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Internet das coisas

Rede de objetos e utensílios interligados por protocolos de comunicação

Internet das coisas (em inglês: Internet of Things, IoT [1] [2], sendo em português e espanhol IdC o acrónimo equivalente) é um conceito que se refere à interconexão digital de objetos cotidianos com a internet [3] [4], conexão dos objetos mais do que das pessoas. [2]

Por outras palavras, a internet das coisas nada mais é que uma rede de objetos físicos (veículos, prédios e outros dotados de tecnologia embarcada, sensores e conexão com a rede) capaz de reunir e de transmitir dados. É uma extensão da internet atual que possibilita que objetos do dia-a-dia, quaisquer que sejam mas que tenham capacidade computacional e de comunicação, se conectem à Internet. A conexão com a rede mundial de computadores possibilita, em primeiro lugar, controlar remotamente os objetos e, em segundo lugar, que os próprios objetos sejam usados como provedores de serviços. Essas novas capacidades dos objetos comuns abrem caminho a inúmeras possibilidades, tanto no âmbito acadêmico quanto no industrial. Todavia, tais possibilidades acarretam riscos e implicam grandes desafios técnicos e sociais. [5]

Se os objetos do cotidiano tivessem incorporadas etiquetas RFID ("etiquetas inteligentes"), poderiam ser identificados e controlados por outros equipamentos e não por seres humanos. [6] [7] Se, por exemplo, certos objetos entre outras coisas como livros, termostatos, refrigeradores, lâmpadas, remédios, autopeças, fossem equipados com dispositivos de identificação e conectados à Internet, não haveria a possibilidade de faltarem produtos como alguns remédios, pois saberíamos exatamente onde os encontrar e quantos estariam disponíveis. A ocasional falta deles passaria a ser coisa do passado. Saberíamos também, a qualquer momento, qual é a lâmpada que acende e qual é a que está fundida. [8]

O conceito 'Internet das coisas' foi proposto em 1999, por Kevin Ashton, no Laboratório de Auto-ID do MIT [9], onde se realizavam pesquisas no campo da identificação por radiofrequência em rede (RFID) e tecnologias de sensores. [10] Atualmente, a expressão 'Internet das coisas' designa a conexão avançada de dispositivos, de sistemas e de serviços. Ultrapassa o conceito tradicional M2M do máquina a máquina e abarca uma ampla variedade de protocolos, domínios e aplicações. [11]

A 'Internet das coisas' deverá codificar, segundo se presume, cerca de 50 a 100 bilhões de objetos e seguir o seu movimento. Estima-se que cada ser humano esteja rodeado por 1 000 a 5 000 objetos, em média. [12][13] Segundo a empresa de consultoria Gartner, em 2020, haverá, no mundo, aproximadamente 26 bilhões de dispositivos com um sistema de conexão à internet das coisas.[14] [15] Já a consultoria Abi Research prevê que, no mesmo ano, existirão 30 bilhões de dispositivos sem fio conectados à Internet. [16] Com a próxima geração de aplicações da internet (protocolo IPv6), prevê-se que seja possível identificar instantaneamente, por meio de um código, todo e qualquer tipo de objeto - algo que não se pode fazer com IPv4. [17]

A empresa estadounidense Cisco, que está na origem da iniciativa da internet das coisas, criou um "contador de conexões" dinâmico que permite estimar o número de "coisas" conectadas, desde julho de 2013 até 2020. [18]

A conexão de dispositivos à rede através de sinais de rádio de baixa potência é o campo de estudo mais ativo na internet das coisas. A principal razão disso é que os sinais desse tipo não precisam de Wi-Fi nem Bluetooth. Entretanto, diferentes alternativas, as chamadas Chirp Networks, que requerem menos energia e são mais baratas, também têm sido investigadas. [19] [20]

HistóriaEditar

A Internet das coisas surgiu em consequência dos avanços de várias áreas - como sistemas embarcados, microeletrônica, comunicação e sensoriamento. De fato, a IoT tem recebido bastante atenção tanto da academia quanto da indústria, devido ao seu potencial de uso nas mais diversas áreas das atividades humanas.

O conceito é, em certa medida, fruto do trabalho desenvolvido pelo Laboratório de Auto-ID do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), sobre o uso da identificação por radiofrequência (RFID) e da rede de sensores sem fio (RSSF). O objetivo do trabalho era, desde o início, criar um sistema global de registro de bens usando um sistema de numeração único, o código eletrônico de poduto.

A Internet das Coisas (IoT) é um termo criado em setembro de 1999 [21] por Kevin Ashton, um pioneiro tecnológico britânico que concebeu um sistema de sensores omnipresentes conectando o mundo físico à Internet, enquanto trabalhava em identificação por rádio frequência (RFID). Embora a Internet, as "coisas" (things) e a conectividade entre elas sejam os três principais componentes da Internet, o valor acrescentado está no preenchimento das lacunas entre os mundos físico e digital em sistemas. [22]

O primeiro dispositivo IoT foi desenvolvido por Simon Hackett e John Romkey, após um desafio lançado por Dan Lynch, então presidente da INTEROP (feira anual de tecnologia da informação organizada pela empresa britânica UBM) : se eles conseguissem desenvolver uma torradeira que pudesse ser ligada através da Internet, o aparelho seria colocado em exposição durante a INTEROP 1990. Motivados pelo desafio, Hackett e Romkey desenvolveram uma torradeira conectada a um computador com rede TCP/IP que acabou sendo o grande sucesso do evento. No entanto ainda faltava desenvolver um dispositivo que colocasse o pão na torradeira. Essa dificuldade foi superada um ano depois, acrescentando um pequeno guindaste robótico ao protótipo. Esse guindaste, controlado pela Internet, pegava na fatia de pão, que metia dentro da torradeira, tornando o sistema totalmente automático. [21][23]

A relação da IoT com os protocolos de IPEditar

O IPv4 (Internet Protocol version 4) lida com endereços de protocolos de 32 bits, torna assim possível a ligação a cerca de 4,29 bilhões de IPs de todo o mundo. Com a introdução do conceito IoT, cada vez mais novos dispositivos se conectam à internet, precisando apenas de um IP para si. Cresce exponencialmente, conforme aumenta o número de dispositivos. Estão previstos para 2020 20 bilhões de dispositivos conectados à rede, enquanto o número de IPs do IPv4 se esgota, sendo preciso avançar para o IPv6, que fornece um maior número de endereços, permitindo que mais dispositivos possam ficar interligados. [24]

A resistência à implementação do IoTEditar

A adoção de IoT é considerada inevitável por especialistas. Kazuhiro Ikebe, diretor presidente da Hitachi na América do Sul, chama a atenção para tal urgência. “A sociedade já se encontra inteiramente conectada pela internet. Mesmo sem querermos, vivemos já na era do IoT.” [25]

Em consequência disso impõe-se a necessidade de avaliar e de preparar qualquer empresário, qualquer instituição, para esta nova tecnologia. Assinalamos por exemplo a necessidade de não só armazenar dados mas também de os processar. Embora haja a necessidade de análise da questão humana na implementação do IoT, isso será apenas parte do problema. No Brasil, há uma defasagem entre os pontos de acesso à internet, se compararmos as regiões de maior PIB com as de menor PIB, o que acarreta complicações para o desenvolvimento da área, já que esta é dependente da rede.

IoT na economia mundialEditar

Apercebe-se quem está atento ao IoT da existência de uma nova dinâmica do mercado, relacionada com dispositivos destinados a converter empresas em novos agentes de comércio digital, mediante a criação de novos modelos. Constatamos haver resistência por parte de muitos agentes empresarais e institucionais ao surto da tecnologia, principalmente porque, parafraseando Nicholas G. Carr, "It doesn't matter". [26] Este setor não é visto como um investimento necessário para quem visa apenas receitas lucrativas, sem entender que, ao investir na tecnologia da informação (TI), veriam facilitados inúmeros procedimentos internos.

Ao acarretar inovações antes atribuidas apenas ao virtual, a IoT não é diferente dele. É apenas objeto de certa resistência principalmente por por quem não tem um setor de tecnologia da informação TI bem definido, como inúmeras pequenas ou grandes empresas.

FuncionamentoEditar

Qualquer aparelho eletrônico poderá obter identificação por rádio frequência (RFID), que será guardada em banco de dados, viabilizando o IOT.

Em primeiro lugar, para ligar os objetos e aparelhos do cotidiano a grandes bases de dados e as redes à rede das redes, à Internet, é necessário um sistema eficiente de identificação. Só desta forma se torna possível interligar e arquivar os dados próprios de cada coisa. A identificação por rádio frequência conhecida como RFID é um exemplo da tecnologia que oferece esta funcionalidade [27], mas não é a única (Ver NFC e Bluetooth p. ex.). Em segundo lugar, a base de dados beneficiará da capacidade de detectar mudanças na qualidade física das coisas, recorrendo a métodos sensoriais. A inteligência inerente a cada objeto aumentará a capacidade de a rede devolver a informação processada para diferentes pontos. Finalmente, os avanços alcançados pela miniaturização e pela nanotecnologia implicam que cada vez mais objetos pequenos terão a capacidade de interagir e de se conectar. A combinação desses desenvolvimentos implementará a Internet das coisas, que interliga objetos reais de um modo sensorial e inteligente.

Assim, com os benefícios da informação integrada, os produtos industriais e os objetos de uso diário poderão vir a ter identidades eletrônicas ou ser equipados com sensores que detectam mudanças físicas à sua volta. Até mesmo partículas de pó poderão ser etiquetadas e colocadas na rede. Estas mudanças transformarão objetos estáticos em coisas novas e dinâmicas, induzindo inteligência no meio e estimulando a criação de produtos inovadores e de novos serviços.

RFIDEditar

A tecnologia RFID, que usa frequências de rádio para identificar os produtos, é vista assim como dinamizadora da Internet das coisas. Embora por vezes identificados como sucessores dos códigos de barras, os sistemas RFID oferecem, além da identificação de objetos, informações importantes sobre o seu estado e localização.

Estes sistemas foram primeiramente usados na saúde e, na indústria farmacêutica, por grandes armazéns. As mais recentes aplicações vão dos esportes (pt desportos) e atividades de lazer à segurança pessoal. Etiquetas (Tags) da RFID estão sendo implantadas debaixo da pele humana para fins médicos, em passaportes ou cartas de condução. Leitores RFID estão também a ser incluídos em telemóveis. Pode ainda a RFID detectar mudanças no estado físico das coisas, detetar e arquivar mudanças no meio ambiente. Sensores usados numa peça de vestuário inteligente podem detetar mudanças de temperatura no exterior e ajustar-se a elas. Perspectiva-se um futuro em que poderemos usar roupas inteligentes, que se adaptam às características da temperatura ambiente. A informação proveniente de um sensor irá indicar-nos qual a manutenção que o nosso carro necessita. Poderemos, nos óculos de sol que usamos, receber uma chamada de vídeo. Poderemos ser advertidos em qualquer lugar sobre os cuidados médicos de que precisamos, graças a diagnósticos eficientes e rápidos.

Hoje o RFID é importante no controle de items dinâmicos controlados por satélite, como por exemplo veículos circulando numm aeroporto, orientando-os ou restrigindo-os a determinadas áreas.

O chip do RFID tem um número de série pré-gravado em fábrica e uma área de memória para ser preenchida com as informações que sejam importantes para o rastreamento ou controle do bem produzido. Todos estes dados constituem informações passivas que deverão ser recebidas por um aparelho que as lê e as entende.

Em suma, precisaremos cada vez mais de aparelhos inteligentes com processadores capazes de ler e de interpretar os dados contidos no RFID pertencente a quem quer que seja e em qualquer lugar, seja ele público, residência, escritório ou loja.

Casa inteligente e IoTEditar

A 'casa inteligente' (ou lar inteligente, smart home em inglês) é um lugar equipado com aparelhos eletrônicos ligados a uma rede, Wifi ou Bluetooth por exemplo, constituído por um sistema integrado que nos permite controlar múltiplas coisas, como a iluminação, a temperatura, os eletrodomésticos, a torradeira para o horário mais conveniente, para o pequeno almoço ou para o lanche, para fazermos um cafezinho quando regressamos a casa. A casa inteligente permite inúmeras possibilidades de integração com sistemas e aparelhos disponíveis no mercado, além de todas as outras em desenvolvimento. A Internet das Coisas (IoT) tem como objetivo interligar com a internet as nossas ferramentas mais recorrentes para reunir informações em tempo real e auxiliar as pessoas no seu dia-a-dia.

Quando se fala em IoT, pensamos logo em tecnologia. E quando se pensa em tecnologia dentro de uma casa, o que nos vem à cabeça? Computadores? Não para o conceito de casa inteligente! O conceito "Internet das Coisas" (IoT) é utilizado para indicar os dispositivos que em grande parte não têm ligação à Internet e que, a partir do trabalho de programadores, desenvolvedores e pessoas da área de tecnologia, tornarão possíval empreender novas ações sem que alguém intervenha. Por isso, dispositivos um computador ou um smartphone, por exemplo, não caberão no conceito IoT, visto serem feitos para a utilização online, ao contrário de micro-ondas, relógios despertadores, máquinas de café, aspiradores, geladeiras e muitos outros aparelhos.

Divagando um pouco mais : amadurece hoje o Conceito de Cidade Inteligente, algo que se tornará-se realidade num futuro próximo, indo muito para além da hoje pioneira Internet das Coisas caseiras ou institucionais. A internet poderá então invadir ruas e avenidas, tornando inteligentes cidades inteiras, facilitando a vida de muitas pessoas, além de ser uma forma de melhorar bastanteb a acessibilidade, que hoje é precária em muitos países como o Brasil, em países desenvolvidos ou em vias de desenvolvimento. Em países como a Espanha são entretanto monitorizados planos para ajudar idosos. Além disso, existem já empreendimentos investindo em melhoramentos de pontes e rodovias. No Brasil, uma cidade inteligente está sendo construída na região Nordeste. São Gonçalo do Amarante (CE) contará com iluminação inteligente e com mobilidade otimizada por sensores, com praças apetrechadas com equipamentos geradores de energia quando utilizados. São planos que se projetam no futuro e que certamente beneficiarão a população com tais avanços. [28] [29]

Arduino e a Internet das coisasEditar

Criado em 2005, o Arduino é uma plataforma open-source baseada em hardwares e softwares fáceis de usar. É destinada a quem se interessa em criar objetos ou ambientes interativos. O Arduino consegue apurar qual é o estado do ambiente circundante mediante a receção de sinais de sensores e controlar luzes, motores e outros dispositivos. Pode também interagir com objetos do cotidiano ou com atividades rotineiras de cada um de nós, assim como abrir uma porta com um simples toque na tela de um celular. Pode até mesmo permitir o comando de um chuveiro, com a opção entre água fria ou quente. [30]

 
Placa controladora (Arduino)

Anteriormente eramos forçados a começar de zero na criação de um projeto. Para pormos em prática uma simples ideia, era-nos também exigido não só um determinado conhecimento de eletrônica mas também uma certa perícia no seu manuseamento, quer se tratasse de sistemas robóticos ou de certos tipos de controladores. Hoje em dia tal coisa não acontece. Qualquer pessoa interessada na utilização da plataforma consegue facilmente ter acesso a todo o tipo de material de ajuda, podendo mesmo o criador recorrer na internet a aulas de vídeo ou a simples explicações.

Eis os avanços :

  • Um microcontrolador, que é basicamente o cérebro, o chip que controla toda a interface da placa;
  • Pinos de alimentação, responsáveis pelos valores de tensão necessários para energizar os componentes de determinado projeto;
  • Botão de reset, que reinicia a placa;
  • Led interno, que conecta ao pino digital 13;
  • Led de alimentação, que indica se a placa está energizada ou não;
  • Conector de alimentação, que recebe a energia de alimentação externa;
  • Conector USB, que conecta a placa ao computador (responsável pela comunicação Arduino x Computador);
  • Pinos para entrada e saída, responsáveis pela comunicação do Arduino com o meio externo (Interação).

Privacidade e segurançaEditar

Um marcapasso que envia informações clínicas para um médico. Uma grande fábrica que usa máquinas inteligentes na linha de produção. Televisores, computadores e smartphone conectados dentro da nossa casa. Todos esses dispositivos IoT, por serem inteligentes, possuem um endereço IP, porta de entrada que permite aos crackers fazer ataques à segurança e à privacidade de qualquer um.

Privacidade e segurança surgem como dois temas importantes manipulados pelos monopólios do ramo [31] que estão ligados a coisas inteligentes. Para termos uma ideia do que se passa, [2] a empresa de consultoria Gartner estima que mais de 20 bilhões de dispositivos IoT estarão conectados à internet até finais de 2020. Já segundo a empresa de segurança virtual Kaspersky Lab existem pelo menos 7 mil amostras de malwares em dispositivos IoT. Em setembro de 2016, o site Tecmundo noticiou o maior ataque de DDOS já registrado, utilizando dispositivos da internet das coisas, roteadores e câmaras de segurança.

Uma grande questão surge: como serão usadas as informações coletadas sem o conhecimento do cidadão? ; por quem poderão ser usadas e com que finalidade?

Muito se discute hoje o problema de uma internet sem qualquer legislação que regule o seu uso, dado que a velocidade do avanço tecnológico é muito maior do que a disseminação de seu uso, e em particular do seu mau uso. Será que as leis apenas surgirão depois de consumado o desastre? Infelizmente, parece-nos que nada pode ser feito para mudar tal cenário, cabendo então aos usuários serem bastante comedidos quanto à introdução destas tecnologias no seio de seus lares ou no local do seu trabalho. [32]

A grande preocupação que acompanha as maravilhosas oportunidades que a IoT oferece será proteger os consumidores na sua vulnerabilidade. Verificamos entretanto que aparelhos vendidos em regime business-to-business, de máquina-a-máquina, tem evoluído e implementado características de segurança nativa. Mas no que toca o mercado, em que a pessoa está em causa, o problema continua a ser bastante descurado pelos construtores de tais dispositivos e pela indústria em geral. [33]

Falhas de segurança em qualquer dispositivo vestível, podem direcionar a venda de suplementos alimentares para, por exemplo, esportistas (pt: desportistas) de final de semana, contornado qualquer parecer médico. Coisa corrente, o uso do Facebook, Twitter, ou Google expõe os seus utilizadores permitindo delinear um perfil seu e listar e-mails, servindo isso para induzir consumos em alta escala. Num cenário de cibercrime tal estratagema será considerado um dolo pequeno. Mas aceder a câmaras de segurança de instituições, empresas ou residências para espiar, isso será algo com muito maior grau ofensivo e um procedimento muito mais doloso. [33]

Portanto, quanto aos riscos, será lógico constatarmos que a Internet das coisas apresenta uma variedade de potenciais problemas que podem prejudicar os consumidores por estes motivos :

(1) Permitir o acesso não autorizado e o uso indevido de informações pessoais,

(2) Facilitar ataques em outros sistemas, escalonando privilégios, tais como em sistemas com Single Sign ON,

(3) Criação de riscos para pessoal segurança de infraestrutura de cidades,

Constatamos assim que a violação de privacidade neste caso destina-se a induzir nas pessoas efeitos que se tornarão viciantes por força do hábito, podendo afetar a sua condição física a longo prazo, o que denota um propósito de considerável violência que pode ser visto como forma de opressão.

Abian Laginestra entende que deveriam existir, clara e objetivamente, por imermédio de agentes sociais ou de entidades organizadas, certos princípios de atuação na coleta de dados em IoT :

  • Aviso da escolha, do mecanismo de acesso e da precisão da informação recolhida,
  • Uma política efetiva de minimização dos dados coletados,
  • Prestação de contas das medidas e falhas de segurança nos dispositivos.[33]

Ver tambémEditar

Referências

  1. (em inglês)Internet of Things (IoT). Cisco.com
  2. a b Internet de las cosas - Cómo la próxima evolución de Internet lo cambia todo, Dave Evans, Cisco Internet Business Solutions Group (IBSG), abril de 2011 (p. 2)
  3. Mohammadi Zanjireh, Morteza & Larijani, Hadi, (2015). A Survey on Centralised and Distributed Clustering Routing Algorithms for WSNs. IEEE Vehicular Technology Conference. VTC 2015. Glasgow, Scotland
  4. Conner, Margery (9 de maio de 2010). «Sensors empower the "Internet of Things"]» (10): 32-38. ISSN 0012-7515 
  5. «Internet das Coisas: da Teoria à Prática» (PDF). p. 2. Consultado em 23 de Outubro de 2017 
  6. Magrassi, P.; A. Panarella, N. Deighton, G. Johnson, “Computers to Acquire Control of the Physical World”, Gartner research report T-14-0301, 28 September, 2001.
  7. Commission of the European Communities (18 de junho de 2009). «Internet of Things — An action plan for Europe» (pdf). COM(2009) 278 final 
  8. Gershenfeld, Nel; Raffi Krikorian y Danny Cohen, "The Internet of Things". Scientific American, outubro de 2004, p. 76-81.
  9. Kevin Ashton: «That 'Internet of Things' Thing.». RFID Journal, 22 de julho de 2009
  10. Dodson, Sean (9 de outubro de 2003). «The internet of things». The Guardian 
  11. J. Höller, V. Tsiatsis, C. Mulligan, S. Karnouskos, S. Avesand, D. Boyle: From Machine-to-Machine to the Internet of Things: Introduction to a New Age of Intelligence. Elsevier, 2014, ISBN 978-0-12-407684-6
  12. Waldner, Jean-Baptiste (2007). Inventer l'Ordinateur du XXIeme Siècle. Londres: Hermes Science. 254 páginas. ISBN 2746215160 
  13. Pablo Mancini, "En Internet hay más objetos que personas", [1], 21 de julho de 2013. Citação: "Todo ser humano, durante un día normal, está rodeado por una media de entre 1000 y 5000 objetos, contando todo: desde el tenedor que usa para comer, el sillón donde descansa, etc., tal como lo explica Jean-Baptiste Waldner en Nano-informatique et intelligence ambiante")
  14. «9700 millones de objetos conectados» (em espanhol) 
  15. «Gartner Says the Internet of Things Installed Base Will Grow to 26 Billion Units By 2020». Gartner. 12 de dezembro de 2013 
  16. More Than 30 Billion Devices Will Wirelessly Connect to the Internet of Everything in 2020, ABI Research
  17. Waldner, Jean-Baptiste (2008). Nanocomputers and Swarm Intelligence. Londres: ISTE. pp. 227–231. ISBN 1847040020 
  18. "Cisco Connections Counter:" dynamic, online widget displays the number of connections being made at any one moment in time. http://newsroom.cisco.com/feature-content?type=webcontent&articleId=1208342
  19. Bullejos, David Martín. "Intelligent Buildings and Automatic Control", in Krawczyk, Dorota Anna (editor) Buildings 2020+ Constructions, materials and installations, pp 153-168. Printing House of Bialystok Univesity of Technology. Bialystok, 2019
  20. daCosta, Francis. Rethinking the Internet of Things. Apress, 2013.
  21. a b Mônica Mancini, Mônica Mancini (13 de fevereiro de 2017). «Internet das Coisas: História, Conceitos, Aplicações e Desafios». PMI São Paulo. Consultado em 23 de outubro de 2017 
  22. «AWS IoT – Amazon Web Services». Amazon Web Services, Inc. Consultado em 17 de julho de 2017 
  23. SRISHTI DEORAS, SRISHTI DEORAS (5 de agosto de 2016). «Primeiro dispositivo IoT - "The Internet Toaster"». iotindiamag.com. Consultado em 23 de outubro de 2017 
  24. Hung, Mark (2017). «Leading the IoT» (PDF) 
  25. Ikebe, Kazuro (27 de Março de 2017). «O que muda com a internet das coisas». Estadão 
  26. «It doesn't Matter». Harvard Business Review. 1 de maio de 2003 
  27. Greengard, Samuel. The Internet of Things. [S.l.: s.n.] ISBN 9780262527736 
  28. «O que é Internet das Coisas? Dez fatos que você precisa saber sobre IoT». TechTudo 
  29. «Localizada no Ceará, Smart City Laguna é a primeira cidade inteligente social do mundo». INBEC Pós-Graduação 
  30. Teles, Elaine (23 de setembro de 2016). «Arduino: O que é? Pra que serve? Quais as possibilidades?». Medium. Consultado em 3 de dezembro de 2018 
  31. 56% of US internet connections capped by providers
  32. Links, Cees. «The impact of the IoT demystified». The annual review of household appliance design and manufacturing /2017 / volume 6 / pagina 60 
  33. a b c Laginestra, Abian (17 de Julho de 2015). «A IoT: Privacidade e segurança em um mundo conectado». TI Especialistas. Consultado em 26 de Novembro de 2017