Tesi Fibra ottica per I.o.T Filippo De Santis

INTRODUZIONE

Internet of Things (I.o.T.) è un neologismo utilizzato in telecomunicazioni, un termine di nuovo conio nato dall'esigenza di dare un nome agli oggetti reali connessi ad internet. L'Internet of Things è uno dei settori dell'economia dei dati dalle maggiori potenzialità: nel giro dei prossimi cinque/dieci anni il boom di oggetti connessi e delle applicazioni che abilitano cambierà la vita delle persone e darà una marcia in più sia alle aziende private che vogliono aumentare la competitività sul mercato sia alle amministrazioni pubbliche che desiderano ridurre i costi e servire meglio il cittadino. Secondo uno studio, nel 2020 saranno installati nel mondo fra i 30 e i 50 trilioni di sensori che collegheranno oggetti di ogni tipo a Internet. Rispetto ai dati che le aziende raccolgono dai social media quelli che ricevono dai sensori della I.oT. sono più strutturati o omogenei, ma la sfida è la...

velocità con cui vengono generati e il volume crescente: nel 2019 una smart city con 1 milione di residenti creerà oltre 40 Zettabyte al mese.

La cosiddetta "veracità" dei dati della I.o.T. è invece il vero valore aggiunto. I dati comunicati dai sensori non rappresentano opinioni, ma fatti; per esempio, l'oggetto X si trova sullo scaffale Y oppure l'utente X ha acquistato il capo di abbigliamento Y.

L'impatto per il mondo economico è evidente, purché si sappia estrarre conoscenza dalle informazioni: dalle fasi di raccolta e inserimento dei dati nel cosiddetto "data lake" occorre passare alla discovery e al cleansing (o cleaning), che permette di filtrare i dati isolando quelli utili, per arrivare all'analisi vera e propria e alla produzione di conoscenza.

Un sondaggio indica che le imprese si aspettano dall'analisi dei dati raccolti con gli oggetti connessi un'ottimizzazione dei processi interni.

La creazione di nuovi prodotti e servizi o la personalizzazione dei prodotti e servizi esistenti, la monetizzazione dei dati, l'advertising o l'e-commerce mirati. Le organizzazioni appaiono dunque pronte a migliorare i processi interni, avendo compreso i benefici di riduzione dei costi e dei tempi, mentre non è matura la consapevolezza di come ricavare entrate dai dati. Le potenzialità sono però enormi, specialmente per le aziende che possiedono grandi quantità di dati sui clienti e il mercato. Uno dei settori più interessanti è la capacità di vendere servizi a valore aggiunto a terze parti (attività B2B) o di fare marketing personalizzato: nei prossimi anni vedremo sempre più spesso l'invio di coupon e promozioni personalizzate sul cellulare dell'utente basati sulla sua posizione, o il suggerimento di prodotti e servizi accessori a quelli cui l'utente sta accedendo (attività di cross-selling), con la

Possibilità che aziende di settori diversi collaborino. Accanto all'impatto di business vanno comprese e gestite le implicazioni etiche, sociali e sulla sicurezza della I.oT. Le piattaforme user-friendly, come lo smartphone, e i protocolli di sviluppo aperti (le cosiddette API) da un lato favoriscono il moltiplicarsi degli oggetti connessi e la creazione di applicazioni per la I.oT., dall'altro rendono gli oggetti più attaccabili da malware e hacker: la sicurezza andrà integrata nella progettazione ("by design") dell'oggetto intelligente e delle sue modalità di comunicazione. La I.oT. non può prescindere dalla preservazione dell'integrità dei dati e dal rispetto dell'accesso riservato o della privacy, possibilmente accompagnando il progresso tecnologico con una legislazione moderna e uniforme a livello globale. L'Internet delle cose è una possibile evoluzione dell'uso della Rete: gli oggetti (le

Le "cose" diventano riconoscibili e acquisiscono intelligenza grazie al fatto di poter comunicare dati su di sé e accedere ad informazioni aggregate da parte di altri. Le sveglie suonano prima in caso di traffico, le scarpe da ginnastica trasmettono tempi, velocità e distanza per gareggiare in tempo reale con persone dall'altra parte del globo, i vasetti delle medicine avvisano i familiari se si dimentica di prendere il farmaco. Tutti gli oggetti possono acquisire un ruolo attivo grazie al collegamento alla Rete. Per "cosa" o "oggetto" si può intendere più precisamente categorie quali: dispositivi, apparecchiature, impianti e sistemi, materiali e prodotti tangibili, opere e beni, macchine e attrezzature. Questi oggetti connessi che sono alla base dell'Internet delle cose si definiscono più propriamente smart objects (oggetti intelligenti) e si contraddistinguono per alcune proprietà o funzionalità.

Le caratteristiche più importanti dell'IoT sono identificazione, connessione, localizzazione, capacità di elaborare dati e capacità di interagire con l'ambiente esterno.

Per poter funzionare, l'IoT ha bisogno di raccogliere e archiviare una grossa mole di dati. Ma a che servono tutti questi dati raccolti? Per far funzionare correttamente l'Internet of Things, affinché sia davvero utile a noi, è importante processare, raccogliere e analizzare grandi volumi di dati in tempo reale (ad esempio dai sensori, dai semafori e da qualsiasi dispositivo IoT connesso), sia in azienda per migliorare sicurezza e produttività, sia in qualsiasi ambito e per qualsiasi tipo di oggetto connesso. Per questo c'è bisogno di sistemi integrati tra big data, database SQL (Structured Query Language) e dati IoT. L'evoluzione di internet ha esteso internet stesso ad oggetti e luoghi reali ("cose" appunto), che ora possono interagire con la rete e trasferire.

Dati ed informazioni. L'oggetto interagisce con il mondo circostante, in quanto è dotato di "intelligenza", ovvero riperisce e trasferisce informazioni tra rete internet e mondo reale.

La fase pre-I.o.T. è rappresentata dalla sensoristica semplice. Dispositivi in grado di effettuare data Collection senza però comunicare tra di loro, che vengono quindi interrogati manualmente, dove l'organizzazione dei dati non poggia su una rete. Il passaggio all'internet delle cose è quindi avvenuto nel momento in cui questi dispositivi hanno iniziato a comunicare tra di loro per mezzo di una rete. Le reti possono essere wireless (senza fili) o wired (cablate).

Per quanto riguarda le applicazioni di I.o.T. su reti wireless, si nota come esse siano di natura più semplice rispetto a quanto avviene nelle reti wired, questo poiché la relativamente piccola quantità di dati non necessita e non giustifica (in termini di

costo)l'utilizzo di una rete cablata. Ad esempio per quanto riguarda la Domotica, è abbastanza intuitivo il fatto che una rete cablata sia superflua. Per abbassare le serrande quando fa buio, aumentare la temperatura della casa quando fa freddo o accendere le luci quando entriamo in casa, non servirà di certo una grande mole di dati da far passare in una fibra ottica. Per le applicazioni più basic dell'IoT, per esempio nel settore automobilistico, è chiaro che entriamo sempre nella necessità di avere una rete wireless, infatti il trasferimento dati per far attivare il tergicristallo quando piove è minimo, un discorso analogo vale per le varie app che monitorano il consumo delle utenze domestiche, (secondo il politecnico di Milano al momento è uno dei settori dell'IoT più popolare in Italia) che di sicuro non hanno bisogno di analizzare grandi quantità di dati. Il discorso cambia se spostiamo il focus su applicazioni.

più “pesanti”. All’interno di unabanca o in ambito finanziario diventa rilevante una rete cablata a banda larga. È infatti ovviopensare alla enorme mole di dati che gli istituti di credito o di investimenti debbano gestire. 6In primo luogo possiamo prendere in considerazione la gestione dei database delletransazioni delle carte di credito.Aggiornamenti in tempo reale sul debito che ha un utente nei confronti della banca cheemette la carta, che a sua volta si interfaccia con la relativa compagnia (visa, MasterCard ecc.),il tutto in maniera simultanea e parallela per miliardi di utenti in tutto il mondo. La gestionedi questo tipo di database può essere fatta con programmi di interrogazione che utilizzanol’algebra relazionale per interrogare e aggiornare la base di dati. Per quanto riguarda l’ambitodegli investimenti in finanza, il grande quantitativo di dati che deve aggiornarsi in temporeale riguardante azioni opzioni obbligazioni ecc,

che passa per la rete cablata, non è gestito da programmi di interrogazione di database, ma da programmi che applicano algoritmi di machine Learning, per far si che la macchina, la "cosa" connessa ad internet possa operare in modo intelligente ed apprendere dallo storico e da ciò che sta accadendo attualmente nell'ambiente circostante per aiutare l'essere umano nel formulare analytics predittive più concrete. Rimane necessario l'utilizzo di una banda larga anche per le applicazioni mediche dell'I.o.T. L'avvento dell'Internet of Things nella sanità (Smart Health), rispetto ad altri settori, è ancora agli inizi, ma una volta entrato a regime porterà una rivoluzione sia nella diagnostica per immagini che nella telemedicina. Con quest'ultima si intende "l'erogazione di servizi sanitari, quando la distanza è un fattore critico, per cui è necessario usare, da parte degli operatori, letecnologie dell'informazione e delle telecomunicazioni al fine di scambiare informazioni utili alla diagnosi, al trattamento e alla prevenzione delle malattie e per garantire un'informazione continua agli erogatori di prestazioni sanitarie e supportare la ricerca e la valutazione della cura". Il paziente con una patologia cronica potrà seguire le terapie da casa: dovrà solo usare degli weareable devices semplici da indossare, come orologi e braccialetti, dotati di sensori I.o.T. che misurano i parametri vitali, registrano le variazioni ed inviano un allarme in caso di emergenza. Un software ricorderà al paziente di prendere le medicine e sulla base dei dati acquisiti, consiglierà comportamenti e buone pratiche per evitare problemi di salute più gravi e interventi d'urgenza. Quindi, i pazienti potranno seguire le terapie domiciliari in autonomia e non dovranno affrontare i rischi e i disagi del trasporto in ospedale, se non quandoospedale, meno ricoveri e interventi chirurgici non urgenti. Inoltre, l'utilizzo della telemedicina potrebbe migliorare l'accesso alle cure per le persone che vivono in aree remote o che hanno difficoltà a spostarsi. La telemedicina potrebbe essere utilizzata in diversi settori della sanità, come la consulenza medica a distanza, la gestione delle malattie croniche, la riabilitazione a distanza e la formazione medica a distanza. In conclusione, la telemedicina rappresenta una grande opportunità per migliorare l'efficienza e l'accessibilità del sistema sanitario, riducendo i costi e migliorando la qualità delle cure.