Seuraavan sukupolven esineiden internet

Tekoälyn ja massadatan ohella esineiden internet (IoT) on maailmantalouden digitalisoinnin keskiössä. Antureista kerättyä dataa voidaan seurata ja syöttää takaisin toiminnan käynnistämiseksi, tietojen saamiseksi tai reagoimiseksi toiseen yhdistettyyn kohteeseen satojen kilometrien päässä. Kun käsittely siirtyy reunalle, voimme välttää tarpeettomia viestintä- ja varastointikustannuksia samalla kun koneoppimista ja tekoälyä käytetään tunnistamaan tietomalleja, jotka vaikuttavat fyysisiin prosesseihin tai yrityksiin.

Kuva 1: Cloud-Edge-IoT orkesterointi

Kun otetaan huomioon verkkoon liitettyjen laitteiden ja järjestelmien eksponentiaalinen kasvu, tietojenkäsittelystä ja analytiikkasta on tulossa talouden, yhteiskunnan ja ympäristön digitalisoinnin moottori. Kun laitteista tulee yhä älykkäämpiä tietojen keräämisessä, tietojen käsittelyssä ja lähettämisessä ja toimien käynnistämisessä reaaliajassa, esineiden internet on tämän digitaalisen muutoksen ytimessä, joka yhdistää laitteita, dataa, laskentatehoa ja liitettävyyttä.

Tulevaisuuden esineiden internet

IoT luo älykkäitä ympäristöjä digitaalisilla teknologioilla optimoidaksemme elämäämme. Yli 41 miljardia IoT-laitetta on tarkoitus ottaa käyttöön vuoteen 2025 mennessä (International Data Corporation). Tämä johtaa datan eksponentiaaliseen kasvuun ja push-laskentatoimintoihin ja data-analytiikkaan.

Edge-laskenta perustuu monikerroksiseen teknologiaan, joka mahdollistaa yhdistettyjen IoT-laitteiden hallinnan ja automatisoinnin. Se on hallitsevan pilvipalvelumallin looginen kehitys, jossa vältetään tehtäväkriittisten tietojen siirtäminen pilveen, tuetaan häiriönsietokykyä, reaaliaikaista toimintaa sekä turvallisuutta, yksityisyyttä ja suojaa. Samalla se vähentää energiankulutusta ja hiilijalanjälkeämme. Reunalaskennassa käsittely siirtyy keskitetystä pisteestä lähemmäksi (tai jopa) itse IoT-laitetta: verkon ”reuna” tai reuna.

Seuraavan sukupolven esineiden internetin tutkimus, innovointi ja käyttöönotto edellyttävät vahvaa laskentakapasiteettia, jotta voidaan tukea Euroopan digitaalista riippumattomuutta tulevissa tieto- ja viestintäteknisissä järjestelmissä. Tähän päästään luomalla tietojenkäsittelyn jatkumo – kaukaisten laitteiden parvesta pilveen – ja siihen kuuluu keskeisten eurooppalaisten toimijoiden ohjaama älykäs alustan rakentaminen.

Euroopan esineiden internetin strategia

Seuraavan sukupolven esineiden internet -strategiasta käytävien keskustelujen lähtökohtana oli seuraavan sukupolven esineiden internet (NGIoT) -hanke, jossa käsiteltiin syyskuussa 2020 Cloud-to-Edge-to-IoT-työpajaa, jossa käsiteltiin teknologiahaasteita ja eurooppalaisten sidosryhmien kilpailuvaikutuksia, kun otetaan huomioon niiden rooli datataloudessa.

Maaliskuussa 2021 komission Fireside Chat -työpajassa otettiin käyttöön pieni määrä asiantuntijasidosryhmiä ilmailu-, maatalous-, auto-, rakennus-, kodin- ja teollisuusautomaation kaltaisilta aloilta. Tavoitteena oli suunnitella eurooppalaista strategiaa esineiden internetiä ja reunalaskentaa varten, jonka markkinaikkuna on yli viisi vuotta.

Myös kilpailijoiden välillä saavutettiin yleinen yksimielisyys siitä, että tarvitaan luotettavia esineiden internet- ja reunalaskentaalustoja ja orkestrointimekanismeja digitoinnin seuraavan vaiheen tukemiseksi. Teollisuuden toimijat suhtautuivat myönteisesti komission aloitteeseen tarjota tutkimus- ja innovointitukea Horisontti Eurooppa -puiteohjelman puitteissa ja yhdistää keskeisiä digitaaliteknologioita ja älykkäitä verkkoja ja palveluja koskevat yhteisyritykset; tekoälyä, dataa ja robotiikkaa koskeva kumppanuus; sekä alakohtaisia data-avaruuksia ja pilvipalveluliittoja koskevat adoptiosuuntautuneet aloitteet.

Huhtikuussa 2021 NGIoT & Edge Computing Strategy Forum -foorumi, jonka komissio järjesti yhdessä EU:n ja IoT-hankkeen kanssa, keräsi Fireside- keskustelun jälkeen teknologia-asiantuntijoita eri digitaalisilta ja vertikaalisilta aloilta vaihtamaan näkemyksiä tulevista painopisteistä, haasteista ja mahdollisuuksista.

Foorumilla luotiin myös yhteinen strateginen visio seuraavan sukupolven esineiden internetistä ja (kaukaisesta) reunalaskennasta Euroopassa. Se toivotti tervetulleeksi yli 30 puhujaa ja 300 osallistujaa 14 täysistuntoistunnossa, jotka koskivat järjestelmäekosysteemejä ja liittoutumia, integraatioalustoja, luotettavuutta ja visionäärisiä käsitteitä, mikä herättää oivaltavia keskusteluja koko tapahtuman ajan.

EU:n rahoitusohjelmat

Euroopan horisontti: Horisontti 2020 -puiteohjelman menestyksen jälkeen Horisontti Eurooppa -puiteohjelmasta myönnetään yli 150 miljoonaa euroa tutkimukseen ja innovointiin sen vuosien 2021–22 ehdotuspyynnöissä ”World Leading Data and Computing Technologies: Cloud to Edgestä esineiden internetiin Euroopan dataa varten”, mikä tukee suuntausta seuraavan sukupolven laskentakomponenttien, -järjestelmien ja -alustojen kehittämisessä ja käyttöönotossa. Tämä mahdollistaa siirtymisen tietojenkäsittelyn jatkumoon, jolla on vahvat valmiudet kaukana energiatehokkaalla ja luotettavalla tavalla.

Horisontti Eurooppa -puiteohjelman Cluster 4 Destination 3 -ohjelmanpuitteissa komissio valitsi joukon seuraavan sukupolven metakäyttöjärjestelmiä koskevia hankkeita, joiden tarkoituksena on tuottaa arvoa keskeisissä teollisissa ja yhteiskunnallisissa sovelluksissa, kuten rakennuksissa, autoteollisuudessa, maataloudessa ja energia-alalla. Kaikki nämä hankkeet vaativat tulevina vuosina enemmän laskentatehoa. 6 tutkimus- ja innovointitoimea – ICOS, Fluidos, NEMO, Nebulous, Aeros ja NEPHELE – sekä kolme koordinointi- ja tukitoimea – OpenContinuum, Unlock-CEI ja HiPEAC– tukevattällaisen avoimen ekosysteemin syntymistä julkaisemalla uutta eucloudedgeiot.eu- verkkoportaalia koskevia avoimia ehdotuspyyntöjä, jotka on suunnattu erityisesti midcap-yrityksille, pk-yrityksille ja startup-yrityksille. Klusterista ilmoitettiinesineiden internetin ja Edgentulevaisuuden foorumeilla Dublinissakesäkuussa 2022 järjestetyssä IoT -viikon tapahtumassa, ja se käynnistyy 1. syyskuuta, jolloin Unlock-CEI ja HiPEAC käynnistyvät 1. kesäkuuta ja 1. joulukuuta.

Muilla ohjelman osa-alueilla, kuten klusterissa 2: Esineiden internetin kulttuuria, luovuutta ja osallisuutta edistävää yhteiskuntaa käsitellään ratkaisevana tekijänä Yhdistyneiden kansakuntien kestävän kehityksen tavoitteiden ja Euroopan vihreän kehityksen ohjelman tavoitteiden saavuttamisessa. Esimerkiksi teollisuuden digitalisointi tarjoaa mahdollisuuksia ilman ja veden pilaantumisen etävalvontaan, energian ja luonnonvarojen käytön optimointiin ja vastuulliseen toimintaan edellä mainituilla vertikaalisilla sektoreilla.

Digitaalinen Eurooppa: Horisontti Eurooppa -puiteohjelman lisäksi komission Digitaalinen Eurooppa -ohjelma (DIGITAL) tuo dataa ja pilvipalveluja EU:n yrityksille, kansalaisille ja julkishallinnoille. Ohjelmalla pyritään luomaan yhteinen eurooppalainen data-avaruuseri vertikaalisille aloille, kuten maatalouteen, liikkuvuuteen ja energiaan, ja sitä täydennetään luotettavalla ja energiatehokkaalla pilvipalveluinfrastruktuurilla. Huhtikuussa 2021 julkaistussa Open DEI -hankkeessa julkaistiin kannanotto, jossa korostettiin tällaisten data-avaruuksien merkitystä tulevan datatalouden luomisessa suvereenien datan jakamisen kautta paitsi sektoreiden sisällä myös niiden välillä.

Digitaalialalla vahvistetaan myös nykyisiä tekoälyn testaus- ja kokeilulaitoksia terveydenhuollon ja liikkuvuuden kaltaisilla aloilla ja tuetaan eurooppalaisia digitaali-innovointikeskittymiä pk-yritysten digitalisoinnin vauhdittamiseksi ja eurooppalaisten yritysten kilpailukyvyn parantamiseksi digitaalisella aikakaudella.

Nämä uudet aloitteet perustuvat Horisontti 2020 -ohjelman menestykseen. Euroopanteollisuuden digitalisointi (DEI) -alueella asetetaan etusijalle ekosysteemien rakentaminen, alustan yhteentoimivuus, teknologian integrointi, standardointi ja validointi laajamittaisten pilottien ja TEF-hankkeiden avulla. Siinä keskitytään seuraaviin keskeisiin aloihin: maatalous, energia, valmistus, liikkuvuus, terveydenhuolto ja älykkäät yhteisöt.

EU tukee teollisten esineiden internetin alustojen kehittämistä, sillä ne ovat välttämättömiä keskeisten digitaaliteknologioiden integroimiseksi reaalimaailman sovelluksiin, prosesseihin, tuotteisiin ja palveluihin. Komissio antoi erilaisia poliittisia aloitteita täydentäen Horisontti 2020 -ohjelmansa kautta käyttöön noin 400 miljoonaa euroa alustan rakentamista ja laajamittaista kokeilua varten Euroopan kehitysyhteistyön rahoitusvälineen painopistealueella. Jotkut näistä hankkeista ovat jo päättyneet tai päättyvät, kun taas toiset ovat vasta käynnistämässä ja jatkuvat vuoteen 2023.

Verkkotunnusten välinen yhteistyö

Komissio käynnisti esineiden internetin ja Edge Computing Innovation -aloitteen (AIOTI) tukeakseen eurooppalaisen teollisuusvetoisen IoT-ekosysteemin luomista. Tämän ekosysteemin ymmärtämiseksi kesäkuussa 2019 tehdyssä tutkimuksessa tarkasteltiin esineiden internetin teknologioiden ja sovellusten kehittämistä ja markkinoille saattamista käsittelevien yritysten, tutkimusorganisaatioiden ja tiedemaailman fyysisten ja virtuaalisten klustereiden maisemaa.

Advanced Research & Technology for Embedded Intelligent Systems Industry Association (ARTEMIS-IA) edustaa jäseniä Euroopan teollisuudessa, pk-yrityksissä, yliopistoissa ja tutkimuslaitoksissa Electronic Components & Systems for European Leadership -yhteisyrityksessä (ECSEL-JU). Artemis-IA edistää jäsentensä tutkimus- ja innovointiintressejä komissiolle sekä osallistuvien jäsenvaltioiden hallituksille.