Applicazioni IoT, dall’industria 4.0 all’agritech: a che punto siamo oggi

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Applicazioni IoT, dall’industria 4.0 all’agritech: a che punto siamo oggi

Dall’ambito domestico a quello lavorativo fino ai servizi, l’IoT è sempre più diffuso. Grazie all’integrazione dell’intelligenza artificiale i benefici sono ancora maggiori. Facciamo il punto della situazione con alcuni esempi pratici insieme a Alberto Ferraiuolo e Massimo Dionisi di TopNetwork

27 Ott 2021

Fabrizio Pincelli

Dell’Internet of Things (IoT) si parla dall’inizio degli anni 2000, ma la piattaforma deve la sua notorietà soprattutto a industria 4.0, il programma governativo che l’ha fatta crescere a ritmi vertiginosi negli ultimi anni. Oggi i dispositivi sono collocati un po’ dappertutto e le ricadute positive sono tantissime, dall’ambito domestico al building, nell’agricoltura così come nell’industria e nel medicale.

L’IoT ieri, oggi e domani: come si evolve

Nel tempo l’IoT ha effettuato un’evoluzione importante. «All’inizio c’era una sorta di passività – afferma Alberto Ferraiuolo, System Engineer di TopNetwork –, perché la sensoristica era utilizzata più che altro per impartire comandi ai dispositivi. Con l’affermazione dell’intelligenza artificiale e in virtù del valore che hanno acquisito i dati, oggi la sensoristica diffusa consente di fare molto di più». I dispositivi IoT sono tanti occhi e tante orecchie diffusi sul territorio, su spazi aperti e chiusi, che consentono di raccogliere dati a supporto poi delle decisioni. L’intelligenza artificiale è lo strumento di elaborazione e di predizione, che consente di lavorare su questi dati, affinarli e fornisce preziose indicazioni operative.

Alberto Ferraiuolo

System Engineer di TopNetwork

«Se volessimo rappresentare l’IoT tra passato, presente e prossimo futuro – dice Alberto Ferraiuolo – potremmo dire che nel passato l’IoT ci ha consentito di produrre dati in quantità. Oggi a questi dati si possono applicare modelli di machine learning per estrarre informazioni a supporto delle decisioni. Questo è il ruolo dell’intelligenza artificiale: consentire di creare servizi, dal monitoraggio alla previsione. Nel prossimo futuro, l’intelligenza sarà spostata sul dispositivo che quindi non sarà più solo un produttore di dati, ma potrà comunicare direttamente con altri dispositivi anch’essi intelligenti. Si creerà quella che è chiamata l’Artificial Intelligence of Things, l’intelligenza artificiale delle cose».

«Elaborare sulla periferia le informazioni – aggiunge Massimiliano Dionisi, Account Manager di TopNetwork – evita anche la gestione di un’enorme mole di dati. Il lavoro di scrematura preliminare, di selezione delle informazioni viene fatto nei dispositivi e a livello centrale arrivano soltanto i dati che realmente servono a supportare le decisioni, di qualsiasi tipo essi siano».

Massimiliano Dionisi

Account Manager di TopNetwork

L’IoT si separa dal cloud e garantisce la service continuity

Le componenti base di un sistema IoT sono la parte di sensoristica, che è l’elemento distribuito in tutti i device che devono essere monitorati, e la piattaforma. Questa raccoglie gli input dalla sensoristica ed effettua già una certa elaborazione. La componente che si è evoluta maggiormente è la piattaforma. «Una delle più recenti tendenze, che sta seguendo anche la nostra soluzione Polo – sostiene Alberto Ferraiuolo –, è di sganciarsi dal cloud. Questo perché il cloud è comunque un qualcosa a cui si accede in remoto, per cui un’assenza di corrente o qualche altro problema di rete possono interrompere la comunicazione e bloccare la trasmissione del segnale».

Per ovviare al problema, nell’IoT si adottano le architetture del fog computing e dell’edge computing. «Lo scopo per entrambi è eseguire le elaborazioni direttamente dove sono collocati i dispositivi IoT – sottolinea Massimo Dionisi –. Il fog computing attua però una gestione un po’ più ampia perché si fa carico anche delle informazioni relative alle connessioni tra i dispositivi stessi e il cloud. Sia nel caso del fog computing sia dell’edge computing i dati sono elaborati e inviati alla piattaforma in cloud solo nel momento in cui le condizioni della rete lo consentono. Perciò, se c’è stata un’interruzione di corrente e quindi non è stato possibile contattare il cloud, comunque tutte le elaborazioni che dovevano essere fatte sono state eseguite».

Quindi alla piattaforma IoT arrivano informazioni già elaborate ed eventualmente anche allarmi specifici. Qualora fosse dotata di intelligenza artificiale, la stessa piattaforma IoT potrebbe a sua volta effettuare una serie di “ragionamenti” mettendo insieme le informazioni che riceve giorno dopo giorno e proporre, per esempio, delle previsioni di manutenzione o di miglioramento dei processi.

Informazioni trasparenti con la blockchain

Rimanendo nell’ambito del miglioramento dei processi, o meglio, del controllo dei processi, TopNetwork sta sviluppando un progetto per la registrazione di dati sensibili anche su blockchain. «Stiamo realizzando strutture IoT per mettere dei sensori sulla merce che viaggia dal campo agricolo fino al supermercato – spiega Alberto Ferraiuolo –. I sensori misurano parametri come la temperatura e l’umidità cui le merci vengono sottoposte durante il viaggio oppure cui sono conservate in un magazzino temporaneo o nella cella frigorifero del mezzo di trasporto. Insomma, tutta la catena della supply chain agricola. Vorremmo poi registrare queste informazioni nella blockchain, perché, essendo garanzia di inalterabilità, assicura la tracciabilità e quindi il consumatore può verificare tutto lo storico dei prodotti».

Un gemello digitale per rendere più sicure le infrastrutture

Un’altra applicazione di IoT su cui sta lavorando TopNetwork riguarda la creazione di digital twin di alcune opere infrastrutturali, come per esempio ponti e cavalcavia. «Abbiamo pensato di utilizzare i nostri sistemi e la nostra piattaforma per sensorizzare alcuni ponti, soprattutto nel Sud Italia – precisa Massimo Dionisi – e di costruire un gemello digitale di tali ponti usando le informazioni che costantemente arrivano dalla struttura reale. Il sistema riceve i dati in real time dei movimenti, delle vibrazioni, del traffico che transita, delle condizioni esterne atmosferiche e così via. In questo modo, attraverso il digital twin, è possibile avere indicazioni sullo stato del ponte senza dovesi recare in loco. L’ingegnere strutturale può così affiancare ai modelli classici i modelli basati sul machine learning per individuare eventuali interventi di manutenzione predittiva».

Efficientamento energetico e IoT, binomio vincente

Un ambito in cui l’IoT è molto presente è quello dell’efficientamento energetico. In un’infrastruttura edile, un’abitazione o un palazzo la sensoristica è sempre più usata per misurare una serie di parametri che indicano quanto quell’appartamento o edificio è efficiente dal punto vista energetico. Un discoro analogo vale anche per un contesto industriale, una fabbrica. «Noi stiamo invece provando a sperimentare l’efficientamento energetico in ambiente ICT – sottolinea Alberto Ferraiuolo –. La digital transformation comporta un crescente uso di dispositivi, PC, app e connessioni di rete. E anche di più server e data center. Va da sé che dovranno aumentare i sistemi di raffreddamento della data room, perché ogni macchina, anche se in standby, consuma energia. Ma dovranno essere anche più efficienti».

Quello che sta realizzando TopNetwork è un sistema di sensori di temperatura collocati in parte sui PC, quindi sui dispositivi locali, in parte sui server e nella data room. L’obiettivo è tenere sotto osservazione i consumi, per poi migliorare l’efficientamento energetico. «Creare la temperatura ideale in una data room fa risparmiare molto perché gran parte del consumo dipende dai condizionatori – conclude Massimo Dionisi –. La sperimentazione che vogliamo fare sta proprio nello sviluppare sistemi basati in parte su IoT e in parte su intelligenza artificiale, per cercare di misurare, monitorare e ottimizzare i consumi».

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