П'ятниця, 28 січня 2022

Навчання

Що, та як - приходять одночасно

  Віртуальний Чикаго: як побудувати столицю інтернету речей у США

               Продовжуючи спецпроект «Розумні міста», «Теорії і практики» звертаються до досвіду американського Чикаго. Місто вітрів заявило про свій намір стати «епіцентром інтернету речей» і отримало від уряду Барака Обами $3,1 млн на розвиток програми Array of Things. Ця концепція розроблена для того, щоб до кінця 2017 року дати нове бачення столиці Середнього Заходу і заодно наздогнати Європу і Азію з їх надсучасними урбаністичними проектами: від Амстердама до Сінгапуру.

Міжнародна конференція в галузі містобудування, архітектури, економіки та стратегічного планування міст. 30 червня - 3 липня, ЦВЗ «Манеж»

              Європа і Азія раніше за інших відчули і взяли на озброєння великий тренд сучасності - концепцію розумного міста, ставши так званими early adopters. Барселона і Амстердам першими зайнялися оптимізацією міської інфраструктури і почали укомплектовувати вулиці сенсорами, а їх приклад наслідували країни, де через перенаселеність міст розумні технології виявилися особливо популярні: Японія, Південна Корея, Сінгапур та Індія. США опинилися в ролі наздоганяючих, але надолужити обіцяють у короткі терміни. У вересні 2015-го адміністрація Барака Обами виділила $160 млн на розвиток в країні технологій розумних міст. Велика частина грошей пішла на великі національні програми, але дісталося і конкретним містам. Чикаго, який у тому ж 2015 році заявив про свій намір стати «епіцентром інтернету речей» і «найбільш підключеним у світі містом», отримав $3,1 млн на розвиток програми Array of Things, яка обіцяє до кінця 2017 року дати нове, об'ємне бачення міста.               

Самостійні пристрої

                               Інтернет речей та індустрія 4.0 - головний заділ того майбутнього, яке малюють оптимістичні фільми: самокеровані автомобілі на великій швидкості пересуваються містом без єдиної аварії, холодильник формує замовлення і сам відправляє їх у службу доставки супермаркетів, а за роботою заводу стежить єдиний нудний технік. Концепція індустрії 4.0 сформульована в 2011 році німецькими вченими і говорить про настання четвертої промислової революції, заснованої на масовому підключенні індустріального обладнання до мережі для автоматизації виробництва. Інтернет речей звертається до тієї ж теми підключених пристроїв, але з більш повсякденного боку. Сучасні технології дозволяють вживити модуль дистанційного управління через Wi-Fi практично в будь-який пристрій: кондиціонер, тостер, автомобіль, вуличний ліхтар, систему поливу. В результаті речі зможуть взаємодіяти з навколишнім середовищем і між собою майже без участі людини. Те, як будинок сам по собі оживає після дзвінка будильника, - це якраз про інтернет речей.

Кожні два роки обсяг переданих по мережі даних збільшується вдвічі. Якщо в 2006 році вся існуюча цифрова інформація оцінювалася в 0,16 зеттабайт, то до 2020-го компанія EMC прогнозує, що цифра збільшиться до 44 зеттабайт. Це притому що, за оцінками компанії Cisco, 99,4% фізичних об'єктів, які коли-небудь підключать до мережі, поки туди не входять.


      Такі перспективи стали можливі завдяки широкому поширенню бездротових мереж, розвитку хмарних обчислень, технологій міжмашинної взаємодії та програмно-конфігурованих мереж. Компанія Cisco підрахувала, що в 2008-2009 роках кількість підключених до мережі пристроїв перевищила чисельність населення Землі, і заявила про те, що інтернет людей став інтернетом речей.

        У США багато міст включаються в загальносвітове змагання з нарощування розумної інфраструктури: Нью-Йорк моніторить пожежонебезпечні будівлі і встановлює на вулицях 7 500 точок Wi-Fi високошвидкісного (1 Гб/с) безкоштовного інтернету, Бостон будує лавки на сонячних батареях, які аналізують склад повітря і заряджають телефони, але однозначно випереджає всіх конкурентів-співвітчизників Чикаго.

Пора умнеть.

              У другому (після Нью-Йорка) економічному центрі США і найбільшому транспортному вузлі почали з того, що в 2012 році місто запустило платформу WindyGrid. Вона збирала всю інформацію про Чикаго: від розкладу руху автобусів і статистики дзвінків у 911 до історичних фактів про будівлі. Крім систематизації інформації, проект відстежував підозрілу активність через HD-камери, вбудовані в системи вуличного освітлення. Інформація лягла в основу сайту Plenario, який надає її у відкритому доступі і з прив'язкою до карти.    

          Серед іншого, муніципальна влада придумала, як дані про звернення в служби, свідчення з датчиків, встановлених на сміттєвих баках, інформацію про вологість і склад ґрунту пов'язати в систему боротьби з щурами. Як повідомляє міська влада Чикаго, ефективність боротьби з поширенням щурів підвищилася на 20%. Датчики на сміттєвих баках, до речі, працюють на сонячних батареях.    

  У 2013 році стартувала ініціатива компанії UI LABS з розвитку розумної інфраструктури Чикаго - City Digital. Вона розвивається за чотирма напрямками: «транспорт», «управління енергією», «вода і санітарія», «інфраструктура». За двома останніми запустили пілотні проекти. Один з них оцінює здатність зелених насаджень знижувати рівень стічних вод. Встановлені в дренажній системі сенсори відправляють інформацію на хмарний сервер, де вона аналізується, в результаті чого формуються рекомендації щодо розташування майбутніх зелених зон в місті. Другий пілот розробляє навігаційну платформу для підземної міської інфраструктури. За допомогою гідролокаційних пристроїв створюється віртуальна карта прокладених труб водо- і газопостачання, електричних і телекомунікаційних мереж, метрополітену. Її будуть використовувати для скорочення витрат при усуненні витоків і прокладання нових мереж. У жовтні обіцяють запустити пілоти за напрямками «транспорт» і «управління енергією». Але, мабуть, найцікавішим і найгучнішим проектом міста став Array of Things.                    

Великий Брат чи великі можливості?

        Як і інші розумні міста, Чикаго розбирається з питаннями "Що, якщо на місто встановити повноцінний фітнес-трекер? Як можна використовувати таку інформацію? Що дасть знання про стан повітря, погоду, шум та інших повсякденних даних у масштабі невеликих зон, кварталів? ".

  Для отримання відповідей у тому ж 2013 році компанія Argonne National Laboratory почала проект розробки аналітичної платформи Argonne Wag^ Platform. Інформацію на платформу будуть поставляти спеціальні пристрої - ноди, що представляють собою циліндри висотою 35 см, оснащені камерами і різноманітними сенсорами. Нод збирає і кожні 15 секунд відправляє на сервер дані про тиск, рівень шуму, освітленості, вологість і температуру повітря, вміст CO2, NO2, SO2 і концентрації озону. Argonne Wag^ Platform ці свідчення аналізує, а жителі отримують готову інформацію на мобільний додаток. Наприклад, оповіщення повідомить, що попереду - ожеледь, або розповість, коли найкраще піти на прогулянку в своєму районі (з урахуванням найбільш сприятливих характеристик повітря), або порадить, як пізно ввечері дістатися до машини багатолюдним у цю хвилину маршрутом, якщо йти до неї не близько.                    


             Місто ж на підставі всього масиву даних збирається вивчати взаємозв'язок між міським середовищем і захворюваннями (астмою, наприклад), стежити за рівнем підняття води в реальному часі, регулювати міський трафік. Всі ноди планується оснастити інфрачервоними камерами для відстеження криги на тротуарах, що допоможе в потрібний час і в потрібному місці застосувати солі та реагенти. Так влада розраховує заощадити гроші і скоротити кількість забруднюючих речовин, які потрапляють в річку Чикаго і озеро Мічиган.

          Пілот проекту запустили 2013 року, встановивши кілька нодів на будівлі University of Chicago, а в першому кварталі цього року поставили вже 50 пристроїв. До кінця 2016-го пристроїв має стати 200, а за наступний рік їх кількість дійде до 500.

                       Творці проекту кажуть, що збір будь-якого типу даних узгоджується з міським департаментом з безпеки та охорони приватного життя. Заявляється, що AoT не стосується особистої інформації городян: звукові сенсори оцінюють тільки шуми навколишнього середовища, інфрачервоні камери зчитують тільки температуру поверхні тротуару, фотокамери обмежуються знімками рівня води в річці і стічних каналах, погодних умов і оцінкою числа перехожих. При цьому самі записи не зберігаються і не пересилаються, пристрої повідомляють на головну платформу тільки результати вимірювань. Також розробники відмовилися від взаємодії з мобільними пристроями перехожих через Wi-Fi або Bluetooth на користь приватності. Правда, складно повірити в те, що ситуація залишиться такою ідилічною і не знайдеться вагомої причини для зміни налаштувань зберігання і передачі даних. Як відомо, благі наміри не завжди ведуть у світлий завтра.

 Яка ціна у технологій майбутнього

                  У 2015 році Чикаго отримав федеральну підтримку в $3,1 млн, яка дозволить запустити проект по-великому. Крім цих грошей, Argonne National Laboratory повідомляє, що на розробку аналітичної платформи Argonne Wag^ Platform пішло близько $1 млн і ще $150 000 вклали в пілотний проект. Міська влада взяла на себе витрати зі встановлення та забезпечення харчування нодів. Вартість одного пристрою - приблизно $500, але в подальшому планується розширювати комплектацію сенсорами і камерами, і максимальна вартість складе близько $2 000.

        Цікаво, що в 2014 році вийшла комп'ютерна гра Watch Dogs, герой якої знаходиться в альтернативній версії Чикаго, тотально підключеного до мережі. Зламуючи міські мережі, віртуозний хакер підслуховує розмови, отримує доступ до повної інформації про жителів і управляє інфраструктурою. Слогани рекламної кампанії гри "Все взаємопов'язано. Зв'язок - це влада "і" Злом - це наша зброя ", як і її принципи, цілком римуються з тим, що відбувається в Чикаго вже сьогодні.      

                 Інший наочний приклад зворотного боку інтернету речей продемонстрував фахівець з комп'ютерної безпеки з Нової Зеландії Джек Барнабі. У 2011 році на конференції McAfee FOCUS 11 він показав, як за Wi-Fi з відстані в 90 метрів змусити інсулінову помпу зробити ін'єкцію 100% вмісту в підшлункову залозу і викликати тим самим смерть пацієнта. Друге, чим шокував присутніх Джек, була можливість керувати і при бажанні зупиняти роботу кардіостимулятора з 9-15 метрів за допомогою планшета.

Переваги відкритості

               Творці проекту вже найближчим часом чекають результатів у вигляді поліпшень роботи інфраструктури та зниження витрат на міські сервіси, але основні надії покладаються на майбутнє AoT. Для вивчення міського середовища, розвитку додатків та інструментів Чикаго надає безкоштовний відкритий доступ до результатів своїх досліджень усім зацікавленим - організаціям, науковцям, розробникам, городянам. За задумом, дослідники та ініціативні групи почнуть створювати поверх розумної інфраструктури власні проекти для поліпшення життя в місті, розробляти сенсори моніторингу. У першу чергу Чикаго розраховує на розвиток екологічного напрямку. Всі отримані AoT дані будуть доступні на Plenario і міському порталі City of Chicago open data portal. 

           "Як і у випадку з Чикаго, бюджет будь-якого міста обмежений, і немає ніяких причин не ділитися результатами роботи з усіма бажаючими без додаткових витрат. Ми збираємося використовувати відкриті ресурси інших міст, адже, врешті-решт, ми всі працюємо в інтересах один одного ", - говорить керівник інформаційної служби Чикаго Бренна Берман.


                  У городян найбільші сумніви щодо AoT викликає збереження особистого життя. Це і так непросте для США питання тільки загострюється тому, що в перспективі все місто може опинитися в режимі звукозапису і відеодоступності. Виходить, що технології все більше звужують і роблять розмитими межі приватності. А в поєднанні з сучасними, вельми успішними технологіями розпізнавання облич несимпатичних варіантів розвитку міст недалекого майбутнього малюється чимало. Надтаргетована реклама, яка говорить з вами з поверхні кожного стовпа, реагуючи на найменші зміни вашої міміки, або відстеження всіх пересувань людини містом, поки він знаходиться на вулиці. Або повальна поширеність масок, що приховують емоції і саме обличчя. Скільком людям сподобається бути частиною телешоу, в якому бере участь все місто? Можливо, багатьом, але точно не всім.

Найпопулярніше на сайті