Internet Of Things: come migliorerà la nostra vita e le nostre aziende

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1 Internet Of Things: come migliorerà la nostra vita e le nostre aziende Che cos è l internet degli oggetti intelligenti? Quali sono gli ambiti di applicazione? Come possono le aziende trarre vantaggio da questa evoluzione inarrestabile? Ricerca effettuata da: Osservatorio Internet of Things In collaborazione con:

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3 1. Premessa 4 2. Internet of Things: cadono le barriere tra mondo fisico e mondo digitale 5 3. Internet of Things in Italia e nel mondo 6 4. Presente e futuro delle tecnologie 9 «Internet of Things: come migliorerà la nostra vita e le nostre aziende» è pubblicato da Econocom. L editoriale Econocom è indipendente dall analisi del Politecnico di Milano. Tutti I diritti della ricerca sono del Politecnico di Milano. Tutto il materiale utilizzato è su permesso del Politecnico di Milano. L utilizzo o la pubblicazione della ricerca del Politecnico non indica che il Politecnico di Milano promuove le soluzioni e le strategie di Econocom. E vietata la riproduzione o la distribuzione di questa pubblicazione in qualsiasi formato senza previa autorizzazione. Le informazioni qui contenute sono state ottenute da fonti ritenute attendibili. Il Politecnico di Milano non fornisce alcuna garanzia sulla precisione, completezza o adeguatezza delle informazioni riportate in questo documento. Il Politecnico di Milano non avrà alcuna responsabilità per eventuali errori, omissioni o inadeguatezza nelle informazioni qui contenute o per libere interpretazioni sul tema. Le opinioni qui espresse possono essere soggette a modifiche senza preavviso. Sebbene la ricerca del Politecnico di Milano possa includere contenuti con implicazioni giuridiche, Il Politecnico di Milano non fornisce assistenza o servizi legali e questa ricerca non deve essere interpretata e utilizzata come tale. Per ulteriori informazioni inerenti l integrità e l indipendenza delle ricerche condotte dal Politecnico di Milano, consultare il sito web 3

4 1. PREMESSA L internet of things è un paradigma tecnologico affascinante che apre molte sfide per le aziende. Tuttavia, trattandosi di un fenomeno ancora in piena fase evolutiva, non si può prescindere da un approccio per gradi, che ha già caratterizzato altre innovazioni nel passato più o meno recente. L avvio di progetti pilota risulta essenziale per dimostrare sul campo come tali soluzioni tecnologiche possano consentire in settori e ambiti diversi di migliorare gli attuali prodotti, crearne di nuovi, migliorare la produttività, progettare nuovi modelli di business. Laurent Caparros, Country Manager Econocom Italia 4

5 1. Internet of Things: cadono le barriere tra mondo fisico e mondo digitale L espressione Internet of Things descrive un percorso (già avviato) nello sviluppo tecnologico in base al quale, attraverso la rete Internet, potenzialmente ogni oggetto della nostra esperienza quotidiana acquista una sua identità nel mondo digitale. L Internet of Things non è un paradigma compiuto e maturo: al contrario è un percorso di sviluppo che, partito dall identificazione tempo-discreta basata su tag RFId (Radio Frequency Identification), si è sviluppato fino a comprendere reti di sensori e attuatori che collegheranno in tempo reale il mondo fisico e il mondo digitale. In questo percorso, nuove tecnologie e nuovi paradigmi di rete lavoreranno insieme per offrire al mondo fisico quelle caratteristiche di accessibilità, interconnessione, in definitiva di intelligenza, che oggi sono un esclusiva dell esperienza digitale. fisico e/o l ambiente circostante (ad esempio temperatura, pressione, rumore, concentrazione inquinanti, accelerazione) e Metering, ovvero misura di variabili di flusso (ad esempio il consumo di energia elettrica, gas, acqua, calore); * Attuazione, ovvero la capacità di eseguire comandi impartiti da remoto tramite il controllo a distanza di attuatori o derivati dall elaborazione dei dati in loco (come ad esempio l apertura o la chiusura di un condotto). Funzionalità di elaborazione dati: * Elaborazione base, ovvero il trattamento del dato primitivo raccolto, ad esempio tramite filtraggio, correzione, aggregazione algebrica (somme, medie), conversione, crittografia; * Elaborazione avanzata, ovvero l estrazione di informazioni dal dato primitivo, ad esempio tramite analisi statistiche, inferenze, previsioni. In aggiunta a queste funzionalità, l oggetto intelligente deve possedere ovviamente una capacità di connessione (wired o wireless) per poter trasportare l informazione raccolta a livello locale verso applicazioni remote, creando così una Network of Things. Alla base dell Internet of Things vi sono gli oggetti intelligenti (smart objects). Un oggetto intelligente è contraddistinto dal possedere una o più funzionalità di self-awereness, interazione con l ambiente circostante ed elaborazione dati, oltre che dalla capacità di connettersi e comunicare le informazioni possedute, raccolte e/o elaborate L Internet of Things possiede un potenziale applicativo sterminato e inciderà progressivamente sul tessuto economico e sociale di ogni nazione. La velocità di diffusione nei diversi ambiti applicativi non sarà però omogenea, ma condizionata da fattori tecnologici e competitivi molto articolati La condizione necessaria per l affermarsi del paradigma IoT è rappresentata dalla crescita del livello di intelligenza che risiede negli oggetti. Questa intelligenza si struttura lungo tre direzioni. Funzionalità di self-awareness: * Identificazione, ovvero il possesso di un identificativo digitale univoco; si tratta di una funzionalità di base, presente in tutte le applicazioni Internet of Things; * Localizzazione, ovvero la capacità degli oggetti di conoscere la propria posizione. Ciò può avvenire in tempo (quasi) reale ( real time location ) oppure elaborando informazioni di tracciabilità raccolte nel processo produttivo o logistico ( tracing ); * Diagnosi stato, ovvero la capacità di monitorare parametri interni all oggetto, volti a comprenderne il corretto funzionamento e le necessità di assistenza. Funzionalità di interazione con l ambiente circostante: * Acquisizione dati, convenzionalmente distinta in Sensing, ovvero la misura di variabili di stato che descrivono il sistema L Internet of Things è un paradigma che non conosce, potenzialmente, confini applicativi: dall autovettura che dialoga con l infrastruttura stradale per prevenire incidenti, agli elettrodomestici di casa che si coordinano per ottimizzare l impegno di potenza; dagli impianti di produzione che scambiano dati con i manufatti per la gestione del loro ciclo di vita, ai semafori che si sincronizzano per creare un onda verde per il passaggio di un mezzo di soccorso; dai dispositivi medicali che si localizzano nel presidio di un pronto soccorso, agli sci che inviano informazioni sullo stato della neve o sulla severità di una caduta. Se è vero che tutti gli oggetti possono diventare intelligenti connettendosi alla rete e scambiando informazioni su di sé e sull ambiente circostante, è altrettanto vero che questo processo non avverrà in tutti gli ambiti con la stessa velocità: essa dipenderà dall esistenza di soluzioni tecnologiche consolidate, dagli equilibri competitivi in un determinato mercato e, in definitiva, dal bilancio tra il valore dell informazione e il costo di creazione della rete di oggetti intelligenti. 5

6 2. Internet of Things in Italia e nel mondo Tecnologia, business, valore: ancora una volta saranno questi tre elementi a far pendere l ago della bilancia tra Smart Present e Smart Future. L Internet of Things offre numerose opportunità in diversi settori e contesti Focalizzando, per semplicità, solo alcune delle funzionalità degli oggetti intelligenti e incrociandole con i settori di riferimento si ottengono i principali ambiti applicativi dell Internet of Things. Il quadro d insieme evidenzia che questi ambiti sono numerosi e, in molti casi, fortemente interconnessi. Riteniamo che proprio la disamina di queste sovrapposizioni e interconnessioni possa fornire una chiave di lettura utile per favorire lo sviluppo dell IoT: la presenza di una infrastruttura distribuita, costruita su architetture tecnologiche standard e aperte, può infatti agevolare lo sviluppo di ulteriori applicazioni, sfruttando economie di scopo e di scala. Le modalità di costruzione e governo di questa infrastruttura sono ancora tutte da definire: questa sarà una delle sfide che dovrà affrontare l Internet of Things nei prossimi anni per affermarsi. Il panorama delle applicazioni in Italia è decisamente variegato, ma vi sono alcuni ambiti applicativi già consolidati Abbiamo individuato e analizzato criticamente 340 applicazioni IoT esecutive, pilota o anche solo studi di fattibilità tecnicoeconomica avviate da imprese e pubbliche amministrazioni in Italia e all estero. È emerso con chiarezza che vi sono diversi gradi di maturità: gli ambiti applicativi più consolidati, quelli sperimentali e quelli ancora embrionali (si veda Figura 2). Tra gli ambiti applicativi più consolidati in Italia troviamo alcune soluzioni semplici, con oggetti dotati di una sola funzione specifica e che rispecchiano solo marginalmente le caratteristiche di apertura e raggiungibilità che caratterizzano l Internet of Things: l antintrusione e la videosorveglianza (Smart Home & Building, Smart City & Smart Environment), la gestione delle flotte aziendali (Smart Logistics), la tracciabilità di oggetti di valore, come ad esempio apparecchiature elettrobiomedicali, e la manutenzione di dispositivi e impianti (Smart Asset Management), il monitoraggio del traffico cittadino tramite telecamere o spire conduttive e la localizzazione dei mezzi utilizzati per il trasporto pubblico (Smart City & Smart Environment). Al gruppo degli ambiti consolidati appartengono però anche soluzioni già più vicine al paradigma Internet of Things, caratterizzate da una maggiore raggiungibilità degli oggetti e, in alcuni casi, dalla presenza di funzionalità di elaborazione dati in locale: i contatori intelligenti per la misura dei consumi elettrici (Smart Metering elettrico), le soluzioni domotiche per l energy management, la sicurezza delle persone e la gestione di scenari ambientali (Smart Home & Building), i servizi di infomobilità e i box GPS per la localizzazione dei veicoli privati e la registrazione dei parametri di guida (Smart Car). Figura 2 Smart Grid L Internet of Things in Italia - una visione d insieme 3 La diffusione è misurata in termini relativi, ovvero rispetto al numero totale di oggetti che, in ciascun ambito, potrebbero diventare smart. Ad esempio, la diffusione dello Smart Metering elettrico è alta in quanto pressoché la totalità del parco contatori installati è smart Grado di aderenza al paradigma IoT Alto Medio Basso Smart Factory Smart Home & Building Smart Ciry & Smart Environment Smart Car (reti di veicoli V2V e v21) Smart Agricolture Smart Logistics (Gestione supply chain) Smart Metering (non elettrico) Smart Ciry & Smart Environment (monitoraggio traffico, trasporto pubblico, illuminazione) Smart Home & Building ehealth Smart Asset Management Smart Car Smart Logistics (Trasporto merci) Smart Metering (elettrico) Telecontrollo riscaldamento Allarmi antintrusione, gestione accessi e videosorveglianza Embrionale Sperimentale Consolidato Diffusione3 Grado di maturità 6

7 Per tutti questi ambiti sono già presenti soluzioni sul mercato e riteniamo si debba lavorare lungo le direttrici di apertura e standardizzazione; inoltre, per quelle non ancora pienamente diffuse, sarà fondamentale la comprensione del valore generato e, in alcuni casi, la ridefinizione delle strategie di comunicazione con i potenziali utenti. La maggior parte delle applicazioni più evolute in ottica Internet of Things si trova però ancora a uno stadio embrionale o sperimentale Gli ambiti che abbiamo definito sperimentali presentano poche applicazioni esecutive e molti progetti pilota e sperimentazioni, avviati sotto spinte differenti. Le soluzioni basate su tecnologie RFId (Radio Frequency Identification) per la gestione della supply chain (Smart Logistics), pur rappresentando i primi passi del concetto di Internet of Things, stentano ancora a decollare: la principale difficoltà rimane la modalità di collaborazione tra i diversi attori della filiera, situazione aggravata in taluni casi da una ripartizione non omogenea di costi e benefici e dalla conseguente necessità di trovare un modello attrattivo per tutti. Qualche segnale incoraggiante si inizia a vedere con l avvio di alcuni progetti pilota di filiera, seppur su piccola scala, come ad esempio il progetto i.trace4 per la tracciabilità dei prodotti di elettronica di consumo ad alto valore dai centri di distribuzione italiani fino ai punti vendita. La situazione non è molto differente all estero, con alcune significative eccezioni (ad esempio l RFId-based Automotive Network5, un articolato programma progettuale che ha l obiettivo di sviluppare uno standard per l utilizzo della tecnologia RFId nel settore automobilistico in Germania). In ambito ehealth l interesse verso le soluzioni di telemonitoraggio dei pazienti nasce dalla volontà di ridurre il ricorso all ospedalizzazione, riducendo i costi e al contempo migliorando la qualità di vita e cura dei pazienti. Le tecnologie sono disponibili ma si riscontra una certa lentezza nel passare dai pilota ai progetti esecutivi. Riteniamo che in questo senso il ruolo del soggetto pubblico sia fondamentale, predisponendo fondi adeguati per sostenere gli investimenti e creando le condizioni per una innovazione radicale dei processi e delle competenze organizzative. Per quanto concerne lo Smart Metering non elettrico, infine, a fare da traino è la normativa (si veda la sezione Smart Energy & Gas Metering ). Vi sono infine numerosi ambiti applicativi, che abbiamo definito embrionali, in cui il valore delle soluzioni Internet of Things è stato solo immaginato a livello di concept: prevalgono quindi sperimentazioni di piccola scala volte a mettere a punto le soluzioni tecnologiche e/o gestionali in grado di dare concretezza al concept stesso. Tra queste applicazioni, quelle più avanzate sono quelle in ambito energetico (Smart Grid). In alcuni ambiti applicativi consolidati inizia a esserci una buona diffusione: a dicembre 2011 pressoché tutti i contatori elettrici installati in Italia erano smart. In aggiunta, erano 3,9 milioni gli oggetti interconnessi tramite rete cellulare, con una crescita di oltre il 10% rispetto al 2010 La rete più diffusa di oggetti connessi in Italia è certamente quella dei contatori elettrici, con oltre 34 milioni di Smart Meter installati che comunicano tramite onde convogliate, ovvero attraverso la modulazione del segnale elettrico con cui sono alimentati. Su questo fronte la copertura del territorio è ormai praticamente conclusa e la frontiera della ricerca si è spostata sull offerta di funzionalità aggiuntive, soprattutto nell ottica di sviluppo delle Smart Grid. In aggiunta, hanno sempre maggiore diffusione le soluzioni che sfruttano la comunicazione cellulare6: a fine 2011 erano circa 3,9 milioni gli oggetti interconnessi tramite SIM, con una crescita del 13% rispetto al Lo Smart Car è l ambito più rilevante, con un peso del 43% in termini di numero di oggetti connessi: ci attendiamo che questo valore sia destinato a crescere ulteriormente nel prossimo anno, sia per quanto riguarda le applicazioni di monitoraggio delle autovetture per finalità assicurative sia per quelle di infomobility. Seguono al secondo posto, con il 32%, lo Smart Metering e lo Smart Asset Management nelle Utility: vi è una netta prevalenza del settore elettrico per la trasmissione di dati di consumo da parte dei concentratori e delle cabine secondarie, mentre è ancora marginale il contributo delle altre Utility. È questo un fronte su cui crediamo vi sarà una forte crescita nei prossimi anni, sulla spinta delle regolamentazioni in ambito gas e calore. Al terzo posto, in termini di diffusione, si colloca lo Smart Home & Building, con una quota pari all 10%: le soluzioni più diffuse sono quelle relative ad antintrusione e videosorveglianza e, in seconda battuta, la gestione di impianti da remoto (ad esempio di riscaldamento e raffrescamento). È ancora limitata la diffusione di soluzioni che facciano ricorso a livello locale a tecnologie di comunicazione diverse da quella cellulare, come ad esempio le reti di sensori wireless (si veda la sezione Presente e futuro delle tecnologie ): questo è un terreno chiave su cui si giocherà la partita dell Internet of Things e su cui riteniamo che già dai prossimi anni si possano iniziare a registrare numeri interessanti, trainati inizialmente da applicazioni in ambito Smart City & Smart Environment e Smart Metering non elettrico. 7

8 Il soggetto pubblico ricopre un ruolo chiave nello sviluppo dell Internet of Things come regolatore, finanziatore e, non di rado, committente. In molti ambiti il soggetto pubblico gioca un ruolo essenziale come ente regolatore, imponendo l adozione di soluzioni ritenute di valore per il sistema paese: è quanto avvenuto per monitorare funzionamento e posizione delle gambling machine (Smart Asset Management), oppure in ambito Smart Metering gas e calore, introducendo l obbligo di contatori intelligenti per il telecontrollo e la telegestione. In altri casi il soggetto pubblico effettua a livello centrale nazionale o addirittura sovranazionale un azione di indirizzo delle iniziative attraverso lo stanziamento di fondi straordinari destinati a enti pubblici locali e aziende private: è quanto già si osserva in Europa per la riduzione dei consumi energetici e dell impatto ambientale (Smart Metering & Smart Grid, Smart Building), per la sostenibilità delle aree urbane (Smart City & Smart Environment), per la sicurezza stradale (Smart Car) e per il supporto agli anziani (Smart Home, ehealth). Infine, vi sono alcuni ambiti in cui il committente è direttamente il soggetto pubblico: è questo il caso di buona parte delle applicazioni di Smart City & Smart Environment (come ad esempio l illuminazione stradale o il monitoraggio del territorio per la prevenzione di incendi, frane, etc.) e di ehealth (ad esempio per la riduzione del ricorso all ospedalizzazione in strutture pubbliche, sostituendola ove opportuno con il telemonitoraggio di pazienti domiciliati). 8

9 3. Presente e futuro delle tecnologie L architettura di rete dell Internet of Things è articolata su 3 livelli: interfaccia con il mondo fisico, mediazione e centri di controllo Tag RFId (Radio Frequency Identification) e lettori, nodi sensore, gateway e centri di controllo sono solo alcuni degli elementi funzionali che vanno a costituire l Internet of Things. Questi dispositivi, che si differenziano per capacità elaborativa e sensoriale, dimensioni, costi e autonomia sono generalmente strutturati in un architettura di rete a tre livelli. Interfaccia con il mondo fisico: a questo primo livello un elevato numero di nodi (tag o unità sensoriali) interagisce con l ambiente fornendo un codice identificativo, acquisendo informazioni o comandando un attuatore. Questi nodi sono sprovvisti di alimentazione (tag passivi) o alimentati da batteria (unità sensoriali e attuatori) e sono generalmente caratterizzati da una ridotta capacità di elaborazione e memoria; essi sono inoltre dotati di meccanismi di comunicazione (wired o wireless) per comunicare con le unità del secondo livello. Il costo dipende dalle funzionalità offerte e può variare dai pochi centesimi di euro per tag RFId passivi fino ai euro per i nodi con capacità sensoriale e/o di attuazione; la vita operativa spazia da alcuni anni per i dispostivi alimentati a batteria (fortemente dipendente dal tipo di applicazione), fino a superare i dieci anni per i tag RFId passivi; Mediazione: le unità di secondo livello, di cui fanno parte i lettori di tag RFId e i gateway, hanno il compito di raccogliere le informazioni dai nodi di primo livello per veicolarle ai centri di controllo. Esse sono caratterizzate da una maggiore capacità di elaborazione e memoria, sono generalmente alimentate dalla rete di distribuzione fissa e hanno un costo che può variare molto, dai 50 euro di un nodo gateway ai euro di un reader RFId; Centro di controllo: le unità del terzo livello, di cui fanno parte i sistemi di acquisizione centrale e le sale operative, hanno il compito di ricevere le informazioni dalle unità di secondo livello per le successive fasi di memorizzazione, elaborazione e la messa in fruibilità dei dati. Il costo di queste unità può variare da a euro trattandosi di calcolatori di fascia medio-alta. L ecosistema che costituisce l Internet of Things è attualmente caratterizzato da soluzioni altamente eterogenee a livello di hardware, software e protocolli di comunicazione tra gli oggetti del mondo reale e il mondo digitale di Internet. Mentre per tag e lettori RFId l offerta tecnologica è consolidata, lo stesso non vale per le reti di sensori, in quanto i nodi sensore e i gateway non sono ancora caratterizzati da soluzioni standardizzate né in termini di hardware (Mica Motes, Sunspot, Jennic, etc.), né di software (Tiny OS, SOS, Mantis, Contiki, FreeRTOS, etc.), né di middleware (Tiny DB, GSN, DNS, SWORD, etc.). Diversamente, le unità del terzo livello godono di una maggiore maturità tecnologica che si appoggia ad architetture consolidate per server, interazione client-server e basi di dati. La mancanza di standardizzazione nelle unità dei primi due livelli ha portato al consolidarsi di un approccio ad-hoc, volto all ottimizzazione della singola applicazione (ad esempio sotto il profilo energetico) piuttosto che all astrazione dallo specifico problema applicativo a favore di uno sviluppo utile a una più ampia classe di applicazioni. Questa eterogeneità delle soluzioni è ancora più evidente, come mostrato dalla Ricerca, se si considerano i meccanismi di comunicazione tra i dispositivi, con soluzioni specifiche per il singolo ambito applicativo. Ad esempio, in ambito Smart Home & Building, la tecnologia usata per l interconnessione tra i dispositivi di livello 1 e livello 2 dipende dallo specifico scenario applicativo; troviamo quindi sia tecnologie radio (come ad esempio IEEE , ZWave, Bluetooth, UWB) sia tecnologie cablate (come ad esempio Power Line Communication). Similmente, in ambito Smart City & Smart Environment esiste una distinzione netta tra le tecnologie di comunicazione dell ultimo miglio e tecnologie di comunicazione per la creazione dell infrastruttura di backend: anche in questo caso, a seconda dello scenario applicativo, le tecnologie di ultimo miglio variano da ZigBee, Wireless M-BUS, WiFi e Bluetooth, mentre l infrastruttura di backend si appoggia generalmente alla tecnologia cellulare 2G, 2G+, 3G, Wireless Mesh o Power Line Communication. La mancanza di standard per i primi due livelli (HW, SW e comunicazione) ha dunque portato a soluzioni in cui l aspetto chiave dell interoperabilità è gestito solo a livello di dato, attraverso apparati e soluzioni con funzioni di gateway. Nella maggior parte dei progetti analizzati nel corso della Ricerca, le informazioni acquisite da unità appartenenti a reti differenti possono essere scambiate e condivise solo dopo essere state raccolte, eventualmente tradotte e infine rese disponibili dai rispettivi centri di controllo. Esiste quindi un confine abbastanza netto tra il mondo fisico degli oggetti e l Internet classica, costituito da apparati (o architetture) con funzionalità di traduzione e gestione della complessità delle reti fisiche. 9

10 In questo scenario, i diversi dispositivi dell Internet of Things arrivano raramente a condividere lo standard di comunicazione e il protocollo applicativo, non essendo quindi in grado di comunicare e cooperare direttamente. Un altro aspetto chiave della futura Internet of Things sarà comunque la standardizzazione dei protocolli di comunicazione e applicativi tra i dispositivi. Esempi lampanti (non unici) di questa evoluzione, di cui si trova evidenza nelle applicazioni analizzate, riguardano senza dubbio il lavoro della ZigBee Alliance, per la definizione e promozione dello standard ZigBee, e della IPSO Alliance, per la definizione dello standard 6LoWPAN12. Pur trattandosi di approcci fondamentalmente diversi, le due filosofie di lavoro condividono lo stesso obiettivo: la necessità di garantire interoperabilità tra i singoli dispositivi dell Internet of Things. Approccio ZigBee: la ZigBee Alliance raccoglie importanti vendor di sistemi dedicati, di moduli radio, di microprocessori/microcontrollori, di elettrodomestici e di sistemi di domotica. La soluzione ZigBee definisce diversi profili applicativi condivisi da tutti i dispositivi che cooperano alla realizzazione di un determinato servizio, garantendo interoperabilità tra dispositivi di diversi rivenditori. Approccio 6LoWPAN: l obiettivo è di usare sui dispositivi fisici gli stessi standard di comunicazione dell Internet classico IPv6+TCP, rendendo quindi i dispositivi stessi accessibili con le stesse procedure (e protocolli) con cui si accede ad esempio a server web. Al momento, l approccio ZigBee presenta una maturità e una massa critica maggiore, anche in ragione del fatto che i lavori della IPSO Alliance sono iniziati da poco. Esistono tuttavia già soluzioni ibride in cui l approccio ZigBee sfrutta primitive di comunicazione 6LowPAN. LA «TAG CLOUD» DELLA INTERNET OF THINGS Quali parole sono associate al concetto di Internet of Things? Tecnologie sinergiche Standard Rete di oggetti interconnessi Architetture aperte Sensori Internet Protocol (IPv6) Identificazione univoca Autoconfigurante Reti di sensori wireless (WSN) Database Attuatori QR codes Embedded RFId (Radio Frequency Identification) Fonti: Commission of the European Communities, Istituto di informatica e telematica - CNR, Auto-ID Labs, US National Intelligence Council, Internet of Things Council, McKinsey 10

11 Alla base dell Internet of Things ci sono gli oggetti intelligenti («Smart Objects») Il monumento comunica con il turista, gli «racconta» qualcosa di sè e consiglia come proseguire il tour della città L autovettura comunica la sua posizione e i dati di guida (es. velocità, frenate brusche) utilizzati per finalità assicurative e monitoraggio del traffico Il paio di scarpe (o più in generale, qualsiasi capo di abbigliamento) è tracciato individualmente dalla produzione al cliente per garantire la sua originalità I sensori distribuiti nel bosco avvisano dell insorgere di un incendio e consentono di monitorare l avanzamento del fronte di fuoco «SMART» = *Identificazione *Localizzazione *Diagnosi stato *Metering *Sensing *Attuazione *Elaborazione *Comunicazione Il contatore elettrico registra e comunica l entità dei consumi e dell energia prodotta dai pannelli fotovoltaici sul tetto della casa La telecamera registra le informazioni e le elabora in locale, avvisando le autorità nel caso rilevi un evento critico Il lampione stradale regola l intensità luminosa sulla base delle condizioni atmosferiche e comunica quando la lampadina deve essere sostituita I parametri vitali di un malato sono misurati autonomamente a domicilio (es. misuratore di pressione, di glicemia) e trasmessi quotidianamente alla struttura medica di riferimento Dalle reti di oggetti alla Internet Of Things: l intelligenza non si ferma agli oggetti NETWORK OF THINGS INTERNET OF THINGS STANDARD TECNOLOGICI APERTI ACCESSIBILITA E RAGGIUNGIBILITA MULTIFUNZIONALITA 11

12 Ambiti applicativi dell Internet of Things Smart City & Smart Environment Monitoraggio e gestione degli elementi di una città (es. mezzi per il trasporto pubblico, lampioni) e dell ambiente circostante per migliorarne la vivibilità, sostenibilità e competitività Smart Home Gestione automatica di impianti e sistemi (es. illuminazione, climatizzazione). I dispositivi (es. elettrodomestici) «parlano» tra loro e agiscono autonomamente in un ottica di risparmio energetico Smart Metering & Smart Grid Reti elettriche e contatori intelligenti per il livellamento del carico della rete, la gestione della produzione distribuita e della mobilità elettrica nonché la corretta fatturazione dei consumi Smart Building Gestione automatica di impianti e sistemi (es. illuminazione, climatizzazione). Monitoraggio degli ambienti interni in un ottica di risparmio energetico, comfort e sicurezza delle persone (ad esempio, in impianti industriali) ehealth Monitoraggio real time di parametri vitali da remoto riducendo il ricorso all ospedalizzazione, a fini diagnostici e di cura. Localizzazione pazienti (es. malati di Alzheimer) Smart Logistics Soluzioni per la tracciabilità di filiera, la protezione del brand e il monitoraggio della catena del freddo, per la sicurezza in poli logistici complessi e per la gestione delle flotte (tracciabilità del mezzo e delle sue condizioni) Smart Factory Implementazione di nuove logiche di gestione della produzione grazie all uso di macchine sensibili al contesto in cui operano, in grado di rilevare informazioni in tempo reale, comunicare tra loro e prendere decisioni Smart Asset Management Gestione in remoto di asset di valore (es. dispositivi elettrobiomedicali, vending machine) ai fini di rilevazione guasti e manomissioni, localizzazione, tracciabilità e gestione inventariale Smart Agricolture Monitoraggio parametri ambientali a supporto dell agricoltura per migliorare la qualità dei prodotti, ridurre le risorse utilizzate e l impatto ambientale Smart Car Connessione tra veicoli o tra questo e l infrastruttura circostante (es. guardrail) per la prevenzione e rilevazione di incidenti. Offerta di nuovi modelli assicurativi e/o di informazioni georeferenziate su viabilità e situazione del traffico 12

13 IoT in Italia: ambiti consolidati_alcuni esempi Grado di aderenza al paradigma IoT OCTOTELEMATICS Offerta di servizi telematici basati sull installazione a bordo veicolo di box GPS/GPRS per raccogliere informazioni sul traffico, rilevare incidenti e determinare i profili di guida Smart con Grid finalità assicurative Alto INTESA SAN PAOLO Medio MUOVETEVI (CTM - Comune di Cagliari) Smart Agricolture Monitoraggio del traffico tramite telecamere e sensori. Creazione di due sale di controllo integrate per il controllo del trasporto pubblico e della mobilità privata Basso Smart Home & Building Smart Factory Monitoraggio dei consumi elettrici presso le prinicipali filiali del gruppo per il raggiungimento di obiettivi di risparmio energetico Smart Ciry & Smart Environment Smart Car (reti di veicoli V2V e v21) Smart Ciry & Smart Environment (monitoraggio traffico, trasporto pubblico, illuminazione) Smart Home & Building Smart Logistics (Trasporto merci) Smart Asset Gambling Machine (New Slot2) Management Localizzazione macchina, rilevazione e trasmissione Embrionale Sperimentale anomalie di gioco, blocco dell apparecchio di gioco da Consolidato remoto o in locale in caso di irregolarità Grado di maturità ENEL Contatori intelligenti (Smart Meter) per il telecontrollo (es. letture da remoto) e la telegestione (es. abilitazione / disabilitazione da remoto) Smart Car Telecontrollo riscaldamento Smart Metering (elettrico) TARASCONI TRASPORTI Monitoraggio costante della flotta tramite localizzazione satellitare (box GPS/GPRS) per l aggiornamento in tempo reale dei piani di viaggio Diffusione Internet of Things al servizio della Smart City_I contesti di applicazione Sicurezza e controllo del territorio Trasporto pubblico Raccolta rifiuti IoT e Smart City Monitoraggio del territorio Monitoraggio ambientale Per ciascuno dei contesti individuati ci proponiamo di rispondere alle seguenti domande di Ricerca: - Quali sono le opportunità offerte dall Internet of Things? - Qual è lo stato dell arte? (consolidato, sperimentale, embrionale) Entertainment e servizi turistici Rete viaria e gestione del traffico 13

14 Internet of Things al servizio della Smart City: a che punto siamo in Italia? Grado di aderenza al paradigma IoT Alto Medio Basso Rete viaria e gestione traffico Raccolta rifiuti (contenuto cassonetti) Monitoraggio ambientale Sicurezza e controllo del territorio Trasporto pubblico Monitoraggio del territorio Rete viaria e gestione traffico Entertainment e servizi turistici Trasporto pubblico (localizzazione mezzi) Raccolta rifiuti (id. cassonetti) Monitoraggio ambientale Videosorveglianza Embrionale Sperimentale Consolidato Diffusione Grado di maturità Internet of Things per lo Smart Home & Building: a che punto siamo in Italia? Grado di aderenza al paradigma IoT Alto Medio Basso Energy management (elettrodomestici intelligenti, integrazione con la Grid) Assistenza alla persona (profilazione utente) Assistenza alla persona Safety (monitoraggio gas pericolosi tramite WSN, localizzazione persone indoor) Gestione scenari Energy management (gestione carichi, scenari) Safety (sistemi antincendio, gruppo continuità) Manutenzione impianti Telecontrollo riscaldamento Allarmi antintrusione, gestione accessi e videosorveglianza Embrionale Sperimentale Consolidato Diffusione Grado di maturità 14

15 L Internet of Things del presente: interfaccia con il mondo fisico Complessità Potenza di calcolo Costo Nodo sensore / attuatore Funzionalità Raccolta di dati dal campo / attuazione Caratteristiche Livello 1 Nodo sensore Alimentazione da batteria Ridotta capacità di elaborazione / memorizzazione Costo variabile a seconda delle funzionalità offerte Tag RFId Consumo energetico L Internet of Things del futuro: unità intelligenti IoT del futuro: dispositivi con complessità e capacità prestazionale crescenti dal punto di vista dell hardware e dell intelligenza software Intelligenza Livello 1 Livello 3 Riduzione dei consumi energetici dei chip Livello 2 Intelligenza Aumento capacità energetiche delle batterie Energy harvesting Costo Livello 2 Livello 3 Software intelligenti per la validazione dei dati Livello 1 Costo L efficienza energetica dei dispositivi sarà uno degli aspetti fondamentali per garantire la sostenibilità e la qualità del servizio 15

16 La ricerca è stata elaborata dall Osservatorio Internet of Things della School of Management del Politecnico di Milano. La School of Management del Politecnico di Milano è stata costituita nel Essa accoglie le molteplici attività di ricerca, formazione e alta consulenza, nel campo del management, dell economia e dell industrial engineering, che il Politecnico porta avanti attraverso le sue diverse strutture interne e consortili. Fanno parte della Scuola: il Dipartimento di Ingegneria Gestionale, le Lauree e il PhD Program di Ingegneria Gestionale e il MIP, la business school del Politecnico di Milano, focalizzata in particolare sulla formazione executive e sui programmi Master. Essa si avvale attualmente per le sue molteplici attività di formazione, ricerca e consulenza di oltre 240 docenti (di ruolo o a contratto, italiani o di provenienza estera) e di circa 80 dottorandi e collaboratori alla ricerca. La School of Management ha ricevuto l accreditamento EQUIS, creato nel 1997 come primo standard globale per l auditing e l accreditamento di istituti al di fuori dei confini nazionali, tenendo conto e valorizzando le differenze culturali e normative dei vari Paesi. Le attività della School of Management legate ad ICT & Strategia si articolano in: Osservatori ICT & Management, che fanno capo per le attività di ricerca al Dipartimento di Ingegneria Gestionale; Formazione executive e programmi Master, erogati dal MIP. L Osservatorio Internet of Things nasce nel 2011 per rispondere al crescente interesse di aziende pubbliche e private verso l Internet of Things e le sue potenzialità. L Osservatorio, nel suo primo anno di attività, si è posto i seguenti obiettivi principali: identificare i principali ambiti di applicazione dell Internet of Things; individuare i progetti più interessanti avviati in Italia e all estero; stimare il livello di diffusione dei progetti di Internet of Things in Italia nei principali ambiti di applicazione; valutare i benefici del paradigma Internet of Things rispetto a realizzazioni tradizionali ; approfondire lo stato dell arte delle tecnologie abilitanti l Internet of Things; porre le basi per l avvio di progetti pilota. Gli Osservatori ICT & Management Le Tecnologie dell Informazione e della Comunicazione (ICT) svolgono un ruolo sempre più pervasivo e strategico in qualsiasi organizzazione, diventando una potente leva di innovazione e di miglioramento delle performance. Una corretta conoscenza di queste tecnologie e, soprattutto, del loro impatto sul business può portare una qualsiasi azienda a sfruttarle efficacemente per ottenere benefici significativi e migliorare la sua competitività. Gli Osservatori ICT & Management della School of Management del Politecnico di Milano, che si avvalgono della collaborazione dell ICT Institute del Politecnico di Milano, nascono proprio con l obiettivo di contribuire a questa conoscenza. Gli Osservatori si rivolgono in particolare ai manager e ai decision maker delle aziende utilizzatrici di ICT per fornire loro informazioni sulle opportunità offerte dalle soluzioni più innovative attraverso ricerche puntuali, studi di caso, benchmark, video degli eventi, atti dei convegni, ecc. Gli Osservatori si rivolgono anche a tutte le aziende che offrono soluzioni e servizi ICT (software vendor, hardware vendor, service provider, consulenti, operatori del canale), fornendo fotografie approfondite sugli scenari di mercato in Italia, con l intento di supportarle nella messa a punto di offerte più efficaci. 16

17 A proposito di Econocom Technology made easy Fondato 37 anni fa, Econocom è oggi il primo Gruppo europeo indipendente nella gestione delle infrastrutture informatiche e di telecomunicazione. Grazie alla complementarietà dei propri ambiti di competenza (distribuzione, locazione, servizi IT e per le telecomunicazioni) e all innovativa gamma di soluzioni per l industrializzazione dei processi aziendali, Econocom accompagna le aziende nella trasformazione del proprio sistema informatico. Il gruppo Econocom è quotato presso l indice NYSE Euronext a Bruxelles dal 1986; il titolo Econocom ha integrato l indice Bel Mid di Bruxelles nel giugno Paesi dipendenti 1,58 Mrd fatturato 66,6 M risultato operativo 17

18 Econocom e Smart Objects Il mercato degli smart objects per Econocom è già realtà. Econocom è in grado di offrire soluzioni globali per la governance e l integrazione di dispositivi intelligenti, comunicanti, interattivi e mobile nei processi aziendali garantendo l accesso alle risorse IT sempre e ovunque, in totale sicurezza. Il Gruppo ha già siglato in Italia contratti importanti per l installazione di dispositivi digitali di ultima generazione come ad esempio antenne satellitari, postazioni multimediali per il mondo Retail e GPS di nuova concezione per il tracking intelligente di autoveicoli. Le soluzioni basate sugli Smart Objects e la Internet of Things hanno generato un fatturato 2011 di 88 milioni di euro con una previsione di chiusura per il 2012 pari a 160 milioni di euro. Econocom è diventata membro di IPSO Alliance (IP for Smart Objects), il consorzio internazionale che unisce le maggiori aziende dell information technology nel panorama mondiale, così come università e centri di ricerca, con l obiettivo di sviluppare e promuovere il protocollo Internet IPv6 di ultima generazione e la sua adozione da parte degli oggetti intelligenti. Econocom è una delle prime aziende della IPSO Alliance in grado di offrire soluzioni globali per l integrazione, la gestione e la locazione di oggetti intelligenti e relative infrastrutture. Questa membership permette a Econocom di avere una posizione di leadership nel mercato dell Internet degli oggetti intelligenti. In Italia Econocom contribuisce alla ricerca Internet of Things 2012/2013 condotta dall Osservatori Internet of Things del Politecnico di Milano. Intervistato dalla testata inglese Leasing Life già nel 2011, il fondatore e Presidente di Econocom, Jean-Louis Bouchard, ha esposto la propria visione circa l evoluzione dei sistemi IT, annunciando che la missione di Econocom per i prossimi anni è quella di diventare un azienda leader nel mercato delle tecnologie digitali. Nell arco di dieci anni gli oggetti intelligenti cambieranno le nostre vite e lo scenario dell Information e Telecommunication Technology. Assisteremo alla nascita di nuove abitudini, di nuovi utilizzi su nuovi dispositivi. Alle persone viene chiesto sempre più spesso di lavorare senza vincoli di tempo e luogo, nuovi dispositivi digitali e intelligenti pervaderanno la nostra quotidianità nel privato e nell ambito lavorativo consentendo alle aziende di essere più produttive, performanti e di fare innovazione. 18

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