Verso un mondo di oggetti connessi

Benché il contesto hardware, software e applicativo renda difficile stilare una definizione che metta d'accordo tutti, il tema dell'Internet of Things è entrato ormai nel dire collettivo. Oggetti più o meno intelligenti che scambiano dati attraverso reti di comunicazione di vario tipo potrebbe essere una descrizione sufficientemente generica per delineare ciò che rappresenta la nuova frontiera delle applicazioni elettroniche. È un universo indistinto di proposte, un festival di idee che spazia dal monumento che comunica con il turista, raccontando qualcosa di sé e consigliando come proseguire il tour della città, ai capi di abbigliamento tracciati individualmente per garantirne l'originalità; dal lampione stradale che regola l’intensità luminosa sulla base delle condizioni atmosferiche e comunica quando la sorgente deve essere sostituita, ai dispositivi medicali che misurano autonomamente a domicilio i parametri vitali di un malato trasmettendoli quotidianamente alla struttura medica di riferimento; dal contatore elettrico che registra e comunica l’entità dei consumi e dell’energia prodotta dai pannelli fotovoltaici sul tetto della casa, all'autovettura che trasmette la sua posizione e i dati di guida per finalità assicurative, di manutenzione o di monitoraggio del traffico. Benché "Internet delle Cose" sia sicuramente la parola dell'anno, secondo Cadence questo termine sarà presto sostituito da concetti più specifici. In prospettiva, l'affinamento delle applicazioni comporterà una crescente differenziazione progettuale, con una spaccatura sempre più netta tra sistemi general purpose - quali telefoni, Pc e gateway - e sistemi specializzati a basso costo, come prodotti indossabili, soluzioni smart-home, medicali e così via. Per Cadence, tale dinamica seguirà un modello evolutivo assimilabile a quello delle specie animali, che nell'arco di milioni di anni ha portato da una parte ai grandi mammiferi (assimilabili agli attuali sistemi "data intensive" di tipo generico), dall'altra agli insetti, la cui specializzazione, miniaturizzazione ed altissima efficienza energetica richiama le applicazioni vicine al mondo IoT. In queste due grandi aree prevalgono requisiti sostanzialmente differenti che comporteranno anche filoni distinti in termini di valore aggiunto, proprietà intellettuale, strumenti di progettazione, infrastrutture e tecnologie di base. È evidente come i nuovi progetti - soprattutto appartenenti alla specie "insetto" - accelereranno e renderanno sempre più evidente l'inadeguatezza dei modelli di business tradizionali, mettendo in risalto la creatività applicativa a discapito del puro aspetto tecnico. Che cos'è IoT? Che cosa non è IoT; per entrambe le domande la risposta è difficile, se non impossibile. Ogni attore che concorre in questo mercato ha una propria visione, spesso inconciliabile con le altre e spesso coincidente con i prodotti che vende. Ciò che è chiaro è che l'IoT non corrisponde né a un mercato né a una tecnologia. Si tratta infatti di un'astrazione che descrive il concetto fondamentale di "interconnessione tra universi un tempo isolati". Anche per Malcolm Penn, Ceo della società di analisi di mercato Future Horizons, è importante il fatto che tale interconnessione (sia essa battezzata Internet of Things, Internet of Everything o Internet of People, secondo gli slogan più "up-to-date") deve trovare una ragione di esistere nell'intrattenere, facilitare la vita, eliminare la fatica o abilitare nuovi prodotti e servizi prima impensabili. L'interconnessione degli oggetti comporta una serie di importanti problematiche. Ogni giorno, secondo Penn, nel mondo vengono prodotti 2,3 trilioni di GB; nel 2015, ogni 5 minuti sul la rete transiterà una mole di dati pari all'archivio di tutti i film mai girati. Come saranno connessi questi oggetti? Quali requisiti di banda saranno necessari? Privacy, integrità e sicurezza dei dati come saranno tutelate? Come garantire un'alimentazione elettrica affidabile e permanente a dei prodotti spesso minuscoli, indossabili e sempre attivi? Anche a queste domande manca una risposta univoca. Il lungo cammino è appena iniziato: prodotti e servizi stanno vivendo una fase pionieristica che lascia intendere come l'IoT sarà sicuramente un movimento imponente ma anche come le ricadute si manifesteranno nettamente in ritardo rispetto a qualsiasi attuale previsione. Ciò che manca ancora sono delle tecnologie veramente abilitanti. Tradotto in pratica, questo significa nuove soluzioni di energy harvesting, tessuti intelligenti, circuiti flessibili per sfruttare la grande opportunità dell'elettronica indossabile, chip a bassissimo consumo... benché i blocchi costruttivi di base siano già disponibili, gli elementi che differenzieranno le soluzioni IoT saranno due: la loro capacità di comunicare e le modalità di gestione dell'enorme mole di informazioni resa disponibile. Secondo Penn, ciò che è importante è imparare dagli errori del passato ed evitare di cadere nella cosiddetta "sindrome dell'innovatore", affrontando la sfida dell'IoT non in termini evolutivi bensì con un cambiamento mentale radicale.

 

Mercato… diamo i numeri?

Data la carenza di definizioni comuni, determinare il valore reale del mercato dell'IoT è un compito arduo. Le ipotesi abbondano e spesso sono in contrasto tra loro. Qualche esempio? Nel settembre 2013, IHS Technology valutava per il 2020 un giro d'affari di 8,9 trilioni di dollari (contro i 4,8 trilioni nel 2012), con 220 miliardi gli oggetti connessi a Internet in circolazione. Sempre per il 2020, Gartner prevede ben 1,9 trilioni di dollari, con 26 miliardi di dispositivi in circolazione. Nello stesso arco temporale, Ovum ipotizzava una crescita dagli 16,7 miliardi di dollari del 2013 ai 44,8 miliardi nel 2018, con una crescita delle connessioni da 106,4 milioni a 360,9 milioni. Nel gennaio 2014, Strategic Analytics azzardava un valore 45 miliardi di dollari, con una crescita che porterà il settore a 242 miliardi nel 2022. Idate indicava invece un incremento annuo costante del 30% dal 2013 (33 miliardi di dollari e 175 milioni di connessioni) al 2017, con 470 milioni di connessioni attive a fine periodo. Una varianza così profonda riflette sicuramente l'assenza di una visione univoca, ma anche di standard e piattaforme condivisi di cui molti attori del mercato lamentano l'assenza. Tutto ciò a livello internazionale. E in Italia? A dare delle risposte ci prova l'Osservatorio Osservatorio Internet of Things del Politecnico di Milano. Partendo da un'analisi che mette in relazione l'aderenza al "paradigma IoT" (molto pragmaticamente: oggetti intelligenti abbinati a reti intelligenti) e il grado di maturità, salta subito all'occhio come, ad eccezione dello smart metering (che nel 2013 rappresentava un quarto circa del numero totale), le applicazioni più consolidate si basano prevalentemente sulla connessione a Internet tramite rete cellulare. Usata per la trasmissione dagli oggetti intelligenti ai centri di controllo oppure dai concentratori ai centri di controllo, la rete cellulare sembra essere assolutamente dimensionata rispetto alle necessità applicative degli oggetti IoT (per esempio i contatori del gas), spesso caratterizzati da requisiti molto semplici. A tale proposito occorre aprire una parentesi. Nei paesi sviluppati, il numero di schede Sim attive supera quello degli abitanti. Il mercato ha ormai raggiunto la saturazione e per questo motivo i gestori cercano di sviluppare delle soluzioni parallele, con costi di collegamento e caratteristiche tecnologiche più in linea con gli oggetti IoT. Guardando il modo in cui il progetto Metis (Mobile and wireless communications Enablers for the Twenty-twenty Information Society) sta delineando le esigenze che guideranno l'evoluzione delle nostre reti cellulari di quinta generazione da qui al 2020, è evidente come le diverse tecnologie siano destinate a coesistere. Benché uno degli obiettivi delle reti del futuro sia di rispondere al meglio all'esigenza di comunicazioni "incredibilmente veloci" (che richiederanno più larghezza di banda e più velocità in termini di bit), i gestori non potranno trascurare l'impatto degli "oggetti onnipresenti e comunicanti", cioè IoT, basati su tecnologie più semplici, a basso consumo e a basso costo, connessi attraverso un'infrastruttura agile e facile da implementare. Tra le applicazioni afferenti il mondo IoT non facilmente integrabili nelle reti di generazione precedente a causa della durata della batteria e del costo di connessione si segnalano quelle di tariffazione (acqua e gas), di logistica industriale, di gestione flotte, di sicurezza, di rilevamento ambientale, sanitarie, di fitness e così via. In tutte queste applicazioni, non sempre è disponibile uno smart router WiFi o Bluetooth per supportare la connessione a Internet di ogni singolo dispositivo. Di contro, una connessione 2G/3G comporterebbe dei costi di collegamento e degli oneri energetici insostenibili. Tutte le applicazioni IoT hanno alcuni punti in comune: richiedono l'invio o la ricezione di pochi byte; tollerano latenze di rete nell'ordine dei secondi; non devono essere "always-on" e rimangono silenti per la maggior parte del tempo; non devono dialogare tra di loro in modalità peer-to-peer; sono più tolleranti a errori di rete o di trasmissione. Considerando queste proprietà, un'eventuale infrastruttura di rete IoT potrebbe essere molto leggera, con bit-rate molto bassi, architetture asincrone e concentrata su bande di interesse marginale. Alcune tecnologie radio già supportano tali reti. Esempi sono le reti private di tariffazione in modulazione Fsk/Msk realizzate con WmBus, la soluzione LoRa di Semtech, l'architettura Random-Phase-Multiple-Access di On-Ramp-Wireless, e i livelli Direct-Sequence-Spread-Spectrum alternativi in standardizzazione presso l'Ieee da parte di numerosi sviluppatori. In Europa, diverse società di servizi stanno implementando reti private per contatori di tariffazione basate su WmBus. Altri, come Actility (che si affida alla tecnologia LoRa) stanno installando reti private per sistemi smart grid e smart city. Tornando all'osservatorio del Politecnico, è importante sottolinare l'impatto degli oggetti IoT connessi alla rete cellulare direttamente, o indirettamente tramite gateway. Si stima che a fine 2013 erano ben 6 milioni, con un tasso di crescita che conferma lo spasmodico interesse del pubblico verso gli oggetti mobili con funzionalità Internet. Si tratta di un interesse che esprime il bisogno di connettività nei contesti più comuni, come l'auto oppure l'edificio, settori che rappresentano rispettivamente il 47% e il 19% del totale dei 6 milioni di oggetti menzionati. Se l'auto rappresenta quasi la metà in termini numerici, in termini di fatturato il settore rappresenta il 31% di un giro d'affari 2013 stimato dall'Osservatorio in 900 milioni di euro. Alle applicazioni automotive fanno seguito quelle di smart home (21% del fatturato totale), di smart metering (19%), di logistica (13%) e di asset management (8%).

 

Le prospettive

Indubbiamente l'IoT può essere definito come applicazione "killer". Si tratta di un mercato in salute, cresciuto in un anno dell'11% rispetto al calo del 4,3% del settore Ict nel suo insieme. La crescita è legata ai nuovi progetti, ma anche al miglioramento dei prodotti esistenti e ai nuovi servizi. Alla base dello sviluppo troviamo dei "driver" comuni, che mirano a soddisfare nuove esigenze, sia espresse sia inespresse (cioè legate alla creazione di bisogni o a dinamiche esterne, come le nuove normative). Nel settore auto, ad esempio all'azione fortissima dei costruttori si associa l'intervento delle assicurazioni, le quali offrono sconti e servizi fruibili solo attraverso sull'interazione della vettura con la rete. L'evoluzione imposta dalla normativa e dai servizi forniti dalle utility (ad esempio la tariffazione oraria e la telelettura) domina il settore del metering. Spinte altrettanto importanti vengono dalle esigenze legate alla sicurezza, all'ottimizzazione dei consumi, ai servizi alla persona e al comfort, predominanti soprattutto in ambito domestico e sociale. Ovviamente la spinta dovuta all'innovazione di prodotto rappresenta lo stimolo più forte: senza l'avvento del paradigma IoT certe soluzioni applicative non sarebbero neppure possibili. Ciò è vero per definizione soprattutto negli ambiti meno consolidati, dove si sta assistendo alla nascita di applicazioni estremamente aderenti al concetto di IoT. Qui prevale un'elevata carica d'innovazione ma una altrettanto elevata frammentazione, con progetti pilota che stanno cercato di svilupparsi proponendo nuovi elementi di valore. Protagonisti di questa innovazione sono sicuramente le startup, le quali tendono a disarticolare i modelli di business consolidati condizionando il mercato con forti momenti di discontinuità. Proprio nei nuovi modelli di business risiede la natura "killer" dell'IoT. In alcune applicazioni che riguardano la sicurezza domestica - ad esempio - si sta assistendo alla nascita di soluzioni e servizi erogati attraverso semplici oggetti connessi alla rete e gestiti via app (telecamere, interruttori o serrature automatiche comandabili dallo smartphone). La discontinuità sta nel fatto che questi elementi non richiedono più l'intermediazione del fornitore di materiale elettrico e dell'elettricista, ma possono essere acquistati on-line e installati direttamente dall'utente. È chiaro come il fattore limitante sia proprio trovare degli elementi di business sostenibili e profittevoli.

 

Piattaforme e integrazione

Questo fiorire di soluzioni comporta anche un problema di piattaforme e di integrazione, due aspetti che stanno richiamando l'attenzione dei grandi player globali e dei consorzi di aziende, le quali cercano di "catturare" il mercato consumer attraverso proposte che attribuiscono un ruolo centrale ai dispositivi mobili per la fruizione dei servizi. Esempi recenti nel campo dello smart building arrivano da Google (con l'acquisto del produttore di dispositivi intelligenti Nest Labs per 3,2 miliardi di dollari) e da Samsung (con il servizio di gestione elettrodomestici Smart Home), attratte da un mercato che tra il 2012 e il 2013 ha mostrato incrementi veramente importanti. Incredibile il fenomeno Tile di Reveal Labs, realtà finanziata da alcuni big della rete quali ZDNet. Tile è un tag Bluetooth 4.0 che consente di ritrovare gli oggetti smarriti attraverso il proprio smartphone o attraverso quello di altri utenti della comunità che hanno l'applicazione attiva sul loro device. Anche il campo automotive propone dei numeri che stanno attirando le attenzioni dei grandi player. Solo in Italia, l'8% dei 37 milioni di veicoli circolanti (quindi 2,5 milioni) possono essere definiti in qualche modo "IoT" perché connessi alla rete (per il 95% si tratta di box assicurativi, per il 5% di dotazioni native): questo lascia intendere come, nell'arco di qualche anno, le funzionalità smart arriveranno a coprire una fetta importante del parco auto, offrendo servizi di localizzazione, registrazione dei parametri, infomobility, telediagnostica e così via. Anche qui non è da trascurare la spinta della normativa. Nel 2015, in Europa, i nuovi modelli immessi sul mercato dovranno essere equipaggiati con il sistema di assistenza eCall, di cui ogni paese dovrà realizzare l'infrastruttura: ciò significa che, nel 2016, il 20% di auto in Italia (oltre 7,5 milioni) sarà connesso alla rete. È facile immaginare il potenziale sconfinato di piattaforme di questo tipo, dove ogni elemento diventa a sua volta può diventare un nodo attivo della rete. Altrettanto interessanti sono le prospettive delle applicazioni IoT legate alle smart city. Dalla gestione del traffico al monitoraggio ambientale, dal comfort degli edifici al trasporto pubblico, dalla gestione dell'illuminazione alla sicurezza, dalle reti energetiche ai servizi turistici, le applicazioni sono veramente illimitate. Lo studio dell'Osservatorio ha però messo in luce come in Italia il 60% dei progetti smart city si trovi ancora in stato sperimentale, con un rischio di mancata finalizzazione molto elevato. L'industrializzazione di questi progetti è spesso condizionata dal finanziamento pubblico, determinante nel 92% dei casi contro il 72% negli altri paesi europei e il 67% nel resto del mondo. Un'occasione tutta italiana è la norma che obbliga l'installazione di contatori intelligenti del gas presso il 60% dei punti di riconsegna entro la fine del 2018. Tale sfida potrebbe però comportare numerose problematiche finanziarie (rientro degli investimenti) e tecniche, legate sia alle infrastrutture sia al singolo contatore. Sfide che potrebbero essere notevolmente alleggerite attraverso delle Smart Urban Infrastructure condivise, costruite sulla base della tipica geografia dei servizi cittadini. Tali infrastrutture permetterebbero la raccolta e la gestione centralizzata di informazioni provenienti da oggetti intelligenti nati per finalità di servizio multi-applicazione (illuminazione pubblica, gestione semaforica, raccolta rifiuti e così via) e multi-servizio (elettricità, gas, acqua). Tutto ciò dimostra ancora una volta come l'Internet delle cose possa essere il propulsore di una vera innovazione, ma solo a condizione di una reale utilità applicativa e di nuovi modelli di business. Troppi oggi stanno pensando allo sviluppo delle applicazioni e degli apparati finali senza prestare sufficiente attenzione alle condizioni di contorno. L'IoT rappresenta un'opportunità d'innovazione enorme e reale. In Italia vi sono alcuni casi di assoluta eccellenza, ma ciò che è fondamentale comprendere è che l'IoT avrà una motivazione reale nel momento in cui sarà disponibile un vero e proprio "ecosistema". Certamente si può pensare a un IoT in ambito locale o privato, ma l'esplosione di queste applicazioni avverrà solo quando saranno disponibili dei network pubblici in grado di supportare le comunicazioni con i punti finali.

 

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