Internet rzeczy nowej generacji

Wraz ze sztuczną inteligencją (AI) i dużymi zbiorami danych internet rzeczy (IoT) znajduje się w centrum cyfryzacji gospodarki światowej. Dane zebrane z czujników mogą być monitorowane i przekazywane z powrotem, aby wywołać akcję, uzyskać wgląd lub zareagować na inny podłączony obiekt oddalony o setki mil. Dzięki przejściu do krawędzi przetwarzania możemy uniknąć niepotrzebnych kosztów komunikacji i przechowywania, stosując uczenie maszynowe i sztuczną inteligencję do identyfikacji wzorców danych, które mają wpływ na procesy fizyczne lub firmy.

Rysunek 1: Orkiestracja Cloud-Edge-IoT

Biorąc pod uwagę gwałtowny wzrost liczby podłączonych urządzeń i systemów, przetwarzanie i analiza danych 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.

Przyszłość Internetu Rzeczy

IoT tworzy inteligentne środowiska dzięki technologiom cyfrowym, aby zoptymalizować sposób, w jaki żyjemy. Oczekuje się, że do 2025 r. zostanie wdrożonych ponad 41 miliardów urządzeń IoT (International Data Corporation). Doprowadzi to do gwałtownego wzrostu ilości danych i pchnie operacje obliczeniowe i analitykę danych do granic możliwości.

Edge computing opiera się na technologii wielowarstwowej, która umożliwia zarządzanie i automatyzację podłączonych urządzeń IoT. Jest to logiczna ewolucja dominującego modelu chmury obliczeniowej, pozwalająca uniknąć transferu danych o znaczeniu krytycznym do chmury, wspierająca odporność, operacje w czasie rzeczywistym oraz bezpieczeństwo, prywatność i ochronę. Jednocześnie zmniejsza zużycie energii i nasz ślad węglowy. W obliczeniach brzegowych przetwarzanie przenosi się ze scentralizowanego punktu, bliżej (lub nawet do) samego urządzenia IoT: "krawędź" lub peryferia sieci.

Badania naukowe, innowacje i wdrażanie internetu rzeczy nowej generacji będą wymagały silnych zdolności obliczeniowych na obrzeżach, aby wspierać autonomię cyfrową Europy w przyszłych systemach ICT. Cel ten zostanie osiągnięty poprzez stworzenie kontinuum obliczeniowego – od rojów urządzeń dalekiego zasięgu po chmurę obliczeniową – i obejmuje tworzenie inteligentnych platform napędzanych przez kluczowe podmioty europejskie.

Europejska strategia na rzecz internetu rzeczy

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

W marcu 2021 r. na zorganizowanych przez Komisję warsztatach Fireside Chat zmobilizowano niewielką liczbę ekspertów zainteresowanych stron z sektorów takich jak lotnictwo i kosmonautyka, rolnictwo, motoryzacja, maszyny budowlane, automatyka domowa i przemysłowa w celu opracowania europejskiej strategii na rzecz przyszłego internetu rzeczy i obliczeń brzegowych, z oknem rynkowym trwającym ponad 5 lat.

Osiągnięto ogólny konsensus, nawet między konkurentami, co do zapotrzebowania na zaufane platformy internetu rzeczy i przetwarzania brzegowego oraz mechanizmy orkiestracji w celu wsparcia kolejnego etapu cyfryzacji. Podmioty przemysłowe z zadowoleniem przyjęły inicjatywę Komisji dotyczącą zapewnienia wsparcia na rzecz badań naukowych i innowacji w ramach programu „Horyzont Europa”, łączącego wspólne przedsięwzięcia w zakresie kluczowych technologii cyfrowych oraz inteligentnych sieci i usług; partnerstwo w dziedzinie sztucznej inteligencji, danych i robotyki; oraz ukierunkowane na adopcję inicjatywy dotyczące sektorowych przestrzeni danych i federacji działających na granicy chmury obliczeniowej.

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

Forum ustanowiło również wspólną strategiczną wizję internetu rzeczy nowej generacji i (dalekich) obliczeń brzegowych w Europie. Ponad 30 prelegentów i 300 uczestników wzięło udział w 14 sesjach plenarnych poświęconych ekosystemom i sojuszom systemowym, platformom integracji, wiarygodności i wizjonerskim koncepcjom, co wywołało wnikliwe dyskusje podczas całego wydarzenia.

Unijne programy finansowania

„Horyzont Europa”: Po sukcesie programu „Horyzont 2020” program „Horyzont Europa” przeznaczy ponad 150 mln euro na badania i rozwój; I w ramach zaproszeń do składania wniosków na lata 2021–2022 pt. „World Leading Data and Computing Technologies: From Cloud to Edge to IoT for European Data” („Od chmury do internetu rzeczy dla europejskich danych”), wspierając ten trend wraz z rozwojem i wdrażaniem komponentów, systemów i platform obliczeniowych nowej generacji. Umożliwi to przejście do kontinuum obliczeniowego o dużych zdolnościach na dalekiej krawędzi w sposób energooszczędny i godny zaufania.

W ramach klastra 4 „Cel 3” programu „Horyzont Europa” Komisja wybrała grupę projektów dotyczących systemów metaoperacyjnych nowej generacji, aby zapewnić wartość w kluczowych zastosowaniach przemysłowych i społecznych, takich jak budownictwo, motoryzacja, rolnictwo i energia, z których wszystkie będą wymagały większej mocy obliczeniowej na krawędzi w nadchodzących latach. 6 działań w zakresie badań naukowych i innowacji – ICOS,FluiDOS,NEMO ,NebulOus , aeROS iNEPHELE – oraz 3 działania koordynacyjne i wspierające –OpenContinuum, Unlock-CEI i HiPEAC–  będzie wspierać powstanie takiego otwartego ekosystemu poprzez publikowanie otwartych zaproszeń do składania wniosków na nowym portalu internetowymeucloudedgeiot.eu,w szczególności skierowanych do spółek o średniej kapitalizacji, MŚP i przedsiębiorstw typu start-up. Klaster został ogłoszony podczassesji FutureEuropean Platforms for the IoT and the Edgepodczas czerwcowej edycjiTygodnia IoT w Dublinie w 2022 r. i zostanie uruchomiony 1 września, a Unlock-CEI i HiPEAC zostaną uruchomione odpowiednio 1 czerwca i 1 grudnia.

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

Cyfrowa Europa: Oprócz programu „Horyzont Europa” realizowany przez Komisję program „Cyfrowa Europa” (DIGITAL) zapewni unijnym przedsiębiorstwom, obywatelom i administracjom publicznym dane i usługi w chmurze w celu utworzenia wspólnej europejskiej przestrzeni danychw różnych sektorach wertykalnych, takich jak rolnictwo, mobilność i energia, uzupełnionej wiarygodną i energooszczędną infrastrukturą chmury obliczeniowej. W kwietniu 2021 r. w ramach projektu Open DEI opublikowano stanowisko, w którym podkreślono znaczenie takich przestrzeni danych w tworzeniu przyszłej gospodarki opartej na danych poprzez suwerenną wymianę danych, nie tylko w obrębie sektorów, ale także między nimi.

DIGITAL wzmocni również istniejące ośrodki testowo-doświadczalne w zakresie sztucznej inteligencji (TEF) w obszarach takich jak opieka zdrowotna i mobilność oraz dotuje europejskie ośrodki 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”.  W obszarze cyfryzacji przemysłu europejskiego (DEI) priorytetowo traktuje się budowanie ekosystemu, interoperacyjność platform, integrację technologii, normalizację i walidację za pośrednictwem szeroko zakrojonych projektów pilotażowych i TEF. Koncentruje się on na następujących kluczowych sektorach: rolnictwo, energetyka, produkcja, mobilność, opieka zdrowotna i inteligentne społeczności.

UE wspiera rozwój przemysłowych platform internetu rzeczy, które mają zasadnicze znaczenie dla integracji kluczowych technologii cyfrowych w rzeczywistych zastosowaniach, procesach, produktach i usługach. Uzupełniając różne inicjatywy polityczne, Komisja udostępniła około 400 mln euro w ramach programu „Horyzont 2020” na działania związane z budowaniem platform i pilotażem na dużą skalę w ramach celu szczegółowego „Decyzja o cyfryzacji Europy”. Niektóre z tych projektów zostały już zakończone lub dobiegają końca, podczas gdy inne dopiero się rozpoczynają i będą kontynuowane do 2023 r.

Współpraca między domenami

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

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