13.3: Internet das Coisas (IoT)

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Ly-Huong T. Pham, Tejal Desai-Naik, Laurie Hammond, & Wael Abdeljabbar
ASCCC Open Educational Resources Initiative (OERI)

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Internet das coisas (IoT)

Rouse (2019) explica que a IoT é implementada como um conjunto de objetos físicos habilitados para a web ou coisas incorporadas a software, hardware, sensores e processadores para coletar e enviar dados à medida que são adquiridos em seus ambientes. Uma “coisa” pode ser praticamente qualquer coisa, uma máquina, um objeto, um animal ou até mesmo pessoas, desde que cada coisa tenha uma ID exclusiva incorporada e esteja habilitada para a web.

Em um relatório da McKinsey & Company sobre a Internet das Coisas (Chui et al., 2010), seis grandes aplicações são identificadas:

Comportamento de rastreamento. Quando os produtos são incorporados a sensores, as empresas podem rastrear os movimentos desses produtos e até mesmo monitorar as interações com eles. Os modelos de negócios podem ser ajustados para aproveitar esses dados comportamentais. Algumas seguradoras, por exemplo, estão oferecendo a instalação de sensores de localização nos carros dos clientes. Isso permite que essas empresas baseiem o preço das apólices em como um carro é conduzido e para onde ele viaja.
Consciência situacional aprimorada. Dados de um grande número de sensores, por exemplo, em infraestrutura (como estradas e edifícios) ou para relatar condições ambientais (incluindo umidade do solo, correntes oceânicas ou clima), podem dar aos tomadores de decisão uma maior consciência dos eventos em tempo real, especialmente quando os sensores são usados com tecnologias avançadas de exibição ou visualização. O pessoal de segurança, por exemplo, pode usar redes de sensores que combinam detectores de vídeo, áudio e vibração para identificar pessoas não autorizadas que entram em áreas restritas.
Análise de decisão baseada em sensores. A Internet das Coisas também pode apoiar o planejamento humano e a tomada de decisões mais complexos e de longo alcance. Os requisitos de tecnologia — enormes recursos de armazenamento e computação vinculados a sistemas de software avançados que geram várias exibições gráficas para análise de dados — aumentam de acordo.
Otimização de processos. Algumas indústrias, como a produção de produtos químicos, estão instalando legiões de sensores para trazer uma granularidade muito maior ao monitoramento. Esses sensores alimentam os dados aos computadores, que, por sua vez, analisam os dados e, em seguida, enviam sinais aos atuadores que ajustam os processos — por exemplo, modificando misturas de ingredientes, temperaturas ou pressões.
Consumo otimizado de recursos. Sensores em rede e mecanismos de feedback automatizados podem alterar os padrões de uso de recursos escassos, como energia e água. Isso pode ser feito alterando dinamicamente o preço desses produtos para aumentar ou reduzir a demanda.
Sistemas autônomos complexos. O uso mais exigente da Internet das Coisas envolve a detecção rápida e em tempo real de condições imprevisíveis e respostas instantâneas guiadas por sistemas automatizados. Esse tipo de tomada de decisão da máquina imita as reações humanas, embora em níveis de desempenho amplamente aprimorados. A indústria automobilística, por exemplo, está intensificando o desenvolvimento de sistemas capazes de detectar colisões iminentes e tomar medidas evasivas.

A IoT evoluiu desde a década de 1970 e, em 2020, agora está mais associada às casas inteligentes. Produtos como termostatos inteligentes, portas inteligentes, luzes, sistemas de segurança doméstica, eletrodomésticos etc. Por exemplo, o Amazon Echo, o Google Home e o HomePod da Apple são centros domésticos inteligentes para gerenciar toda a IoT inteligente da casa. Cada vez mais dispositivos de IoT continuarão sendo oferecidos à medida que os fornecedores buscam tornar tudo “inteligente”.

Autônomo

Uma tendência que está surgindo são os robôs e veículos autônomos. Ao combinar software, sensores e tecnologias de localização, dispositivos que podem operar sozinhos para executar funções específicas estão sendo desenvolvidos. Eles assumem a forma de criações como robôs médicos de nanotecnologia (nanobots), carros autônomos, caminhões autônomos, drones ou veículos aéreos sem tripulação (UAVs).

Um nanobot é um robô cujos componentes estão em uma escala nanométrica, que é um bilionésimo de um metro. Embora ainda seja um campo emergente, está se mostrando promissor para aplicações na área médica. Por exemplo, um conjunto de nanobots poderia ser introduzido no corpo humano para combater o câncer ou uma doença específica. Em março de 2012, o Google apresentou ao mundo seu carro sem motorista ao lançar um vídeo no YouTube mostrando um cego dirigindo o carro pela área de São Francisco (ou pesquise por “Teste de carro autônomo: Steve Mahan). O carro combina várias tecnologias, incluindo um sistema de radar a laser, no valor de cerca de $150.000.

Em 2020, 38 estados promulgaram alguma legislação que permite várias atividades, desde a realização de estudos, testes piloto limitados e implantação completa de veículos motorizados comerciais sem um operador humano; Os detalhes podem ser encontrados em ghsa.org.

A Society of Automotive Engineers (SAE, 2018) projetou um sistema de classificação de zero a cinco detalhando os diferentes níveis de automação — quanto mais alto o nível, mais automatizado é o veículo.

Nível Zero: Sem automação — O motorista faz toda a condução sem a ajuda do veículo
Nível um: Assistência ao motorista — O veículo ajuda a dirigir ou a acelerar/diminuir a velocidade, mas o motorista ainda dirige.
Nível dois: automação parcial — O veículo ajuda com um ou mais sistemas, mas o motorista ainda dirige.
Nível três: automação condicional - O veículo ajuda na direção e no freio/aceleração, mas o motorista ainda precisa monitorar, pode intervir conforme necessário ainda sentado no banco do motorista.
Nível Quatro: Alta Automação — O veículo completa todas as tarefas de condução, mesmo que o motorista não intervenha em condições limitadas (ou seja, táxis locais)
Nível Cinco: Automação total — O veículo completa todas as tarefas sem um motorista em todas as estradas em todas as condições.

Os consumidores começaram a ver os recursos dos níveis 1 e 3 sendo integrados aos carros não autônomos atuais, e espera-se que essa tendência continue.

Um UAV, muitas vezes chamado de “drone”, é um pequeno avião ou helicóptero que pode voar sem um piloto. Em vez de um piloto, eles são executados de forma autônoma por computadores no veículo ou operados por uma pessoa usando um controle remoto. Embora a maioria dos drones atualmente seja usada para aplicações militares ou civis, há um mercado crescente para drones pessoais. Por algumas centenas de dólares, um consumidor pode comprar um drone para uso pessoal.

O uso comercial do UAV está começando a surgir. Empresas como a Amazon planejam entregar seus pacotes aos clientes usando drones. O Walmart planeja usar drones para transportar coisas em suas lojas. Prevê-se que este setor se torne um mercado mundial de $12,6 bilhões até 2025 (Statista.com, 2019).

Referências:

Veículos autônomos. Recuperado em 10 de dezembro de 2020, de https://www.ghsa.org/state-laws/issues/autonomous%20vehicles.

Chui, M. e Roberts R (2010, 1º de março). A Internet das Coisas. Recuperado em 10 de dezembro de 2020, de https://www.mckinsey.com/industries/technology-media-and-telecommunications/our-insights/the-internet-of-things.

Rouse, Margaret (2019). Internet das coisas (IoT). Agenda de IoT. Recuperado em 11 de dezembro de 2020, de https://internetofthingsagenda.techtarget.com/definit ion/Internet-of-Things-IoT.

A SAE International lança um gráfico visual atualizado para seu padrão “Níveis de automação de direção” para veículos autônomos (2018). Recuperado em 10 de dezembro de 2020, de https://www.sae.org/news/press-room/2018/12/sae-international-releases-updated-visual-chart-for-its-%E2%80%9Clevels-of-driving-automation%E2%80%9D-standard-for-self-driving-vehicles.

Statista. Drones comerciais estão decolando (2019). Recuperado em 11 de dezembro de 2020, de https://www.statista.com/chart/17201/commecial-drones-projected-growth/.