Internet of Things Part I

อินเตอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ คือเครือข่ายของวัตถุทางกายภาพ (อุปกรณ์ ยานพาหนะ อาคาร และอื่น ๆ) ที่มีการฝังอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ซอฟแวร์ เซ็นเซอร์ และมีการเชื่อมต่อกับเครือข่าย ทำให้วัตถุเหล่านี้ สามารถเก็บรวบรวม และแลกเปลี่ยนข้อมูลได้

อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ ภาคที่ 1

Internet of Things Part I

พันเอก มารวย ส่งทานินทร์

[email protected]

25 มกราคม 2559

บทความเรื่อง อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ ภาคที่ 1 (Internet of Things Part I) ดัดแปลงมาจาก บทความใน Wikipedia

ผู้ที่สนใจเอกสารนี้ในรูปแบบ PowerPoint (PDF file) สามารถ Download ได้ที่ http://www.slideshare.net/maruay/internet-of-things-part-i

อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ (Internet of Things: IoT)

• คือเครือข่ายของวัตถุทางกายภาพ (อุปกรณ์ ยานพาหนะ อาคาร และอื่น ๆ) ที่มีการฝังอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ซอฟแวร์ เซ็นเซอร์ และมีการเชื่อมต่อกับเครือข่าย ทำให้วัตถุเหล่านี้ สามารถเก็บรวบรวม และแลกเปลี่ยนข้อมูลได้

อุปกรณ์ที่มีการเชื่อมต่อ

• IoT เป็นการเชื่อมต่อขั้นสูงของ อุปกรณ์ ระบบ และบริการ ที่นอกเหนือไปจากการสื่อสารระหว่างเครื่อง (machine-to-machine: M2M) และครอบคลุมความหลากหลายของ protocols, domains, และ applications
• ผู้เชี่ยวชาญคาดว่า IoT จะมีในวัตถุเกือบ 50,000 ล้านชิ้น (50 billion objects) ในปี ค.ศ. 2020

ระบบไซเบอร์และกายภาพ

• IoT มีเซ็นเซอร์และตัวกระตุ้น ทำให้เทคโนโลยีของ ระบบไซเบอร์และกายภาพ (cyber-physical systems) ใช้ได้กว้างขวางขึ้น ครอบคลุมเทคโนโลยีต่าง ๆ เช่น สมาร์ทกริด (smart grids) บ้านสมาร์ท (smart homes) ขนส่งอัจฉริยะ (intelligent transportation) และเมืองสมาร์ท (smart cities)
• เพราะแต่ละสิ่ง มีเอกลักษณ์ที่สามารถใช้ระบุตัวตน ผ่านระบบคอมพิวเตอร์ที่ฝังอยู่ และมีโครงสร้างพื้นฐานภายใน ที่ติดต่อผ่านอินเทอร์เน็ตได้

สิ่งต่าง ๆ (Things)

• "สิ่งต่าง ๆ" ในความหมายของ IoT อ้างถึงความหลากหลายของอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น อุปกรณ์การตรวจสอบคลื่นหัวใจ Biochip ในสัตว์เลี้ยง รถยนต์ที่มีอุปกรณ์เซ็นเซอร์ในตัว เครื่องมือวิเคราะห์ DNA ของสิ่งแวดล้อม/อาหาร/เชื้อโรค อุปกรณ์ช่วยนักดับเพลิงในการค้นหาและการช่วยเหลือ เป็นต้น
• อุปกรณ์เหล่านี้ สามารถเก็บรวบรวมข้อมูลที่เป็นประโยชน์ ด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยีที่มีอยู่ แล้วมีส่งผ่านข้อมูลกับอุปกรณ์อื่น ๆ

ประวัติศาสตร์ยุคต้น

• แนวคิดของอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ เริ่มเป็นที่นิยมในปี ค.ศ. 1999 โดย Auto-ID Center ที่ MIT และในสิ่งพิมพ์การวิเคราะห์ตลาด
• คลื่นความถี่วิทยุในการระบุ (Radio-frequency identification: RFID) เป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ ในยุคนั้น
• ปัจจุบันนี้ นอกเหนือจากการใช้ RFID แล้ว การ tagging ยังสามารถทำได้โดยผ่านเทคโนโลยีต่าง ๆ เช่น near field communication, barcodes, QR codes และ digital watermarking

การสนับสนุนของ IPv6

• การจะบูรณาการกับอินเทอร์เน็ตได้นั้น อุปกรณ์ที่ใช้ ต้องมีที่อยู่ IP ซึ่งเป็นตัวระบุที่ไม่ซ้ำกัน
• เนื่องจากพื้นที่ที่จำกัดของ IPv4 (4.3 พันล้านสิ่ง มีที่อยู่ไม่ซ้ำกัน) ทำให้วัตถุใน IoT จำเป็นต้องใช้ IPv6 เพื่อรองรับพื้นที่ที่มีขนาดใหญ่มาก
• อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ จะเป็นไปได้โดยการสนับสนุนของ IPv6 และการทำให้ทั่วโลกมีการยอมรับมาตรฐาน IPv6 เพื่อความสำเร็จของ IoT ในอนาคต

การใช้ประโยชน์ IoT

• 1. อุตสาหกรรมสื่อ (The Media Industries)
• 2. การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม (Environmental Monitoring)
• 3. การจัดการโครงสร้างพื้นฐาน (Infrastructure Management)
• 4. การผลิต (Manufacturing)
• 5. การจัดการพลังงาน (Energy Management)
• 6. การแพทย์และระบบการดูแลสุขภาพ (Medical and Healthcare Systems)
• 7. อาคารและบ้านระบบอัตโนมัติ (Building and Home Automation)
• 8. การขนส่ง (Transportation)
• 9. การใช้งานกับสิ่งที่มีขนาดใหญ่ (Large Scale Deployments)

1. อุตสาหกรรมสื่อ

• อุตสาหกรรมสื่อ ใช้ข้อมูลขนาดใหญ่ในสองลักษณะที่เชื่อมโยงกัน:
  • กำหนดเป้าหมายผู้บริโภค (สำหรับการโฆษณาโดยนักการตลาด)
  • การดักจับข้อมูล
• ดังนั้น อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ สร้างโอกาสในการวัด การเก็บรวบรวม และการวิเคราะห์สถิติความหลากหลายของพฤติกรรม
• ความสัมพันธ์ของข้อมูลนี้ สามารถปฏิวัติตลาดเป้าหมาย ของผลิตภัณฑ์และบริการได้
• จากมุมมองของสื่อ ข้อมูลขนาดใหญ่ (Big Data) และ IoT ทำงานร่วมกันได้ เพราะข้อมูลเป็นอนุพันธ์ที่สำคัญของการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ และทำให้เกิดความชัดเจนในการกำหนดเป้าหมาย
• อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ จึงเป็นการเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมสื่อ บริษัทต่าง ๆ หรือรัฐบาล ซึ่งเป็นการเปิดยุคใหม่ของการเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจ และการแข่งขัน

2. การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม

• โปรแกรมตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมของ IoT มักจะใช้เซ็นเซอร์ ในการช่วยรักษาสิ่งแวดล้อม เช่นการตรวจสอบอากาศ คุณภาพน้ำ ชั้นบรรยากาศ สภาพดิน รวมถึงการตรวจสอบการเคลื่อนไหวของสัตว์ป่า และที่อยู่อาศัยของพวกมัน
• การพัฒนาอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต รวมถึงโปรแกรมอื่น ๆ เช่นระบบเตือนภัยแผ่นดินไหว หรือสึนามิ สามารถนำมาใช้กับบริการฉุกเฉิน เพื่อให้การช่วยเหลือมีประสิทธิภาพมากขึ้น

3. การจัดการโครงสร้างพื้นฐาน

• การตรวจสอบและการควบคุมการปฏิบัติงาน เป็นโปรแกรมที่สำคัญของ IoT เกี่ยวกับโครงสร้างพื้นฐานในเมืองและชนบท เช่น สะพาน รางรถไฟ และ กังหันลม
• IoT สามารถนำมาใช้สำหรับการตรวจสอบเหตุการณ์ใด ๆ หรือการเปลี่ยนแปลงสภาพของโครงสร้าง ที่ช่วยเพิ่มความปลอดภัยและลดความเสี่ยง
• แม้การจัดการของเสีย (waste management) ก็ได้รับประโยชน์จากระบบอัตโนมัติ และเพิ่มประสิทธิภาพโดย IoT

4. การผลิต

• ระบบอัจฉริยะของ IoT ทำให้การผลิตของผลิตภัณฑ์ใหม่ทำได้อย่างรวดเร็ว เพื่อตอบสนองความต้องการสินค้า การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต และเครือข่ายห่วงโซ่อุปทาน โดยใช้เครือข่ายเซ็นเซอร์ และระบบการควบคุมร่วมกัน
• การวัด การควบคุมอัตโนมัติ การเพิ่มประสิทธิภาพของโรงงาน การจัดการด้านความปลอดภัย และการทำงานอื่น ๆ เกิดได้จากมีเครือข่ายเซ็นเซอร์จำนวนมาก

5. การจัดการพลังงาน

• เป็นที่คาดการณ์ว่า อุปกรณ์ IoT จะรวมอยู่ในทุกรูปแบบของอุปกรณ์การบริโภคพลังงาน (สวิทช์, ปลั๊กไฟ, หลอดไฟ, โทรทัศน์ ฯลฯ ) และสามารถสื่อสารกับบริษัทจัดหาไฟฟ้า เพื่อให้การผลิตกระแสไฟฟ้าและการใช้พลังงาน มีประสิทธิภาพที่สมดุล
• อุปกรณ์ดังกล่าว ยังทำให้ผู้ใช้ควบคุมอุปกรณ์ได้จากระยะไกล หรือจัดการจากส่วนกลางผ่านทางอินเตอร์เฟซที่ใช้ cloud

6. การแพทย์และระบบการดูแลสุขภาพ

• อุปกรณ์ IoT สามารถใช้ในการตรวจสอบสุขภาพระยะไกล และเป็นระบบแจ้งเหตุฉุกเฉิน
• อุปกรณ์ตรวจสอบสุขภาพเหล่านี้ จะวัดความดันโลหิตและอัตราการเต้นหัวใจ แล้วส่งการตรวจสอบไปยังอุปกรณ์ที่มีความสามารถขั้นสูง เช่นเครื่องกระตุ้นหัวใจ หรือไปยังเครื่องช่วยฟังที่ทันสมัย
• แพทย์ยังสามารถตรวจสอบสุขภาพของผู้ป่วย จาก smartphones ของพวกเขา หลังจากที่ผู้ป่วยออกจากโรงพยาบาลไปแล้ว

7. อาคารและบ้านระบบอัตโนมัติ

• อุปกรณ์ IoT สามารถใช้ในการตรวจสอบและควบคุมเครื่องจักรกล ระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ที่ใช้ในอาคารประเภทต่างๆ (เช่น ในภาครัฐ เอกชน อุตสาหกรรม สถาบัน หรือที่อยู่อาศัย)
• บ้านระบบอัตโนมัติ เช่นเดียวกับอาคารระบบอัตโนมัติอื่น ๆ มีการควบคุมแสง ความร้อน การระบายอากาศ เครื่องปรับอากาศ เครื่องใช้ไฟฟ้า ระบบการสื่อสาร ความบันเทิง และอุปกรณ์รักษาความปลอดภัย เพื่อความสะดวกสบาย ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ และมีความปลอดภัย

8. การขนส่ง

• การใช้งานของ IoT ขยายไปทุกด้านของระบบการขนส่ง เช่น ยานพาหนะ โครงสร้างพื้นฐาน คนขับรถ หรือผู้ใช้งาน
• การทำงานร่วมกันแบบพลวัตระหว่างองค์ประกอบเหล่านี้ ช่วยในการสื่อสาร ภายในและระหว่างยานพาหนะ การควบคุมการจราจรแบบสมาร์ท ที่จอดรถสมาร์ท ระบบเก็บค่าผ่านทางอิเล็กทรอนิกส์ การขนส่งและการจัดการยานพาหนะ การควบคุมรถ ความปลอดภัย รวมถึงการให้ความช่วยเหลือบนท้องถนน

9. การใช้กับสิ่งที่มีขนาดใหญ่

• มีการวางแผน หรือมีการใช้งานของ IoT ต่อสิ่งที่มีขนาดใหญ่อย่างต่อเนื่อง เพื่อการจัดการที่ดีของเมืองและระบบ
• ยกตัวอย่างเช่น เมือง Songdo ในเกาหลีใต้ เป็นเมืองแรกที่เป็นเมืองสมาร์ทและมีอุปกรณ์ครบครัน เกือบทุกอย่างในเมืองนี้มีการวางสายเชื่อมต่อ มีกระแสของข้อมูลที่ได้รับการตรวจสอบและวิเคราะห์โดยเครื่องคอมพิวเตอร์ ที่มีการแทรกแซงจากมนุษย์น้อยมากหรือแทบจะไม่มีเลย

คำวิจารณ์และข้อถกเถียง

• ในขณะที่เทคโนโลยี อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ เป็นขั้นตอนเพื่อโลกที่ดีกว่า นักวิชาการและผู้สังเกตการณ์ทางสังคมหลายคน มีข้อสงสัยเกี่ยวกับการปฏิวัติคอมพิวเตอร์นี้ คือ
  • ความเป็นส่วนตัว ความเป็นอิสระ และการควบคุม (Privacy, autonomy and control)
  • การรักษาความปลอดภัย (Security)
  • การออกแบบ (Design)
  • ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม (Environmental impact)

ความเป็นส่วนตัว ความเป็นอิสระ และการควบคุม

• The American Civil Liberties Union (ACLU) แสดงความกังวลเกี่ยวกับความสามารถของ IoT ที่กัดกร่อนการควบคุมชีวิตของประชาชน โดยสหภาพเขียนว่า "ไม่มีทางที่จะคาดการณ์ได้ว่า อำนาจอันยิ่งใหญ่ (ที่สะสมอยู่ในมือของบริษัท ที่มองหาประโยชน์ทางการเงิน และรัฐบาลที่อยากควบคุมเรามากกว่าที่เคยเป็น) จะใช้โอกาสของข้อมูลขนาดใหญ่และอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ ในการควบคุมชีวิตของพวกเรา ให้โปร่งใสมากขึ้น ในขณะที่บริษัทและองค์กรของรัฐบาล เป็นที่ทึบแสงสำหรับพวกเรามากกว่าเดิม "

การรักษาความปลอดภัย

• ความกังวลที่อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ ได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยไม่ได้พิจารณาความเหมาะสม ในเรื่องการรักษาความปลอดภัยอย่างลึกซึ้ง อาจมีความจำเป็นในการเปลี่ยนแปลงกฎระเบียบขึ้นมาใหม่
• ตามที่ BI (Business Insider) ทำการสำรวจในช่วงไตรมาสสุดท้ายของปี ค.ศ. 2014 มี 39% ของผู้ตอบแบบสอบถามกล่าวว่า การรักษาความปลอดภัย เป็นความกังวลที่ใหญ่ที่สุด ในการใช้เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ

การออกแบบ

• ธรรมชาติของการพัฒนาการออกแบบ และการจัดการของอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ เพื่อการใช้งานอย่างยั่งยืนและความปลอดภัย ต้องออกแบบโดยใช้ "การขยายขีดความสามารถแบบอนาธิปไตย (anarchic scalability)"
• การประยุกต์ใช้แนวคิดของการขยายขีดความสามารถแบบอนาธิปไตย ทำให้ขยายตัวไปใช้กับระบบทางกายภาพ (การควบคุมวัตถุที่แท้จริงของโลก) โดยอาศัยระบบที่ออกแบบ เพื่อการจัดการความไม่แน่นอนในอนาคต

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยต่างๆ ประกอบไปด้วยความหลากหลายของโลหะหนัก โลหะหายาก และสารเคมีสังเคราะห์ที่เป็นพิษสูง ทำให้เป็นการยากมาก ที่จะนำกลับมาใช้ใหม่
• มีสาเหตุมาจากแนวคิดของ IoT ในการเพิ่มอิเล็กโทรนิคไปยังอุปกรณ์พื้นฐาน (เช่น สวิตช์ไฟธรรมดา ๆ) รวมถึงการเปลี่ยนชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งมักจะเกิดจากเทคโนโลยีที่ล้าสมัย มากกว่าความล้มเหลวที่เกิดขึ้นจริงจากการใช้งาน

สรุป

• อินเตอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ (Internet of Things: IoT) กลายเป็นหัวข้อของการสนทนา ทั้งในและนอกสถานที่ทำงาน
• แนวคิดนี้จะส่งผลกระทบต่อวิธีการที่เรามีชีวิตอยู่ และวิธีการที่เราทำงาน ในอนาคตอันใกล้นี้
• สำหรับตอนนี้ สิ่งที่ดีที่สุดที่เราสามารถทำได้คือ การมีความรู้เกี่ยวกับ IoT และศึกษาผลกระทบที่สามารถมองเห็นได้ ทั้งในวิธีการที่เราทำงาน และการดำรงชีวิต

***********************************