waar een wifi is ingebouwd, zodat je ze kan bedienen
met je telefoon. Een andere toonde de koppeling met een fitnessapparaat. Leg je mobiel op de
hometrainer en jouw trainingsprogramma wordt automatisch gestart. Als je klaar bent met de
training worden de resultaten opgeslagen op je telefoon en, afhankelijk van de instellingen,
geplaatst op je Facebookaccount.
Domotica
Met Android@home mengt Google zich in
het veld van domotica, elektrische
toepassingen in de woonomgeving.
Belangrijke spelers op dit moment hierin zijn
Insteon, Zigbee en ZWave4. Stel je voor dat
alle elektrische apparaten in je huis een
netwerk vormen, dat mogelijk maakt om de
apparaten zowel binnen als buiten het huis te
bedienen. Er is speciale apparatuur te koop
die hiervoor geschikt is, maar door middel van speciale stopcontacten is het ook mogelijk om
bijvoorbeeld „oude verlichting‟ draadloos te bedienen. Overigens gaat het veel verder dan
verlichting, denk ook aan zonneschermen, alarminstallaties en zelfs sprinklersystemen.
3 http://www.engadget.com/2011/05/10/google-announces-android-at-home-framework/
4 http://www.z-wave.com/modules/ZwaveStart/
7
Pachube
Pachube is een dienst die het mogelijk maakt om openbare informatie
van sensoren over de hele wereld toe te passen in je applicatie. De
site bevat een overzicht van duizenden databronnen waarvan de
gegevens openbaar zijn. Een voorbeeld is de temperatuur op
Amsterdam CS. Omdat deze informatie, en de historie hiervan,
openbaar is, kan dit gebruikt worden in toepassingen.
Verkeer in Stockholm
IBM heeft een grote pilot gehouden in Stockholm. Door de combinatie van gegevens over het
verkeer, het openbaar vervoer en het weer, is het mogelijk om op elk moment de meest efficiënte
manier te berekenen om van A naar B te komen. Burgers kunnen een SMS sturen om deze
informatie op te vragen. De resultaten zijn veelbelovend: Er is 20% minder verkeer in Stockholm
en de gemiddelde reistijd is met 50% gedaald.
8
Achterliggende technologie
Het „Internet der dingen‟ is gebaseerd op een aantal technologieën. In de volgende paragrafen
willen we de belangrijkste technologieën kort bespreken.
Internet
Een netwerk van netwerken. Dankzij dit netwerk is het mogelijk om alle data die het „Internet der
dingen‟ nodig heeft uit te wisselen. Gestandaardiseerde protocollen van het internet, waarvan IP
en TCP de belangrijkste zijn, maken efficiënte en goedkope data-uitwisseling mogelijk.
Ipv6
Internet Protocol versie 6 (IPv6) is de opvolger van Internet Protocol
versie 4 (IPv4). Het is de tweede versie van het internetprotocol dat in
gebruik is genomen. Elke verbinding met het internet heeft zijn eigen
adres, maar door de groei van het internet zijn de adressen op dit
moment bijna allemaal in gebruik (4,3 miljard). Een oplossing hiervoor
is om meerdere computers achter één adres te plaatsen (NAT), maar
deze technologie heeft een aantal nadelen. Het is bijvoorbeeld lastig
om een „peer-to-peer‟-verbinding op te bouwen.
Met de ingebruikname van het IPv6 komen er veel meer adressen
beschikbaar (onbeperkt), waardoor het mogelijk wordt om alle objecten die met het internet
verbonden raken ook een IP-adres toe te wijzen.
Mesh networks
De meeste draadloze netwerken zijn opgebouwd als een netwerk waarbij er meerdere apparaten
worden gekoppeld aan één centraal punt. Denk bijvoorbeeld aan het koppelen van je computer
door middel van wifi. Deze technologie heeft echter een belangrijk nadeel: Het centrale punt is
essentieel voor het werken van het netwerk. Wanneer dit uitvalt, ligt heel het netwerk „plat‟.
Wanneer het netwerk uitgebreid moet worden, is het nodig om meer centrale punten toe te
voegen.
Onder andere door het Amerikaanse leger wordt er gewerkt aan het toepassen van een andere
manier van het opbouwen van netwerken, zogenaamde vermaasde netwerken. In deze
netwerken is elke computer verbonden met alle computers die binnen het bereik vallen. Dit
voorkomt dat het netwerk afhankelijk is van één centraal punt. Wanneer er een nieuw apparaat
aan de rand van het netwerk wordt toegevoegd, breidt het netwerk automatisch in omvang uit.
9
RFID
Alle objecten van het „Internet der dingen‟ moeten natuurlijk wel uniek
identificeerbaar zijn, en dat is mogelijk dankzij Radio Frequency
Identification (RFID). Deze technologie speelt een sleutelrol in het
„Internet der dingen‟. Door middel van kleine en goedkope „tags‟, die
geen energievoorziening nodig hebben, is het mogelijk (op afstand) een
object te herkennen. RFID wordt inmiddels veel toegepast. De OV-
chipkaart maakt gebruikt van deze technologie en in de logistiek wordt
het gebruikt om goederen en de auto‟s waarin ze vervoerd worden te
kunnen traceren.
Semantisch web
Het laatste voorbeeld van de technologieën die het „Internet der dingen‟
mogelijk maken, is het semantisch web. Ooit bekend onder de naam
internet 2.0, inmiddels opgeschoven naar internet 3.0. Het semantisch
web draait om de betekenis die data heeft. Wanneer systemen in staat
zijn om de betekenis van informatie te doorgronden, is het mogelijk om
„slimmere‟ systemen te ontwikkelen. Wil je meer informatie over het
semantisch web, lees verder via de QR-code.
User interfaces
Daarnaast zijn er een aantal
technologische ontwikkelingen die
samenhangen met de opkomst van het
„Internet der dingen‟, met name rondom
de user interface. Voorbeelden hiervan
zijn nieuwe vormen van mens-computer-
interactie, waarbij de computer niet
langer zichtbaar is (ubiquitous
computing), of het gebruik van
zogenaamde „agents‟. Een agent is een
applicatie die in het belang van de gebruiker handelt, inzage heeft in de behoefte van de
gebruiker en kan informatie die beschikbaar is interpreteren om naar aanleiding hiervan actie te
ondernemen of advies te geven. De behoefte van de gebruiker wordt voor agents inzichtelijk
gemaakt aan de hand van informatie die aan hen beschikbaar wordt gesteld van bijvoorbeeld
RFID-tags, surfgedrag op het internet, inhoud van de agenda, interacties met objecten, et cetera
en die voorzien is van semantiek. Een agent is een zelflerend stuk software dat, doordat het
inzage heeft in het gedrag van de gebruiker, leert waar de gebruiker wanneer behoefte aan heeft
en zichzelf kan aanpassen of aangepast kan worden om zo goed mogelijk invulling te geven aan
de behoefte.
10
11
Uitdagingen
De belangrijkste obstakels in de toekomst van het „Internet der dingen‟ liggen op twee gebieden:
De infrastructuur en privacy.
Privacy
Over de precieze invulling van het begrip privacy zijn veel verschillende opvattingen, maar twee
aspecten spelen een belangrijke rol:
Zelf bepalen wie welke info over ons krijgt.
De wens onbespied en onbewaakt te leven.
Door het gebruik van toepassingen van het
‟Internet der dingen‟ worden beide aspecten
geraakt. Waar afgelopen jaren steeds meer en
meer informatie over het online gedrag van
mensen is verzameld en vastgelegd,
bijvoorbeeld door Google en Facebook, zal deze
informatie straks aangevuld worden met
informatie over ons gedrag in de offline-wereld.
De vraag is in welke mate we kunnen bepalen
welke informatie wordt vastgelegd en wie deze
informatie kan gebruiken en in hoeverre dat opweegt tegen het gebruiksgemak van nieuwe
toepassingen en diensten. Misschien is het geen prettig idee dat altijd bekend is waar je bent
(bijvoorbeeld aan de hand van je TomTom), maar als het uitzetten van deze dienst ook inhoudt
dat er geen actuele verkeersinformatie meer beschikbaar is, zullen veel mensen de functionaliteit
op vinden wegen tegen de verminderde privacy.
Infrastructuur
Wanneer talloze nieuwe apparaten data gaan versturen en
ontvangen, zal dit gevolgen hebben voor de infrastructuur.
Het is maar de vraag in welke mate de huidige infrastructuur
in staat is om deze data te verwerken.
Op dit moment zie je al dat de capaciteit voor mobiel
dataverkeer op sommige momenten zijn maximum bereikt.
Telecom-providers werken aan verbetering van het netwerk
en nieuwe abonnementen om dit ook betaalbaar te houden.
Aan de andere kant zal veel van de data die verzonden wordt
bestaan uit relatief „lichte‟ berichten, in tegenstelling tot
bijvoorbeeld videobeelden die veel dataverkeer met zich
meebrengen.
12
Tot slot
Ontwikkelingen gaan vaak langzamer dan de voorspelling, en dat lijkt met het „Internet der
dingen‟ ook het geval. Toekomstbeelden bestaan al jaren, maar de realisatie en adoptie door
consumenten kosten meer tijd dan verwacht. De laatste jaren komt het echter in een
stroomversnelling. Praktische toepassingen worden betaalbaar. Ontwikkelingen in de techniek
maken nieuwe toepassingen mogelijk.
De voorgaande hoofdstukken geven een
beeld van de actuele ontwikkelingen en de
uitkomsten van de sessie die in september
met een aantal experts en medewerkers van
Kennisnet heeft plaatsgevonden. Het is
echter een verslag van een reiziger. Een
korte impressie van de avonturen die hij
heeft meegemaakt.
Ons advies: ga zelf op reis! Op vakantie gaan is toch ook veel leuker dan de Lonely Planet
lezen? Kennisnet neemt u graag mee.
13
Verder lezen
De onderstaande bronnen vormen een startpunt op zoek naar meer informatie.
Websites
Presentatie van Alexander Klopping over de strijd tussen privacy en gemak
http://www.surfnet.nl/nl/nieuws/Pages/AlexanderKl%C3%B6ppingstrijdtussenprivacyengemak.as
px
The Economist, The internet of hype
http://www.economist.com/blogs/schumpeter/2010/12/internet_things
McKinsey Quartely - The Internet of Things
https://www.mckinseyquarterly.com/The_Internet_of_Things_2538
Voorbeelden
Beschrijving van de pilot van IMB in Stockholm
http://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/29903.wss
Ashley, een agent van TNO
http://www.tno.nl/content.cfm?context=overtno&content=nieuwsbericht&laag1=37&laag2=69&ite
m_id=2009-10-29%2011:49:09.0
Technology Scouts
Near Field Communication (rapport, PDF)
http://www.surfnetkennisnetproject.nl/resultaten/nfcopsmartphones
RFID (rapport, PDF)
http://www.surfnetkennisnetproject.nl/resultaten/rfidtechnologie
Mobiele authenticatie (factsheet, PDF)
http://www.surfnetkennisnetproject.nl/attachments/2343241/Mobiele_authenticatie_web.pdf
Augmented Reality (rapport, PDF)
http://www.surfnetkennisnetproject.nl/attachments/2343168/Augmented_Reality_web.pdf
Cloudcomputing (factsheet, PDF)
http://www.surfnetkennisnetproject.nl/attachments/2343207/Cloud_computing_web.pdf
Boeken
Christian van ‟t Hof, Floortje Daemen en Rinie van Est (Rathenau Instituut). Check in / Check uit
De digitalisering van de openbare ruimte.