Editorial: IoT - Internet das Coisas - Mocinha ou Vilã?

Introdução

 

20 bilhões de equipamentos eletrônicos conectados até 2020. Essa é a previsão dos fabricantes de semicondutores para o que chamamos de IoT - Internet of Things, uma diversidade de equipamentos eletrônicos se comunicando e que torna a nossa vida melhor, a medida que esses sistemas nos fornecem dados importantes para nosso dia a dia, realizam pagamentos, tomam decisões baseadas em nossas preferências e hábitos, etc. Uma série de desafios devem ser enfrentados para que isso se torne realidade. Debateremos nesse texto algumas possibilidades sobre como será nosso futuro com essa série de equipamentos conectados e quais são os principais desafios para que isso se torne realidade.

 

 

História

 

E esse nome “Internet das Coisas”, de onde vem? Basicamente o termo “Internet das Coisas” refere-se à rede de objetos físicos que possuem software embarcado para processar dados externos ou gerar informações para o mundo externo. E seu primeiro uso foi datado em 1999, por Keven Ashton, um funcionário da Procter & Gamble, durante uma apresentação.

 

O diagrama abaixo ilustra um pouco os fatos que marcaram a evolução das “coisas conectadas”.

 

 

História do IoT
História do IoT

 

 

 

Alguns fatores contribuíram para que pudéssemos chegar até a era das coisas conectadas, para que o Internet of Things se tornasse possível. Isso foi o conjunto de avanços e junção de três áreas de tecnologia distintas:

 

  • Eletrônica: redução do custo, aumento da capacidade de processamento, baixo consumo
  • Telecomunicações: redes sem fio, protocolos inteligentes, Internet mais rápida
  • Computação: firmware orientado a eventos e gerenciamento do consumo

 

Existem diversas razões pelas quais as empresas escolhem desenvolver um produto conectado. Conhecemos a premissa que o melhor produto é aquele que  cliente quer comprar, certo? E hoje já existe um segmento do mercado que quer um produto com características pronto para enviar dados utilizando rede sem fio e integrado a vários sistemas, softwares ou apps. Ao desenvolver um produto com conectitividade, pode-se ampliar a possibilidade de uso do equipamento, pois o cliente pode integrar o produto com sua rede já existente e novas possibilidades de uso podem surgir. Isso vem acompanhado pelo surgimento de novas oportunidades de negócios que podem estar ligados ao tratamento de dados ou controle remoto. Além disso, uma empresa ao desenvolver um equipamento com tais características agrega valor ao produto e à sua marca.

 

No entanto, o tempo de desenvolvimento, custo e segurança são fatores importantes e que podem postegar a execução de projetos com mais características que somente as mais básicas. Para muitas startups de hardware o MVP (Minimum Viable Product - Produto Mínimo Viável) tem que incluir características de IoT para que o produto seja viável porque a empresa não é conhecida e seria importante que ela já lançasse um produto de impacto, com conectividade, respeitando fatores de segurança mínimos para seus equipamentos.

 

Mas o que realmente muda em um produto para IoT? Podemos destacar cinco pontos principais, todos eles ligados a conectividade e energia:

 

  • Comunicação;
  • Consumo de Energia;
  • Infraestrutura;
  • Escalabilidade;
  • Segurança.

 

 

A escolha adequada da tecnologia é talvez o maior desafio com relação à comunicação, se a comunicação é com ou sem fio, qual o padrão de comunicação utilizar, que pode impactar nos outros fatores importantes para escolha da arquitetura. O consumo de energia é um fator importante que é afetado pela escolha do meio de comunicação. Todo o sistema tem que levar esse fator em consideração, desde os circuitos de alimentação até circuitos especiais feitos para permitir o controle de consumo de determinadas partes do sistema, que devem ser controlados sob demanda para economia de energia. O processador e módulo de comunicação também entram na conta para sabermos quanto o sistema consome, e esse fator pode determinar banda, modo de identificação e alcance do módulo de comunicação. Para o processador, é possível economia de energia de processamento se operado em modos especiais de baixo consumo (low power mode) ou em frequências de operação mais baixas.

 

Claro que toda essa discussão começa a partir do conhecimento da forma em que o sistema vai ser alimentado, se é plugado à tomada, possui auto geração de energia, é alimentado por bateria (e qual o tamanho e tecnologia dessa bateria) e se é alimentado por algum meio referente a Energy Harvesting.

 

O aspecto de infraestrutura de comunicação é muito importante ao se criar um novo ecossistema com equipamentos eletrônicos na IoT. O tipo de acesso, se  distribuído ou centralizado deve ser analisado para que não se tenha surpresas ao se verificar todo o parque instalado funcionando. Deve ser considerado qual o processo de configuração adotado, e como proceder atualização de firmwares, se remoto ou não, além da substituição de equipamentos antigos e a instalação de novos equipamentos.

 

Se pensarmos que na IoT o produto pode prestar um serviço se estiver conectado a vários outros dispositivos e redes, um conceito importante passa a ser o de intercomunicação e escalabilidade da rede. A medida que os equipamentos eletrônicos podem não somente fornecer dados, mas tratar esses dados de forma inteligente e fornecer soluções que antes não seriam possíveis sem essa rede instalada, o produto passa a ter muito mais valor agregado, caso essa informação for relevante pro usuário. Em uma rede dessas, com possibilidades de intercomunicação, os pontos de conexão e expansão devem ser estudados afim de se permitir que o sistema cresça e seja escalável, sem prejudicar diversos aspectos, como por exemplo, performance de comunicação na rede.

 

Com relação à segurança, esse pode ser o calcanhar de aquiles dos sistemas IoT. É importante que não se permita que equipamentos não autorizados entrem em uma rede e provoquem o mal funcionamento ou funcionamento de maneira indevida. Uma forma de se implementar tal proteção é em hardware, utilizando de elementos de criptografia e protegendo a rede para que sistemas que não tenham as chaves de criptografia corretas entrem na rede. Para equipamentos conectados ao smartphone ou à servidores remotos, servidores acessados via rede sem fio, toda a infraestrutura precisa ser pensada e analisada para que se elimine vulnerabilidades de ataque na rede. Como toda esse aparato de segurança pode ser muito caro, muitos dos equipamentos que surgirão em um futuro não muito distante podem não possuir toda essa preocupação com IoT, o que pode vir a se tornar um pesadelo para seus criadores e usuários no futuro.

 

 

Os Otimistas - O mundo está mudando

 

O mundo mudou rápido demais. É isso que muita gente sente quando se depara com diversas máquinas conversando entre si: nossos equipamentos estão conectados e muitas vezes estabelecendo um diálogo, uns com os outros. Estamos vivendo num mundo novo principalmente pelos computadores que hoje carregamos em nossos bolsos, conectados a uma rede móvel. Os smartphones deixaram a comunicação mais eficiente. Skype, Snapchat  e Whatsapp, além de outros apps, fizeram com que pessoas se comunicassem de forma rápida e as distâncias diminuiram. O sempre estar conectado nos deixou mais próximos das pessoas e, de certa forma, melhorou nossa vida. Por outro lado, também estamos com o controle de diversos equipamentos à nossa volta, em nossa mão.

 

O futuro com certeza nos reserva momentos dignos de filmes de ficção científica. A casa, o carro e as cidades inteligentes estão sendo trabalhados por empresas e startups por todo o mundo. A Cadillac acaba de anunciar um carro que vai dirigir sozinho em modo cruise, de forma segura. Neste carro o motorista não vai tocar no acelerador, freio ou volante. ele simlesmente vai dirigir sozinho. Diversos testes estão sendo feitos e acredita-se que essa tecnologia pode salvar vidas, à medida que sistemas de monitoramento nos carros podem evitar acidentes. E tão logo essas tecnologias começarem a ser oferecidas para o grande público, as leis podem mudar por conta da nova necessidade de segurança, o que abriria um mercado incrível, e aí a mudança seria mais visível e intensa. É facil imaginar que carros que comunicam entre si e sabem sensoriar tudo que está à sua volta, e são equipados com sistemas de geolocalização mais precisos, seriam mais seguros, mais convenientes e eficientes.

 

Wearables podem medir diversos aspectos de nosso dia a dia e monitorar nossa saúde. Esses dispositivos integrados ao carro e ao smartphone podem dar indicações para as prefeituras e centros que tomam conta das respectivas cidades, informando, por exemplo, os seus piores lugares em relação a circulação de carros. Esse dado, somado aos dados de trânsito já disponíveis atualmente, poderiam ser utilizados pelos tomadores de decisão da cidade para resolver problemas de trânsito em determinados locais e mapear quais são os locais onde as pessoas ficam mais estressadas dentro de seus carros. Semáforos inteligentes podem ser reprogramados em tempo real e sem interferência humana, e sistemas de informação das centrais de controle de tráfego podem estar conectados com os carros para tomada de decisão. Mas não só no trânsito poderiam esses dispositivos ajudar a melhorar a vida das pessoas. Esses mesmos dispositivos podem ajudar no trabalho, na academia, no dia a dia, a fim de dar informações importantes para que se tenha uma qualidade de vida melhor. Além disso, podem ser uma ferramenta importante para pessoas mais velhas que sofrem de problema de pressão e/ou moram sozinhas. Um produto pode monitorar os sinais vitais que, em conjunto com sensores de aceleração/movimento e GPS,  pode avisar a unidade de atendimento emergencial mais próxima, ou mesmo o próprio médico, fazendo com que exista um pré-atendimento, evitando que sintomas mais graves apareçam.

 

A casa conectada, ou casa inteligente, vai mudar a forma que você interage com seus equipamentos em casa. Sua geladeira pode informar ao supermercado que é hora de entregar novas compras para você. O supermercado semanal então passa a ser coisa de ficção científica pois o processo de compra se torna automático.  Seu sono passa a ser monitorado por seu weareable, cama e travesseiro, e você recebe mais dados sobre como fazer para poder descansar melhor a noite. Suas tomadas de energia podem ser desativadas pelo smartphone, e, então, as crianças não teriam mais risco de ser eletrocutadas. Diferentes alimentos podem ser cozidos ao mesmo tempo dentro de um mesmo forno e todo o controle disso poderia ser feito por celular. A porta de sua residência o conhece quando você chega em casa e, se alguém chega em sua porta e você não está, abre um canal de vídeo contigo em seu celular. Ao sair de casa ou ao chegar no escritório, seu café pode estar pronto. Os controles já conhecidos de luz, cortina, banheira e som, agora ganham controles mais sofisticados, que podem mudar conforme seu humor. Isso tudo programado de acordo com os dados de seu wearable.

 

Bom, tudo isso é uma imagem do que pode ser nosso mundo em alguns anos. O preço disso tudo pode ser alto e não acessível a muitas pessoas. Mas muitas dessas tecnologias nascem open source e impulsionadas pela galera do Arduino e Raspberry Pi. Muitas Startups estão agora, nesse momento, pensando em como mudar a sua vida. Em um mundo de compartilhamento, com novas ideias como Uber, AirBnb e Skype, novos dispositivos eletrônicos surgirão e deixarão nossas vidas mais práticas, fazendo com que nós precisemos de menos recursos para vivermos uma vida melhor. Nossas cidades serão inteligentes e mais agradáveis de viver, o que resulta em qualidade de vida.

 

 

Os pessimistas - Uma visão mais pragmática

 

Para os que acompanham as notícias de tecnologia é certo que o termo IoT já está pra lá de explicado e saturado, o número de dispositivos conectados cresce a cada nova publicação sobre o assunto e as previsões crescem em uma taxa muito maior.

 

É fato que conectar dispositivos eletrônicos à internet não é algo novo. Na verdade, se pensarmos friamente, a Internet nasceu das coisas, pois naquela época os computadores eram coisas. O que nos parece estar acontecendo agora é que a mídia e as grandes empresas (tanto relacionadas a software quanto a hardware) estão apostando suas fichas na melhor integração Coisa-Internet-Usuário.

 

Tomando um olhar mais ácido sobre o assunto podemos iniciar nos questionando sobre qual o propósito de oferecer um produto que se integre e conecte? Oferecer a integração a rede é em si digno de ser destacado como principal ponto de valor? Oferecer um recurso tecnológico a um dispositivo deve ser a um propósito. Um ponto que é encontrado em todas as publicações é que inúmeras oportunidades de negócio surgirão, mas até o momento casos como monitoramento de potes é que nos surgiram.

 

No intuito de oferecer possibilidades mais concretas podemos traçar a discussão estabelecendo que a conexão não é e não deve ser a oferta central. Podemos observar o caso da Nest. O termômetro não precisa ser ligado à internet, mas caso o mesmo seja ligado é possível obter uma análise do consumo e alguns outros recursos. A questão central é: Resolver um problema de fato e ampliar as possibilidades através das conexões à internet. E não controlar as lâmpadas de uma casa de forma remota não me parece um problema de valor. Interruptores nos atendem bem nessa área.

 

A grande questão em aberto é que os modelos de negócios que se valham da IoT ainda estão por se estabelecer e a partir de uma solução de um problema verdadeiro a busca por oferecer novas soluções pode iniciar a partir dessa base e nesse momento, nos parece que estamos conectando as coisas porque podemos e a partir disso extraímos informação.

 

O que podemos obter com um produto conectado? Inicialmente podemos começar a tratar o hardware um pouco mais como software  e oferecer updates e melhorias sem o custo logístico de substituir o dispositivo, ampliando a sua vida útil. Podemos ainda absorver informações sobre o uso do dispositivo pelo usuário e melhorar a sua experiência, além de identificar principais pontos de falha e iterar para melhorar o desempenho do produto, ou mesmo otimizar o custo de produção.

 

O simples fato de podermos conectar dispositivos eletrônicos à internet trás à tona diversos questionamentos e preocupações:

  1. Será que existe infraestrutura suficiente em toda a cadeia da Internet para atender à demanda do volume de dados a serem trafegados?
  2. Como fica a questão da segurança dos dados fim-a-fim? Será que dispositivos eletrônicos que deveriam ser extremamente baratos terão seu custo aumentado porque devem incluir “features” de segurança (ex. criptografia)? O que poderia acontecer se um hacker conseguisse invadir os dispositivos da sua casa?
  3. Quem possui o direito sobre os dados coletados? A partir do momento em que eles estão na nuvem, quem é o dono deles? Será que a sua privacidade (que já é bem pouca quando você utiliza a internet) não vai se tornar cada vez menor?
  4. Com milhares de empresas atuando em aplicações de IoT, como fica a questão de padronização de protocolo, interoperabilidade, certificações e homologações?

 

 

Conclusão

 

Muitos desafios ainda tem que ser superados para que equipamentos conectados passem a ser parte e nosso dia a dia. A casa, o carro, a cidade, essa realidade ainda está distante de existir mesmo nos países mais evoluídos. Poder público pode regulamentar o funcionamento dessas tecnologias, principalmente preocupados com a segurança (imagine um blackout originado por alguém que conseguiu entrar indevidamente na rede de iluminação pública, ou mesmo carros que provocam acidentes fatais por conta de bugs - quem regula tudo isso?). Gigantes como Google, Microsoft, Apple e Samsung não vão entrar nesse mercado de bilhões de dólares? Se sim, eles podem vir com um padrão proprietário e instalar seus equipamentos. Mas o futuro está ai, e os weareables já se comunicam com nossos smartphones e já possuímos diversos dados de nossa rotina, que podem ser utilizados a nosso favor. O futuro próximo ainda é incerto mas certamente repleto de sistemas eletrônicos conectados se comunicando uns com os outros.

 

Escreveram esse texto: Diego SueiroEuripedes FilhoFábio SouzaHenrique RossiRodrigo Almeida e Thiago Lima

 

Imagem: luxcapital.com/

 

NEWSLETTER

Receba os melhores conteúdos sobre sistemas eletrônicos embarcados, dicas, tutoriais e promoções.

Obrigado! Sua inscrição foi um sucesso.

Ops, algo deu errado. Por favor tente novamente.