Намереваясь серьезно укрепить позиции туманных вычислений, IEEE определил стандарт, который призван стать официальной основой для обеспечения интероперабельности устройств, датчиков и мониторов, а также различных сервисов и их успешного взаимодействия друг с другом при обработке кажущихся безграничными потоков данных, поступающих из систем Интернета вещей, 5G и искусственного интеллекта.

Стандарт IEEE 1934 разрабатывался на протяжении последних двух лет организацией OpenFog Consortium, в работе которой принимают участие представители компаний ARM, Cisco, Dell, Intel, Microsoft и Принстонского университета.

Определение туманных вычислений

Стандарт IEEE 1934 определяет туманные вычисления (fog computing) как «горизонтальную архитектуру системного уровня, которая распределяет ресурсы и сервисы для организации вычислений, хранения, управления и выполнения сетевых функций в сплошной среде, объединяющей облако с подключенными к сети устройствами. Она поддерживает отраслевые вертикали и предметные области, позволяя размещать сервисы и приложения ближе к источникам данных и простирается от устройств через оконечные узлы сети к облаку с использованием нескольких протокольных уровней».

«Теперь у нас есть поддерживаемая отраслью программа, которая будет стимулировать создание новых приложений и бизнес-моделей, использующих туманные вычисления», – отметил председатель OpenFog Consortium и старший директор Cisco Элдер Антунеш.

«Широта и масштабы Интернета вещей, сетей 5G и приложений искусственного интеллекта требуют взаимодействия на самых разных уровнях – аппаратном и программном, на границах сети и в облаке с использованием стандартов и протоколов, обеспечивающих взаимодействие всех наших 'вещей', – указывается на сайте OpenFog. – Существующая инфраструктура просто не может справиться с объемами данных и скоростью работы устройств Интернета вещей и не отвечает требованиям, предъявляемым к времени отклика при выполнении различных сценариев функционирования экстренных служб или автономных автомобилей. Приближая облако к границам сети, туманные технологии позволяют выполнять чувствительные к задержкам вычисления по соседству с генерирующими данные датчиками, что повышает пропускную способность сети и создает условия для появления более функциональных и эффективных решений Интернета вещей. Туманные вычисления придают бизнесу дополнительную гибкость за счет более быстрого и глубокого анализа, укрепления безопасности и снижения операционных затрат».

В преддверии международной промышленной выставки «Иннопром-2018» и в рамках перекрестного года России и Японии представители Mitsubishi Electric рассказали об основных аспектах стратегии «Общество 5.0» и возможности использования ее инициатив в процессе реализации программы «Цифровая экономика Российской Федерации».

«Общество 5.0» – национальная стратегия обеспечения долгосрочной конкурентоспособности Японии, которая предусматривает формирование новой модели роста, учитывает решение социальных проблем и способствует достижению целей устойчивого развития страны. Движущей силой ее реализации являются технологии, обеспечивающие интеграцию физического и киберпространства, обработку с помощью приложений искусственного интеллекта огромных массивов данных, формирование на основе полученных результатов инновационных решений, в том числе с использованием средств дополненной реальности.

Об этом же представители Mitsubishi Electric говорили и год назад (см. «Общество 5.0: Mitsubishi Electric предлагает свои решения для России», «Журнал сетевых решений/LAN», 02 июля 2017). Теперь они вновь вернулись к данной теме, так как считают, что японская национальная стратегия и технологии Mitsubishi Electric способны помочь решению задач развития и нашей страны, определенных на шестилетний период в майском указе президента РФ, в том числе, в таких областях, как повышение темпов технологического развития Российской Федерации, ускоренное внедрение цифровых технологий в экономике и социальной сфере и ряде других.

В самой концепции «Общество 5.0» за прошедший год изменений не произошло, подчеркнул Уэмура Норицугу, старший генеральный менеджер департамента внешних и правительственных связей Mitsubishi Electric. Он отметил конкретизацию используемых для ее реализации решений, в том числе в рамках программы «Интегрированные отрасли», включая тестирование технологических разработок в промышленности и сельском хозяйстве, автономном вождении, интеллектуальных городах, «умном» и интегрированном строительстве.

В качестве эффективных инструментов цифровой трансформации промышленных компаний, призванных содействовать развитию стратегии «Общество 5.0», в Mitsubishi Electric рассматривают платформу e-F@ctory, а также консорциум EdgeCross. Основная цель консорциума, в состав которого входят 150 организаций, включая Mitsubishi Electric, Omron, Advantech, NEC, IBM Japan, Oracle Corporation Japan, – усиление взаимодействия ИТ-компаний и поставщиков производственного оборудования, работающих на разных уровнях промышленных компаний.

Разработанная в Mitsubishi Electric платформа e-F@ctory объединяет заводское оборудование и бизнес-процессы, обеспечивает вертикальную интеграцию систем автоматизации производственных процессов и ИТ-комплексов, формирует непрерывный поток информации, охватывающий все уровни производственных предприятий – от цехов до их администрации, утверждают в Mitsubishi Electric.

К основным компонентам трехуровневой платформы относятся технологии распределенной обработки данных, а также периферийных вычислений (edge computing), которые, в том числе, предоставляют возможность осуществлять предварительную обработку значений параметров, характеризующих состояние технологического оборудования, в непосредственной близости от их источников. Это, считают в Mitsubishi Electric, не только обеспечивает адекватные времена реагирования на возникающие ситуации, но и значительно сокращает объем трафика в сетях предприятий и снижает связанные с ним затраты.

Физический уровень e-F@ctory выполняет базовые функции управления производством, осуществляет сбор данных о производственных процессах и техническом обслуживании, определяет возникновение нештатных ситуаций.

Решения edge computing поддерживаются локальной платформой управления, обеспечивающей фильтрацию и предварительную обработку данных физического уровня. Для этого применяются контроллеры C Controller, способные исполнять программы на Си-подобном языке. Микропроцессорные модули MES Interface направляют результаты обработки в центральную базу данных.

Верхний уровень, поддерживаемый ИТ-системами предприятий, объединяет приложения анализа данных, комплексы управления корпоративным бизнесом и производственного контроля. Предусмотрена возможность взаимодействия платформы e-F@ctory с различными типами облачных сервисов.

Решения e-F@ctory, согласно опубликованным данным, уже применялись в нашей стране, в том числе, на российских водоканалах.

Сергей Юрков, генеральный менеджер подразделения стратегического развития ООО «Мицубиси Электрик (РУС)», относит к важнейшим направлениям бизнеса корпорации Mitsubishi Electric в нашей стране продвижение платформы e-F@ctory и технологий распределенной обработки данных для цифровой трансформации российских производственных предприятий.

Внедрение e-F@ctory, отметил он, способствует росту спроса на современные технологии, повышает уровень знаний и квалификацию российских специалистов, устанавливает долгосрочные отношения с потребителями.

«Технологии Mitsubishi Electric и активное участие корпорации в государственных инициативах по расширению сотрудничества между нашими странами призваны способствовать раскрытию потенциала экономического роста и социального развития России», — считает Норицугу.

В современных домах часто устанавливаются электрические розетки с дуговой защитой. Они прерывают подачу энергии при обнаружении искры. Но, как выяснили исследователи с машиностроительного факультета Массачусетского технологического института, в таких розетках используются простые микропроцессоры, определяющие появление искры по заранее заданному алгоритму, и в результате отключение может происходить и при безвредных искровых разрядах, вызванных подключением к розетке обычной домашней бытовой техники.

Исследователи решили сконструировать более умную розетку. Они взяли дешевый микрокомпьютер Raspberry Pi Model 3 и подключили к нему через обычную внешнюю звуковую карту индуктивный токоизмеритель, считывающий колебания тока в розетке. В компьютере работает нейронная сеть, обученная распознаванию вида колебаний, и определяющая, представляют ли они опасность. По виду колебаний сеть научилась также отличать подключение различных приборов (например, вентилятора или компьютера). Точность системы оказалась даже чуть выше, чем у стандартных детекторов дуговой защиты, а по времени срабатывания она не уступала им.

Глава «Лаборатории Касперского» Евгений Касперский заявил о необходимости государственного регулирования технологий Интернета вещей, передает «Интерфакс». По его словам, чем меньше компания тратит на безопасность, тем быстрее она выходит на рынок и тем дешевле будут ее устройства. Однако с этим надо бороться, и выход один — государственное регулирование. По мнению Касперского, государство должно назвать стандарты, по которым следует продавать продукты Интернета вещей.

Ранее на этой неделе технический комитет «Кибер-физические системы» представил проект международного стандарта в области Промышленного интернета. В июле 2018 года документ направят в Международную организацию по стандартизации для голосования. Разработку соответствующего международному документу национального стандарта планируется осуществить в 2018-2020 годах.

Также в РФ был подготовлен и принят закон о критической информационной инфраструктуре, который вступил в силу в начале 2018 года. Закон предусматривает подключение объектов критеческой информационной инфраструктуры к Государственной системе обнаружения, предупреждения и ликвидации последствий компьютерных атак (ГосСОПКА).

Атаки на Интернет вещей уже стали реальностью, отмечают аналитики Gartner. По данным опроса, проведенного недавно фирмой CEB/Gartner, почти 20% компаний за последние три года столкнулись по крайней мере с одной атакой через устройства Интернета вещей. Это ведет к повышению спроса на средства безопасности систем Интернета вещей. В 2017 году объем продаж таких средств в мире составил 1,2 млрд долл., а в 2018 году вырастет до 1,5 млрд долл., полагают аналитики.

При внедрении решений в области Интернета вещей компании зачастую не могут контролировать ни происхождение, ни работу программ и оборудования интеллектуальных подключенных к сети устройств. Поэтому им нужны инструменты и услуги, помогающие обнаружению и управлению ресурсами, оценке безопасности программ и оборудования и испытаниям на возможность проникновения. Это является одним из основных факторов роста рынка.

Спрос, однако, снижается из-за недостаточно высокого приоритета реализации в проектах Интернета вещей современных технологий безопасности, отмечают аналитики. В большинстве случаев их планирование, развертывание и эксплуатация осуществляется бизнес-отделами компаний, с небольшим участием ИТ-службы. Стандарты безопасности для Интернета вещей только начинают разрабатываться. Между тем, автоматизация промышленных процессов с помощью интеллектуальных устройств уже становится одним из факторов безопасности предприятий энергетической, нефтегазовой, транспортной и производственной отраслей.

К 2020 году стандарты сотовой связи поколения 5G будут применяться широко, и количество абонентов начнет быстро расти, говорится в очередном опубликованном компанией Ericsson докладе Ericsson Mobility Report. К 2023 году оно дойдет до миллиарда, что составит примерно 12% от общего числа подписок на услуги мобильной связи в мире. Число подключений к Интернету вещей в мире к 2023 году достигнет 3,5 млрд. Объем передачи данных по сотовым сетям с 2017-го по 2023 год вырастет в восемь раз, полагают авторы доклада. Сети 5G, как считают в Ericsson, будут широко использоваться и для стационарного беспроводного доступа к Интернету.

Однако опросы потребителей показывают, что сейчас даже в странах с развитыми сетями 4G скорость работы сетей их не устраивает. Провайдеры должны решить эту проблему, а для этого нужно, прежде всего, добиться правильного распределения диапазонов частот связи. Ключевой технологией здесь, по мнению специалистов Ericsson, является сегментирование, или «нарезка» сети — один из видов виртуализации, позволяющий нескольким логическим сетям работать на одной физической сети.

В последнее время исследователи экспериментируют с использованием идентификационных радиометок в качестве химических датчиков, модифицируя их антенну таким образом, чтобы в присутствии некоторого вещества менялись ее электрические свойства. Больших успехов в этом добиться не удалось, поскольку отраженные сигналы отрицательно влияют на точность такого датчика.

Специалисты МТИ предложили другой подход, основанный на модификации чипа RFID-метки. Их метка может переключать режим работы между пассивным, когда энергия для отклика поступает от ридера, и активным, когда для трансляции используется собственный источник. Исследователи создали датчик глюкозы, снабдив метку электродами, заполненными глюкозооксидазой, играющей роль электролита. Когда он взаимодействует с глюкозой, вырабатывается ток, заставляющий чип перейти в активный режим работы. При этом датчик передает иной сигнал, чем в пассивном режиме, и уровень глюкозы определяется по длительности пребывания чипа в активном режиме.

Далее исследователи планируют создать действующие по аналогичному принципу RFID-датчики угарного газа и других веществ. По словам ученых, со временем можно будет легко устанавливать тысячи таких меток на объектах, где нужно следить за бойлерами, газовыми баллонами, трубами и т. д.

Компании Nikon, Scenera, Sony Semiconductor Solutions Corporation, Foxconn и Wistron заключили соглашение об образовании альянса для создания экосистемы интеллектуальных камер следующего поколения. Альянс получил название Alliance of Intelligent Camera Ecosystem (NICE).

В отличие, например, от экосистемы Android, производители камер не могут предложить пользователям единый интерфейс и возможности обработки информации. Альянс NICE попытается создать подобную экосистему на основе облачных технологий анализа данных с помощью искусственного интеллекта. Спецификация NICE позволит индексировать, анализировать и хранить в облаке все виды данных, регистрируемых камерами: видео, фото, звук и метаданные.

Стандартный программный интерфейс для облачного анализа данных даст возможность, например, засечь разбитое окно в доме и определить, было ли оно разбито случайным попаданием мяча или же в поле зрения камеры в это время находился незнакомый (судя по сравнению его лица с лицами, занесенными в облачную базу данных) человек. В спецификации будут определены способы взаимодействия камер с другими устройствами — микрофонами, сигнализацией — методы классификации видео и многие другие возможности.

ПАО «ВымпелКом» (бренд «Билайн») создало открытую тестовую площадку для разработчиков решений Интернета вещей на сети нового стандарта NB-IoT. Этот стандарт позволяет обслуживать до 10 тыс. устройств в зоне действия одной базовой станции. Технология функционирует на базе сети LTE и рассчитана на низкоскоростной сбор телеметрических данных с датчиков (средняя скорость передачи данных составляет около 20-30 Кбит/с), рассказали в компании. Ее ключевые преимущества – сниженное энергопотребление, увеличенная зона обслуживания и проникающая способность.

Пилотирование решений на территории «Умного квартала» планируется совместно с профильными организациями — участницами проекта. Тестирования доступны компаниям, предлагающим интеллектуальные решения в социальной сфере, ЖКХ, а также в системе экомониторинга. Технология NB-IoT позволяет создать автономный необслуживаемый датчик для решения ряда специфических задач городской, коммунальной и промышленной инфраструктуры, требующих энергонезависимой сети сенсоров, например, в части контроля состояния дорог, мониторинга конструкций высотных зданий, точечного сбора статистики загрязненности воздуха в городской среде, сбора данных с приборов учета.

Для работы в тестовой зоне партнер должен получить специальные сим-карты для подключения к закрытой сети и инструкции по методике тестирования. Работа в пилотной сети будет бесплатной до конца 2018 года.