Essay: het-internet-der-dingen-wanneer-de-fysieke-en-de-virtuele-wereld-samenkomen

13
Het ‘Internet der dingenWanneer de fysieke en de virtuele wereld samenkomen Rob Rapmund en Arjan Geurts Versie 1.2 November 2011 SURFnet/Kennisnet Innovatieprogramma

Transcript of Essay: het-internet-der-dingen-wanneer-de-fysieke-en-de-virtuele-wereld-samenkomen

Page 1: Essay: het-internet-der-dingen-wanneer-de-fysieke-en-de-virtuele-wereld-samenkomen

Het ‘Internet der dingen’ Wanneer de fysieke en de virtuele wereld samenkomen

Rob Rapmund en Arjan Geurts

Versie 1.2

November 2011

SURFnet/Kennisnet Innovatieprogramma

Page 2: Essay: het-internet-der-dingen-wanneer-de-fysieke-en-de-virtuele-wereld-samenkomen

2

Het SURFnet/ Kennisnet Innovatieprogramma wordt financieel mogelijk gemaakt door het Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap.

Tenzij anders aangegeven geldt voor deze publicatie de Creative Commons Licentie “Attribution-NonCommercial 3.0 Unported”. Meer informatie over deze licentie is te vinden op http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/

Page 3: Essay: het-internet-der-dingen-wanneer-de-fysieke-en-de-virtuele-wereld-samenkomen

3

Inhoudsopgave

Inhoudsopgave .................................................................................................................................3 Inleiding ............................................................................................................................................4 Het „Internet der dingen‟ ...................................................................................................................5 Een aantal mooie voorbeelden .........................................................................................................6

Android@home .............................................................................................................................6 Domotica .......................................................................................................................................6 Pachube ........................................................................................................................................7 Verkeer in Stockholm ....................................................................................................................7

Achterliggende technologie ..............................................................................................................8 Internet ..........................................................................................................................................8 Ipv6 ...............................................................................................................................................8

Mesh networks ..............................................................................................................................8 RFID ..............................................................................................................................................9

Semantisch web ............................................................................................................................9 User interfaces ..............................................................................................................................9

Uitdagingen .................................................................................................................................... 11 Privacy .................................................................................................................................... 11 Infrastructuur .......................................................................................................................... 11

Tot slot ........................................................................................................................................... 12

Verder lezen .................................................................................................................................. 13 Websites .................................................................................................................................... 13 Technology Scouts..................................................................................................................... 13

Page 4: Essay: het-internet-der-dingen-wanneer-de-fysieke-en-de-virtuele-wereld-samenkomen

4

Inleiding

Het „Internet der dingen‟ is een grote belofte. Al jarenlang. Na al die jaren staat de koffie nog

steeds niet klaar als je thuiskomt uit je werk, heeft de koelkast nog steeds niet in de gaten dat de

melk op is en wordt je urine niet automatisch gecontroleerd om je gezondheid in de gaten te

houden.

De laatste jaren zijn er echter veel ontwikkelingen. Steeds vaker en

steeds dichter komen de fysieke en virtuele wereld bij elkaar. Op dit

moment zit in ieders portemonnee minimaal één pas met RFID-chip.

Voor € 20,-- kun je een Nike+ kopen, zodat je na afloop van het

hardlopen je resultaten kunt delen met de rest van de wereld.

Wanneer je incheckt in het hotel „Citizen M‟ worden de

kamertemperatuur, de gordijnen, de muziek en de verlichting

automatisch aangepast aan jouw persoonlijke voorkeur. RFID-chips in

boeken maken het beheer van boeken in de bibliotheek steeds

eenvoudiger.

Op basis van mobiele telefoons weet TomTom waar de files staan en

geeft hij advies over de snelste route. De wekker op je iPhone meet

de bewegingen tijdens je slaap en maakt je op het juiste moment wakker.

Dit is nog maar het begin. Er zijn nog veel meer

toepassingen te bedenken. Nu moet je bij de

Albert Heijn zelf nog je producten scannen.

Wanneer komt het moment dat je alles in je tas

stopt, de deur uit loopt en het bedrag

automatisch van je rekening wordt

afgeschreven? Hoe lang duurt het nog voordat

het klaslokaal automatisch wordt aangepast aan

de wensen van de docent en de leerlingen?

Met de komst van het internet is een

infrastructuur ontstaan waarmee het mogelijk is om goedkoop data uit te wisselen. Nu ook de

prijzen van andere technologie (denk hierbij aan sensoren en RFID) zijn gedaald, zijn alle

factoren aanwezig om de ontwikkeling en acceptatie van nieuwe toepassingen de komende jaren

een vlucht te laten nemen.

Bij het uitvinden van de elektriciteit, aan het eind van de 19e eeuw,

werd gesproken over „elektrisch licht‟, toen verstrekkende

mogelijkheden van elektriciteit nog niet gezien werden. Op dezelfde

manier is het niet mogelijk om op dit moment een volledige inschatting

te maken van wat het ontstaan van het „Internet der dingen‟ precies

betekent op lange termijn. De historie van technologische

veranderingen laat ons zien dat de ontwikkeling meestal langzamer

gaat dan verwacht, maar de impact in de regel groter is.

Page 5: Essay: het-internet-der-dingen-wanneer-de-fysieke-en-de-virtuele-wereld-samenkomen

5

Het ‘Internet der dingen’

De term het „Internet der dingen‟ is ontstaan in 1999. Kevin Ashton, manager bij Procter &

Gamble introduceerde de term toen hij zei: "Adding radio-frequency identification and other

sensors to everyday objects will create an Internet of Things, and lay the foundations of a new

age of machine perception."

Sinds die tijd zijn er veel verschillende definities gegeven aan het „Internet der dingen‟, Wikipedia

geeft hier een goed overzicht van1.

Waneer wij spreken over het „Internet der dingen‟ gebruiken we de definitie die het EU-project

CASAGRAS ('Coordination and support action for global RFID related activities and

standardization) 2 gebruikt:

A global network infrastructure, linking physical and virtual objects through the exploitation of data

capture and communication capabilities. This infrastructure includes existing and evolving

Internet and network developments. It will offer specific object-identification, sensor and

connection capability as the basis for the development of independent federated services and

applications. These will be characterized by a high degree of autonomous data capture, event

transfer, network connectivity and interoperability.

De mogelijkheden die ontstaan wanneer fysieke

objecten en de virtuele wereld samenkomen. Dat

is de kern van het „Internet der dingen‟.

Wereldwijd is dit volop in ontwikkeling, in Europa,

China en Japan zijn budgetten van 1 miljard euro

beschikbaar om de ontwikkeling te stimuleren.

Amerika kent geen dergelijke innovatiebudgetten,

maar investeert met name vanuit defensie in de

ontwikkeling en toepassing van nieuwe

technologieën.

In dit essay verkennen we het „Internet der dingen‟ en de invloed die dit mogelijkerwijs kan

hebben op het onderwijs. Hierbij ligt de nadruk op de nieuwe mogelijkheden die er ontstaan. De

„market pull‟-factor hebben we even buiten beschouwing gelaten. Het „Internet der dingen‟ is

immers een basistechnologie. Dit staat wat verder af van de toepassingen waarin gebruikers

geïnteresseerd zijn. Je koopt geen 'Internet der dingen‟. Je koopt een televisie die, als hij gaat

spelen, automatisch je lampen zachter zet. Je koopt een fitnessapparaat dat automatisch de

resultaten op internet plaatst.

1 http://en.wikipedia.org/wiki/Web_of_Things

2 http://ec.europa.eu/information_society/policy/rfid/documents/iotprague2009.pdf

Page 6: Essay: het-internet-der-dingen-wanneer-de-fysieke-en-de-virtuele-wereld-samenkomen

6

Een aantal mooie voorbeelden

Aan de ene kant staat het „Internet der dingen‟

nog ver van ons af. Het zijn combinaties van

technologieën die nog zo nieuw zijn, dat veel

combinaties nog gemaakt moeten worden.

Aan de andere kant zijn er talloze

toepassingen ontwikkeld en ontstaan er elke

dag weer nieuwe mogelijkheden. Een aantal

voorbeelden willen we er uit lichten.

Android@home

Tijdens de Google IO, de jaarlijkse conferentie waar

duizenden ontwikkelaars bij elkaar komen om te kijken met

welke innovaties Google presenteert, heeft Google de nieuwe

versie van Android, het besturingssysteem voor smartphones

en tablets getoond3. Een van de features die zij lieten zien,

was Android @home, een technologie waarmee het mogelijk

is om je smartphone te koppelen aan andere apparaten. Er

werden een aantal demonstraties gegeven, waarbij er een

koppeling was gemaakt met verlichting. Er komen lampen te

koop waar een wifi is ingebouwd, zodat je ze kan bedienen

met je telefoon. Een andere toonde de koppeling met een fitnessapparaat. Leg je mobiel op de

hometrainer en jouw trainingsprogramma wordt automatisch gestart. Als je klaar bent met de

training worden de resultaten opgeslagen op je telefoon en, afhankelijk van de instellingen,

geplaatst op je Facebookaccount.

Domotica

Met Android@home mengt Google zich in

het veld van domotica, elektrische

toepassingen in de woonomgeving.

Belangrijke spelers op dit moment hierin zijn

Insteon, Zigbee en ZWave4. Stel je voor dat

alle elektrische apparaten in je huis een

netwerk vormen, dat mogelijk maakt om de

apparaten zowel binnen als buiten het huis te

bedienen. Er is speciale apparatuur te koop

die hiervoor geschikt is, maar door middel van speciale stopcontacten is het ook mogelijk om

bijvoorbeeld „oude verlichting‟ draadloos te bedienen. Overigens gaat het veel verder dan

verlichting, denk ook aan zonneschermen, alarminstallaties en zelfs sprinklersystemen.

3 http://www.engadget.com/2011/05/10/google-announces-android-at-home-framework/

4 http://www.z-wave.com/modules/ZwaveStart/

Page 7: Essay: het-internet-der-dingen-wanneer-de-fysieke-en-de-virtuele-wereld-samenkomen

7

Pachube

Pachube is een dienst die het mogelijk maakt om openbare informatie

van sensoren over de hele wereld toe te passen in je applicatie. De

site bevat een overzicht van duizenden databronnen waarvan de

gegevens openbaar zijn. Een voorbeeld is de temperatuur op

Amsterdam CS. Omdat deze informatie, en de historie hiervan,

openbaar is, kan dit gebruikt worden in toepassingen.

Verkeer in Stockholm

IBM heeft een grote pilot gehouden in Stockholm. Door de combinatie van gegevens over het

verkeer, het openbaar vervoer en het weer, is het mogelijk om op elk moment de meest efficiënte

manier te berekenen om van A naar B te komen. Burgers kunnen een SMS sturen om deze

informatie op te vragen. De resultaten zijn veelbelovend: Er is 20% minder verkeer in Stockholm

en de gemiddelde reistijd is met 50% gedaald.

Page 8: Essay: het-internet-der-dingen-wanneer-de-fysieke-en-de-virtuele-wereld-samenkomen

8

Achterliggende technologie

Het „Internet der dingen‟ is gebaseerd op een aantal technologieën. In de volgende paragrafen

willen we de belangrijkste technologieën kort bespreken.

Internet

Een netwerk van netwerken. Dankzij dit netwerk is het mogelijk om alle data die het „Internet der

dingen‟ nodig heeft uit te wisselen. Gestandaardiseerde protocollen van het internet, waarvan IP

en TCP de belangrijkste zijn, maken efficiënte en goedkope data-uitwisseling mogelijk.

Ipv6

Internet Protocol versie 6 (IPv6) is de opvolger van Internet Protocol

versie 4 (IPv4). Het is de tweede versie van het internetprotocol dat in

gebruik is genomen. Elke verbinding met het internet heeft zijn eigen

adres, maar door de groei van het internet zijn de adressen op dit

moment bijna allemaal in gebruik (4,3 miljard). Een oplossing hiervoor

is om meerdere computers achter één adres te plaatsen (NAT), maar

deze technologie heeft een aantal nadelen. Het is bijvoorbeeld lastig

om een „peer-to-peer‟-verbinding op te bouwen.

Met de ingebruikname van het IPv6 komen er veel meer adressen

beschikbaar (onbeperkt), waardoor het mogelijk wordt om alle objecten die met het internet

verbonden raken ook een IP-adres toe te wijzen.

Mesh networks

De meeste draadloze netwerken zijn opgebouwd als een netwerk waarbij er meerdere apparaten

worden gekoppeld aan één centraal punt. Denk bijvoorbeeld aan het koppelen van je computer

door middel van wifi. Deze technologie heeft echter een belangrijk nadeel: Het centrale punt is

essentieel voor het werken van het netwerk. Wanneer dit uitvalt, ligt heel het netwerk „plat‟.

Wanneer het netwerk uitgebreid moet worden, is het nodig om meer centrale punten toe te

voegen.

Onder andere door het Amerikaanse leger wordt er gewerkt aan het toepassen van een andere

manier van het opbouwen van netwerken, zogenaamde vermaasde netwerken. In deze

netwerken is elke computer verbonden met alle computers die binnen het bereik vallen. Dit

voorkomt dat het netwerk afhankelijk is van één centraal punt. Wanneer er een nieuw apparaat

aan de rand van het netwerk wordt toegevoegd, breidt het netwerk automatisch in omvang uit.

Page 9: Essay: het-internet-der-dingen-wanneer-de-fysieke-en-de-virtuele-wereld-samenkomen

9

RFID

Alle objecten van het „Internet der dingen‟ moeten natuurlijk wel uniek

identificeerbaar zijn, en dat is mogelijk dankzij Radio Frequency

Identification (RFID). Deze technologie speelt een sleutelrol in het

„Internet der dingen‟. Door middel van kleine en goedkope „tags‟, die

geen energievoorziening nodig hebben, is het mogelijk (op afstand) een

object te herkennen. RFID wordt inmiddels veel toegepast. De OV-

chipkaart maakt gebruikt van deze technologie en in de logistiek wordt

het gebruikt om goederen en de auto‟s waarin ze vervoerd worden te

kunnen traceren.

Semantisch web

Het laatste voorbeeld van de technologieën die het „Internet der dingen‟

mogelijk maken, is het semantisch web. Ooit bekend onder de naam

internet 2.0, inmiddels opgeschoven naar internet 3.0. Het semantisch

web draait om de betekenis die data heeft. Wanneer systemen in staat

zijn om de betekenis van informatie te doorgronden, is het mogelijk om

„slimmere‟ systemen te ontwikkelen. Wil je meer informatie over het

semantisch web, lees verder via de QR-code.

User interfaces

Daarnaast zijn er een aantal

technologische ontwikkelingen die

samenhangen met de opkomst van het

„Internet der dingen‟, met name rondom

de user interface. Voorbeelden hiervan

zijn nieuwe vormen van mens-computer-

interactie, waarbij de computer niet

langer zichtbaar is (ubiquitous

computing), of het gebruik van

zogenaamde „agents‟. Een agent is een

applicatie die in het belang van de gebruiker handelt, inzage heeft in de behoefte van de

gebruiker en kan informatie die beschikbaar is interpreteren om naar aanleiding hiervan actie te

ondernemen of advies te geven. De behoefte van de gebruiker wordt voor agents inzichtelijk

gemaakt aan de hand van informatie die aan hen beschikbaar wordt gesteld van bijvoorbeeld

RFID-tags, surfgedrag op het internet, inhoud van de agenda, interacties met objecten, et cetera

en die voorzien is van semantiek. Een agent is een zelflerend stuk software dat, doordat het

inzage heeft in het gedrag van de gebruiker, leert waar de gebruiker wanneer behoefte aan heeft

en zichzelf kan aanpassen of aangepast kan worden om zo goed mogelijk invulling te geven aan

de behoefte.

Page 10: Essay: het-internet-der-dingen-wanneer-de-fysieke-en-de-virtuele-wereld-samenkomen

10

Page 11: Essay: het-internet-der-dingen-wanneer-de-fysieke-en-de-virtuele-wereld-samenkomen

11

Uitdagingen

De belangrijkste obstakels in de toekomst van het „Internet der dingen‟ liggen op twee gebieden:

De infrastructuur en privacy.

Privacy

Over de precieze invulling van het begrip privacy zijn veel verschillende opvattingen, maar twee

aspecten spelen een belangrijke rol:

Zelf bepalen wie welke info over ons krijgt.

De wens onbespied en onbewaakt te leven.

Door het gebruik van toepassingen van het

‟Internet der dingen‟ worden beide aspecten

geraakt. Waar afgelopen jaren steeds meer en

meer informatie over het online gedrag van

mensen is verzameld en vastgelegd,

bijvoorbeeld door Google en Facebook, zal deze

informatie straks aangevuld worden met

informatie over ons gedrag in de offline-wereld.

De vraag is in welke mate we kunnen bepalen

welke informatie wordt vastgelegd en wie deze

informatie kan gebruiken en in hoeverre dat opweegt tegen het gebruiksgemak van nieuwe

toepassingen en diensten. Misschien is het geen prettig idee dat altijd bekend is waar je bent

(bijvoorbeeld aan de hand van je TomTom), maar als het uitzetten van deze dienst ook inhoudt

dat er geen actuele verkeersinformatie meer beschikbaar is, zullen veel mensen de functionaliteit

op vinden wegen tegen de verminderde privacy.

Infrastructuur

Wanneer talloze nieuwe apparaten data gaan versturen en

ontvangen, zal dit gevolgen hebben voor de infrastructuur.

Het is maar de vraag in welke mate de huidige infrastructuur

in staat is om deze data te verwerken.

Op dit moment zie je al dat de capaciteit voor mobiel

dataverkeer op sommige momenten zijn maximum bereikt.

Telecom-providers werken aan verbetering van het netwerk

en nieuwe abonnementen om dit ook betaalbaar te houden.

Aan de andere kant zal veel van de data die verzonden wordt

bestaan uit relatief „lichte‟ berichten, in tegenstelling tot

bijvoorbeeld videobeelden die veel dataverkeer met zich

meebrengen.

Page 12: Essay: het-internet-der-dingen-wanneer-de-fysieke-en-de-virtuele-wereld-samenkomen

12

Tot slot

Ontwikkelingen gaan vaak langzamer dan de voorspelling, en dat lijkt met het „Internet der

dingen‟ ook het geval. Toekomstbeelden bestaan al jaren, maar de realisatie en adoptie door

consumenten kosten meer tijd dan verwacht. De laatste jaren komt het echter in een

stroomversnelling. Praktische toepassingen worden betaalbaar. Ontwikkelingen in de techniek

maken nieuwe toepassingen mogelijk.

De voorgaande hoofdstukken geven een

beeld van de actuele ontwikkelingen en de

uitkomsten van de sessie die in september

met een aantal experts en medewerkers van

Kennisnet heeft plaatsgevonden. Het is

echter een verslag van een reiziger. Een

korte impressie van de avonturen die hij

heeft meegemaakt.

Ons advies: ga zelf op reis! Op vakantie gaan is toch ook veel leuker dan de Lonely Planet

lezen? Kennisnet neemt u graag mee.

Page 13: Essay: het-internet-der-dingen-wanneer-de-fysieke-en-de-virtuele-wereld-samenkomen

13

Verder lezen

De onderstaande bronnen vormen een startpunt op zoek naar meer informatie.

Websites

Presentatie van Alexander Klopping over de strijd tussen privacy en gemak

http://www.surfnet.nl/nl/nieuws/Pages/AlexanderKl%C3%B6ppingstrijdtussenprivacyengemak.as

px

The Economist, The internet of hype

http://www.economist.com/blogs/schumpeter/2010/12/internet_things

McKinsey Quartely - The Internet of Things

https://www.mckinseyquarterly.com/The_Internet_of_Things_2538

Voorbeelden

Beschrijving van de pilot van IMB in Stockholm

http://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/29903.wss

Ashley, een agent van TNO

http://www.tno.nl/content.cfm?context=overtno&content=nieuwsbericht&laag1=37&laag2=69&ite

m_id=2009-10-29%2011:49:09.0

Technology Scouts

Near Field Communication (rapport, PDF)

http://www.surfnetkennisnetproject.nl/resultaten/nfcopsmartphones

RFID (rapport, PDF)

http://www.surfnetkennisnetproject.nl/resultaten/rfidtechnologie

Mobiele authenticatie (factsheet, PDF)

http://www.surfnetkennisnetproject.nl/attachments/2343241/Mobiele_authenticatie_web.pdf

Augmented Reality (rapport, PDF)

http://www.surfnetkennisnetproject.nl/attachments/2343168/Augmented_Reality_web.pdf

Cloudcomputing (factsheet, PDF)

http://www.surfnetkennisnetproject.nl/attachments/2343207/Cloud_computing_web.pdf

Boeken

Christian van ‟t Hof, Floortje Daemen en Rinie van Est (Rathenau Instituut). Check in / Check uit

De digitalisering van de openbare ruimte.