Następna generacja Internetu Rzeczy

Wraz ze sztuczną inteligencją (AI) i dużymi zbiorami danych Internet of Things (IoT) znajduje się w centrum cyfryzacji światowej gospodarki. Dane zebrane z czujników mogą być monitorowane i przesyłane z powrotem w celu zainicjowania akcji, uzyskania wglądu lub reakcji na inny połączony obiekt oddalony o setki mil. Dzięki przejściu na krawędź przetwarzania możemy uniknąć zbędnych kosztów komunikacji i przechowywania przy zastosowaniu uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji w celu identyfikacji wzorców danych, które mają wpływ na procesy fizyczne lub firmy.

Rysunek 1: Orkiestracja Cloud-Edge-IoT

Biorąc pod uwagę gwałtowny wzrost połączonych urządzeń i systemów, przetwarzanie danych i analityka stają się motorem cyfryzacji naszej gospodarki, społeczeństwa i środowiska. Ponieważ urządzenia stają się coraz inteligentniejsze w gromadzeniu danych, przetwarzaniu i przesyłaniu informacji oraz uruchamianiu działań w czasie rzeczywistym, IoT jest sercem tej cyfrowej transformacji, integrując urządzenia, dane, moc obliczeniową i łączność.

Przyszły Internet Rzeczy

IoT tworzy inteligentne środowiska z technologiami cyfrowymi, aby zoptymalizować sposób, w jaki żyjemy. Do 2025 r. przewiduje się wprowadzenie ponad 41 miliardów urządzeń IoT (International Data Corporation). Doprowadzi to do wykładniczego wzrostu danych i przesunie operacje obliczeniowe i analitykę danych na krawędź.

Edge computing opiera się na wielowarstwowej technologii, która umożliwia zarządzanie i automatyzację podłączonych urządzeń IoT. Jest to logiczna ewolucja dominującego modelu przetwarzania w chmurze, unikanie transferu danych o znaczeniu krytycznym do chmury, wspieranie odporności, operacji w czasie rzeczywistym oraz bezpieczeństwa, prywatności i ochrony. Jednocześnie zmniejsza zużycie energii i nasz ślad węglowy. W obliczeniach brzegowych przetwarzanie przechodzi ze scentralizowanego punktu, bliżej (lub nawet do) samego urządzenia IoT: „krawędź” lub obrzeża sieci.

Badania, innowacje i wdrażanie nowej generacji IoT będą wymagały silnej zdolności obliczeniowej na krawędzi, aby wspierać autonomię cyfrową Europy w przyszłych systemach ICT. Zostanie to osiągnięte poprzez stworzenie kontinuum obliczeniowego – od rojów urządzeń odległych do chmury – i obejmie inteligentne tworzenie platform kierowanych przez kluczowych graczy europejskich.

Europejska strategia IoT

Jako punkt wyjścia do dyskusji na temat strategii IoT nowej generacji, w ramach projektu Next Generation Internet of Things (NGIoT) we wrześniu 2020 r. przeprowadzono warsztaty na temat Cloud-to-Edge-to-IoT, które dotyczyły wyzwań technologicznych i wpływu na konkurencyjność europejskich zainteresowanych stron w świetle ich roli w gospodarce opartej na danych.

W marcu 2021 r. na warsztatach Fireside Chat Komisji zmobilizowano niewielką liczbę ekspertów z sektorów takich jak lotnictwo, rolnictwo, motoryzacja, maszyny budowlane, automatyka domowa i przemysłowa, w celu opracowania europejskiej strategii na rzecz przyszłości internetu rzeczy i obliczeń krawędziowych, z segmentem rynkowym wynoszącym ponad 5 lat.

Osiągnięto ogólny konsensus, nawet między konkurentami, co do zapotrzebowania na zaufane platformy IoT i Edge computing oraz mechanizmy orkiestracji w celu wsparcia kolejnego etapu cyfryzacji. Podmioty przemysłowe z zadowoleniem przyjęły inicjatywę Komisji dotyczącą zapewnienia wsparcia w zakresie badań naukowych i innowacji w ramach programu „Horyzont Europa”, łącząc wspólne przedsięwzięcia w zakresie kluczowych technologii cyfrowych oraz inteligentnych sieci i usług; partnerstwo w dziedzinie sztucznej inteligencji, danych i robotyki; oraz inicjatywy zorientowane na adopcję dotyczące sektorowych przestrzeni danych i federacji opartych na zabezpieczeniach chmurowych.

W kwietniu 2021 r., w następstwie czatu strażackiego, forum NGIoT & Edge Computing Strategy – współorganizowane przez Komisję wraz z projektem UE-IoT – zgromadziło ekspertów technologicznych z różnych dziedzin cyfrowych i pionowych w celu wymiany poglądów na temat przyszłych priorytetów, wyzwań i możliwości.

Forum ustanowiło również wspólną wizję strategiczną dla internetu rzeczy nowej generacji i (dalekiego) przetwarzania danych brzegowych w Europie. Przyjęła ponad 30 prelegentów i 300 uczestników podczas 14 sesji plenarnych na temat ekosystemów systemowych i sojuszy, platform integracyjnych, wiarygodności i wizjonerskich koncepcji, wywołując wnikliwe dyskusje podczas całego wydarzenia.

Unijne programy finansowania

Program „Horyzont Europa”: Po sukcesie programu „Horyzont 2020” program „Horyzont Europa” wniesie ponad 150 mln EUR na badania naukowe i innowacje w ramach zaproszenia do składania wniosków na lata 2021–22 pt. „Wiodące technologie obliczeniowe na świecie: Od chmury po Edge po IoT dla danych europejskich, wspierając ten trend w rozwoju i wdrażaniu komponentów, systemów i platform obliczeniowych nowej generacji. Umożliwi to przejście do kontinuum obliczeniowego o silnych zdolnościach na dalekiej krawędzi w sposób energooszczędny i godny zaufania.

W ramach programu „Horyzont Europa” Cluster 4 Destination 3 Komisja wybrała grupę projektów dotyczących nowej generacji systemów metaoperacyjnych, aby zapewnić wartość w kluczowych zastosowaniach przemysłowych i społecznych, takich jak budynki, motoryzacja, rolnictwo i energia, z których wszystkie będą wymagały większej mocy obliczeniowej w nadchodzących latach. Otrzymanie 64 mln EUR z unijnego finansowania oraz z myślą o zbudowaniu europejskiego ekosystemu IoT i ekosystemu krawędziowego, 6 działań w zakresie badań naukowych i innowacji – ICOS, Fluidos, NEMO ,nebulous, Aeros i NEPHELE – oraz 3 działania koordynacyjne i wspierające – OpenContinuum, Unlock- CEI i HiPEAC – będą wspierać powstawanie takiego otwartego ekosystemu poprzez publikowanie otwartych zaproszeń na nowy portal internetowy eucloudedgeiot.eu, w szczególności skierowany do spółek o średniej kapitalizacji, MŚP i przedsiębiorstw typu start-up. Klaster został ogłoszony podczassesji „Przyszłe europejskie platformy IoT i Edge” podczas czerwca 2022 r. edycji Tygodnia IoT w Dublinie i zostanie uruchomiony 1 września, a Unlock-CEI i HiPEAC uruchomią odpowiednio 1 czerwca i 1 grudnia.

W innych obszarach programu, takich jak klaster 2: Kultura, kreatywność i społeczeństwo integracyjne, IoT jest traktowane jako kluczowy czynnik umożliwiający osiągnięcie celów zrównoważonego rozwoju Organizacji Narodów Zjednoczonych i celów Europejskiego Zielonego Ładu. Na przykład cyfryzacja przemysłowa stwarza możliwości monitorowania na odległość zanieczyszczenia powietrza i wody, optymalizacji wykorzystania energii i zasobów naturalnych oraz sposobu prowadzenia odpowiedzialnych operacji we wspomnianych wyżej sektorach wertykalnych.

Cyfrowa Europa: Oprócz programu „Horyzont Europa” program Komisji „Cyfrowa Europa” (DIGITAL) zapewni unijnym przedsiębiorstwom, obywatelom i organom administracji publicznej dane i usługi w chmurze, mając na celu utworzenie wspólnej europejskiej przestrzeni danychw różnych sektorach wertykalnych, takich jak rolnictwo, mobilność i energia, uzupełnionej godną zaufania i energooszczędną infrastrukturą chmurową. W kwietniu 2021 r. w ramach projektu Open DEI opublikowano dokument zawierający stanowisko podkreślające znaczenie takich przestrzeni danych w tworzeniu przyszłej gospodarki opartej na danych poprzez suwerenną wymianę danych, nie tylko w sektorach, ale również w ich obrębie.

Technologie cyfrowe wzmocnią również istniejące ośrodki testowania i eksperymentowania sztucznej inteligencji (TEF) w takich dziedzinach, jak opieka zdrowotna i mobilność, oraz dotują europejskie centra innowacji cyfrowych, aby pobudzić cyfryzację MŚP i pomóc europejskim przedsiębiorstwom w zwiększeniu konkurencyjności w erze cyfrowej.

Te nowe inicjatywy opierają się na sukcesach programu „Horyzont 2020”. Obszar cyfryzacji europejskiego przemysłu (DEI) priorytetowo traktuje budowanie ekosystemów, interoperacyjność platform, integrację technologii, normalizację i walidację za pośrednictwem wielkoskalowych projektów pilotażowych i TEF. Koncentruje się na następujących kluczowych sektorach: rolnictwo, energia, produkcja, mobilność, opieka zdrowotna i inteligentne społeczności.

UE wspiera rozwój przemysłowych platform IoT, które są niezbędne do integracji kluczowych technologii cyfrowych w rzeczywistych aplikacjach, procesach, produktach i usługach. Uzupełniając różne inicjatywy polityczne, Komisja udostępniła około 400 mln EUR w ramach swojego programu „Horyzont 2020” na działania w zakresie budowania platform i szeroko zakrojonego pilotażu w ramach obszaru skoncentrowanego na DEI. Niektóre z tych projektów zostały już zakończone lub dobiegają końca, podczas gdy inne dopiero rozpoczynają działalność i będą kontynuowane do 2023 r.

Współpraca między domenami

Sojusz na rzecz innowacji IoT i Edge Computing (AIOTI) został zainicjowany przez Komisję w celu wspierania tworzenia europejskiego ekosystemu IoT napędzanego przez przemysł. Aby lepiej zrozumieć ten ekosystem, w czerwcu 2019 r. zbadano krajobraz fizycznych i wirtualnych klastrów przedsiębiorstw, organizacji badawczych i środowisk akademickich pracujących nad rozwojem i wprowadzaniem na rynek technologii i aplikacji IoT.

Stowarzyszenie Advanced Research & Technology for Embedded Intelligent Systems Industry Association (ARTEMIS-IA) reprezentuje członków europejskiego przemysłu, MŚP, uniwersytetów i instytutów badawczych w ramach Wspólnego Przedsięwzięcia Electronic Components & Systems for European Leadership (ECSEL-JU). Artemis-IA promuje interesy swoich członków w zakresie badań naukowych i innowacji zarówno Komisji, jak i rządom uczestniczących państw członkowskich.