Si possono connettere molte cose ai dispositivi smart e non solo macchine del caffé. Esistono molti scenari applicativi nella vita privata e nel business per cui l'IoT può migliorare le soluzioni esistenti ed addirittura creare nuovi approcci. In questa sezione tratteremo le più importanti applicazioni dell'IoT e noteremo come le opportunità legate all'IoT sono in continua espansione. Si tenga presente che alcuni di questi esempi sono ancora in fase concettuale mentre altri sono prodotti esistenti.
Case intelligenti
Un ufficio, un appartamento o un'intera casa possono venir dotati di tecnologie IoT a seconda delle proprie esigenze, delle proprie abitudini e delle proprie routine quotidiane. Nell'installare un sistema di IoT da soli si agisce da integratore, il quale assembla queste "cose" smart, le connette ad internet ed imposta le proprie esigenze. L'installazione di un sistema IoT per rendere un appartamento o una casa intelligente e capace di soddisfare le proprie esigenze richiede alcune competenze informatiche di base ed una conoscenza generale di se stessi. Molte aziende vendono dispositivi di IoT a coloro che desiderano implementare soluzioni a base di IoT in modo da personalizzare le proprie abitazioni e fare in modo che corrispondano alle loro abitudini e alle loro esigenze.
Nella maggior parte dei sistemi IoT, come anche nelle abitazioni dotate di IoT, i sensori e gli attuatori formano l'intera soluzione IoT locale. Si possono utilizzare telecomandi appositi o specifiche applicazioni sugli smartphone e sui tablet per supervisionare ed interagire con il sistema.
Ci sono diversi gadget che possono venir utilizzati come elementi IoT di una casa intelligente. Prendiamone in considerazione alcuni:
Illuminazione:
Lampadine intelligenti possono venir connesse alla rete IoT di una casa intelligente. Una tale connessione permette alle luci di reagire alle notifiche impostate dall'utente. Per esempio attraverso il riconoscimento facciale (una telecamera posta alla porta di ingresso) le luci si possono accendere automaticamente quando arriviamo a casa e spengersi automaticamente quando lasciamo l'abitazione. Oppure attraverso dei sensori le luci si possono accendere e spengere a seconda dei movimenti dell'utente. Le luci si possono anche adattare alle condizioni meteorologiche scaricate da internet o adattarsi al nostro stato emozionale, che il sistema IoT indovina sulla base del nostro comportamento.
Porte:
Anche le porte sono "più intelligenti" grazie all'IoT. Un altro esempio di sistema IoT basato sul riconoscimento facciale attraverso una telecamera prevede l'utilizzo di un sensore per aprire e chiudere la porta, il quale è connesso alla telecamera. Ogni qual volta tutti i membri della famiglia hanno lasciato l'abitazione la porta si chiude e quando ritornano a casa si apre.
Finestre e imposte:
Le finestre possono reagire automaticamente a sensori sensibili ai cambiamenti meteorologici, alla temperatura interna ed esterna e alla qualità dell'aria. Per esempio le finestre si possono chiudere automaticamente se piove o aprirsi se la qualità dell'aria all'interno è peggiorata. Le imposte possono reagire alla quantità di luce solare in entrata tirando automaticamente le tende.
Frigoriferi:
Un frigorifero intelligente riconosce e monitorizza il numero di prodotti disponibili al suo interno. Quando un alimento fondamentale sta per finire, il frigorifero notifica l'utente e lo può anche ordinare automaticamente su internet.
Giardino:
Anche l'esterno di un'abitazione può essere dotato di dispositivi IoT. Dei sensori possono misurare l'umidità del suolo e se è troppo secco un sistema automatizzato può annaffiare il giardino. Se l'erba supera una certa altezza, un tosaerba robotico taglia il prato.
Prendendo in considerazione l'intera rete di sensori IoT, le nostre case possono diventare più intelligenti in molti modi, per esempio dal punto di vista della sicurezza e dell'efficienza energetica.
Sistemi di sicurezza:
Sulla base delle luci, delle porte, delle finestre e delle tende connesse si può creare un sistema di sicurezza smart che riproduca la presenza della famiglia e mandi notifiche d'allarme se un non membro della famiglia prova ad entrare nella proprietà.
Ottimizzazione del consumo di energia:
Sulla base dei dati raccolti a proposito del nostro comportamento a casa e del nostro consumo di energia si può creare un profilo energetico che può venir ottimizzato spengendo automaticamente le luci inutilizzate, assicurando una ventilazione intelligente sulla base della temperatura e della qualità dell'aria all'interno e all'esterno ed anche grazie ad un sistema di riscaldamento adattativo ed automatico.
Questi ed altri sensori ed attuatori possono venir inseriti in un'abitazione intelligente dotata di IoT. L'utente in quanto integratore decide quali componenti includere per soddisfare le proprie esigenze specifiche.
Salute
Se si possono dotare le proprie case di dispositivi IoT, si può fare lo stesso con la propria persona? Si può avere un corpo dotato di IoT? Certamente sì! Ma niente paura, non significa che abbiamo necessariamente bisogno di impiantarci qualcosa. Ci sono molti sensori IoT che possono essere indossati senza fastidio, per esempio smartwatches, scarpe smart o rilevatori di ossigeno nel sangue, ma anche dispositivi IoT che possiamo utilizzare come i cuscini intelligenti e gli armadietti intelligenti per le medicine.
Con l'aiuto di questi sensori si possono raccogliere grandi quantitativi di dati su un utente. Questi possono venir analizzati dall'utente, da professionisti o da programmi informatici per condurre una vita più sana od ottenere performance migliori nello sport.
Prendiamo in considerazione alcuni esempi di applicazioni di sensori IoT per lo sport e la salute:
Sport amatoriale:
Oggigiorno i prodotti indossabili più in uso sono gli smartwatch. Possono tener conto del numero di passi fatti, delle calorie consumate, del tempo trascorso in attività, del ritmo cardiaco, del tempo del sonno e della qualità del sonno. Sulla base di questi numeri, le persone possono adattare le loro attività quotidiane ed il tempo di riposo per migliorare la loro salute.
Sport semi professionali/professionali:
Nel caso di sportivi semi professionisti e professionisti i dati raccolti vengono mandati all'allenatore (personalmente o in remoto attraverso internet) il quale li studia. Sulla base di questi dati l'allenatore può formulare suggerimenti per il piano d'allenamento. Alcuni sport specifici a livello professionale possono includere dei sensori più avanzati, i quali aiutano l'allenatore a sviluppare un piano d'allenamento più preciso. Un esempio di ciò è una scarpa con un misuratore di potenza per il ciclismo e la corsa o un misuratore di ossigeno nel sangue.
Salute personale:
La responsabilità personale e la prevenzione sono fondamentali per la salute. Anche senza coinvolgere i medici le conoscenze che si basano sui dati raccolti sulle condizioni di salute delle persone possono salvare delle vite. Degli smartwatch dotati di elettroencefalogramma possono riconoscere alcune malattie cardiache serie, i rilevatori del battito cardiaco possono farci sapere quando si presentano anomalie e anche solo conoscere le proprie attività quotidiane ed i tempi di riposo può avere un grande impatto.
Sistema sanitario:
I dati relativi alla salute possono anche venir supervisionati dai medici. Le persone affette da malattie croniche spesso non seguono i loro piani terapeutici. Grazie all'uso dei dispositivi IoT indossabili le abitudini e le condizioni di salute di un paziente potranno diventare completamente trasparenti per i medici. Grazie all'IoT i medici possono oggi avvertire i pazienti affinché seguano il piano medico e se necessario possono anche adattare il piano medico . Se necessario il medico può consigliare di prendere un appuntamento per una visita.
Anche solo se i dispositivi attualmente disponibili fossero impiegati nello sport e nella sanità, le persone vedrebbero miglioramenti significativi nelle loro generali condizioni di salute. E siamo solo all'inizio della rivoluzione IoT!
Agricoltura
Si è visto nei due casi precedenti come l'IoT possa migliorare il benessere personale, la vita domestica e la salute. Di cos'altro c'è bisogno? Di cibo! Approfondiamo come l'IoT possa aiutarci a produrre sistematicamente cibo di migliore qualità e in maggiore quantità a costi più bassi.
Con la crescita della popolazione i livelli di produzione del cibo devono tenere il passo senza perdere in qualità. L'IoT può portare ad una vera e propria rivoluzione nell'agricolutura.
Per la maggior parte della storia dell'umanità i dati non sono stati raccolti dalle macchine ma i contadini hanno condiviso le loro esperienze con i familiari ed i vicini. Sulla base delle proprie esperienze e di quelle condivise da altri essi hanno sviluppato una strategia per crescere piante ed allevare gli animali. E questa strategia veniva costantemente aggiornata sulla base delle esperienze più recenti ed adattata ai cambiamenti ambientali e meteorologici.
Adesso però le esigenze della società sono cambiate e sono anche aumentate e la produzione si è dovuta adattare. L'utilizzo dei dati è il fattore di successo più importante nella pianificazione della produzione. La raccolta dei dati non è più un processo manuale. Avviene automaticamente e può funzionare in tutto il mondo. Se una strategia basata sui dati funziona negli Stati Uniti, c'è una buona probabilità che funzioni anche in Europa posto che si prendano in considerazione importanti aspetti come la temperatura, l'umidità, il tipo di semenza/animale, i minerali contenuti nell'acqua e così via.
Ogniqualvolta dei sensori vengono impiegati per raccogliere dati in agricoltura e questi dati vengono usati per prendere delle decisioni, siamo già di fronte ad una agricoltura intelligente. Nell'ambito di un'agricoltura intelligente completamente basata sull'IoT non solo i sensoriraccolgono dati, ma una strategia automatizzata adatta il processo a seconda delle informazioni raccolte per migliorare la produzione.
In agricoltura quasi ogni aspetto della produzione può essere monitorizzato da dei sensori: temperatura, umidità, umidità del suolo, valori nutritivi, peso, ore di luce solare, ecc. I dati raccolti vengono trasmessi ad un computer centrale, dove i contadini e le applicazioni li analizzano per prendere decisioni più intelligenti rispetto alle fasi successive.
Annaffiatura ottimizzata:
Per esempio si può calcolare automaticamente la quantità d'acqua necessaria per annaffiare monitorando l'umidità del suolo e prendendo in considerazione le previsioni meteorologiche disponibili su internet. In questo modo si possono risparmiare i costi di un consumo d'acqua non necessario e si possono evitare certe malattie delle piante causate da un'annaffiatura eccessiva.
E gli animali? Vorremmo tutti avere degli animali sani. Le attività quotidiane di un animale possono venir monitorate attraverso dei sensori per esempio sui loro collari o sulle loro gambe. Sulla base dei pattern di movimento raccolti dal collare si viene a conoscenza dell'ubicazione dell'animale e del tipo di attività (riposo, movimento, consumo di cibo). Sulla base di questi dati si può sviluppare una routine quotidiana coerente che ottimizzi la produzione del latte, delle uova e così via. Gli animali potrebbe anche avere sensori IoT all'interno dei loro corpi. Facendo in modo che gli animali siano più sani, si possono ottenere miglioramenti nella qualità e nella quantità di prodotti come il latte, il che comporta benefici per la salute anche degli umani.
Produzione manifatturiera
Dopo aver compreso in che modo l'IoT può migliorare le nostre vite (a casa, nell'ambito della salute e del cibo), si prendano in considerazione altri settori in cui l'IoT può portare a miglioramenti significativi.
La storia della produzione manifatturiera è simile a quella dell'agricoltura: senza una raccolta sistematica dei dati la strategia del successivo ciclo produttivo veniva determinata in base all'esperienza (e al riscontro ricevuto dai clienti). Dotando una fabbrica di IoT, i dati possono venir raccolti da più fonti, il che aiuta ad ottimizzare la produzione in termini di qualità, quantità, coerenza ed efficienza nei costi.
Sulla base degli esempi precedentemente analizzati, si dovrebbero già avere diverse idee su quali tipi di sensori possono venir applicati alla produzione manifatturiera. Nella produzione manifatturiera i sensori IoT possono venir utilizzati per misurare parametri relativi a:
l'ambiente, come l'umidità, la temperatura, la qualità dell'aria, le attività sismiche, i livelli di inquinamento acustico e suoni
il processo di produzione, con immagini video, sulla base della corrente elettrica ed del voltaggio, sulla base di misurazioni del momento torcente ed angolare, per menzionarne solo alcune
Saldature intelligenti:
Si pensi per esempio a circuiti stampati (PBC) prodotti per mezzo di un dispositivo di saldatura intelligente dotato di IoT. Le fasi più importanti sono l'aggiunta della pasta saldante sulle piazzole, il posizionamento delle componenti da saldare, il posizionamento del dispositivo per la saldatura, l'impostazione della temperatura a tempo per sciogliere la pasta saldante ed il raffreddamento. Per ottenere un prodotto di alta qualità tutte queste fasi devono svolgersi con le corrette impostazioni. Tuttavia le impostazioni corrette possono variare a seconda dei giorni e delle stagioni. La temperatura, l'umidità, i materiali, l'usura, tutti questi fattori possono influenzare la qualità complessiva. Raccogliendo ed analizzando i dati, preferibilmente in molti macchinari e in molte fabbriche, si può sviluppare una conoscenza ed una comprensione più profonda, il che significa la possibilità di adattare le impostazioni agli altri parametri del sistema.
Diagnostica delle macchine
Nella produzione i dati raccolti dai sensori IoT possono non soltanto essere usati per ottimizzare le prestazioni produttive, ma anche per svolgere una manutenzione predittiva. A questo scopo si raccolgono dati dal processo di produzione quando si è sicuri che tutto funziona bene. In seguito, non appena alcuni macchinari nella linea di produzione presentano piccoli problemi (come per esempio un ingranaggio che si sta consumando), per quanto essi non abbiano un effetto negativo immediato sui prodotti, i dati raccolti possono comunque indicare i sintomi precoci di problemi futuri. Ciò significa che la manutenzione richiesta può essere pianificata in modo da minimizzare il tempo fuori servizio, il che fa risparmiare tempo e costi.
Educazione
Le scuole smart possono venir dotate di sensori di IoT, nell'edificio, nelle classi, nelle palestre e nelle mense. L'edificio scolastico può essere dotato di dispositivi IoT come quelli nelle case intelligenti per ottimizzare i costi ed aumentare la sicurezza.
Scuole smart:
Le aule possono possono venir dotate di sensori (per esempio sensori di contatto sulle sedie) per monitorare le presenze e compilare automaticamente i registri di presenza. L'attenzione degli studenti in classe può venir quantificata sulla base del tracciamento oculare effettuato per mezzo di una telecamera e sulla base del rumore registrato da un microfono. La prestazione degli studenti e degli insegnanti può venir monitorata sulla base dei dati raccolti. Inoltre possono venir azionati degli attuatori per aprire le finestre e lasciare entrare aria fresca se l'attenzione in classe diminuisce.
Trasporti
La guida autonoma con buona probabilità rivoluzionerà il mondo. Tuttavia nel 2020 gli approcci di maggiore successo sono principalmente le cosiddette “Soluzioni di Livello 2”, che comportano una parziale automazione, che comprende lo sterzare, l'accelerazione, il frenaggio mentre il guidatore tiene entrambe le mani sul volante per intervenire se necessario. Tuttavia è probabile che l'umanità sarà in grado di raggiungere un livello più avanzato di guida autonoma nel futuro. Nella misura in cui i veicoli che si guidano da soli sono connessi ad internet, queste macchine hanno molte componenti dotate di IoT.
Macchine connesse
Per esempio i dati raccolti dal sensore connesso al motore vengono mandati nel cloud ed analizzati da applicazioni informatiche, ,le quali inviano notifiche di allerta se viene identificato un problema in corso o nel futuro, come nel caso della produzione manifatturiera. Inoltre la macchina può raccogliere dati relativi alla salute, come nel caso dei dispositivi indossabili, come si è vista prima. Questo tipo di dati può essere usato per gestire situazioni critiche (come per esempio il caso in cui il guidatore abbia un attacco di cuore) o per migliorare la sicurezza e l'esperienza di guida nel complesso, ( per esempio suggerendo al guidatore di fermarsi in caso di stanchezza). Inoltre le varie macchine possono venir connesse nel cloud e condividere informazioni. Addirittura anche la strada stessa può avere dei sensori. Le macchine connesse ed i sensori ai lati delle strade possono raccogliere dati sul traffico e sulle condizioni meteorologiche in ampie aree, spianando la strada a migliori strategie a base di dati.
Le città intelligenti
Con l'implementazione di tutte o alcune delle tecniche discusse fino a qui si possono trasformare le città in città intelligenti dotate di IoT. Nelle città intelligenti, i sensori e gli attuatori vengono impiegati sia su microscala che su macroscala. Per microscala si intende all'interno dei diversi settori ai quali si applica l'IoT, alcuni esempi dei quali sono stati fatti in questa sezione. La macroscala fa riferimento alla connessione tra i singoli settori per costituire una rete urbana di dispositivi IoT. Le città intelligenti comportano dispositivi dotati di IoT su più livelli, come le case intelligenti, gli ospedali intelligenti, le scuole intelligenti, la guida autonoma, le biciclette intelligenti, i trasporti intelligenti, la gestione intelligente dei rifiuti, l'illuminazione stradale intelligente, ed internet dappertutto, tra le altre cose.
Con l'aumento del numero e del tipo di dispositivi connessi, sicuramente molti altri settori e scenari verranno migliorati dall'IoT. Ecco perché è importante conoscere e tenersi aggiornati rispetto all'IoT ed utilizzare queste tecnologie nella propria vita personale e professionale.
