Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) ist ein System miteinander verbundener Computergeräte, mechanischer und digitaler Maschinen, Objekte, Tiere oder Menschen, die mit eindeutigen IDs (Unique Identifiers, UIDs) versehen sind und Daten über ein Netzwerk übertragen können, ohne dass Mensch zu Mensch erforderlich ist oder Mensch-zu-Computer-Interaktion.
Die Definition des Internets der Dinge hat sich aufgrund der Konvergenz mehrerer Technologien, Echtzeitanalysen, maschinellem Lernen, Warensensoren und eingebetteten Systemen weiterentwickelt. Herkömmliche Bereiche eingebetteter Systeme, drahtloser Sensornetzwerke, Steuerungssysteme, Automatisierung (einschließlich Haus- und Gebäudeautomation) und andere Bereiche tragen dazu bei, das Internet der Dinge zu ermöglichen. Auf dem Verbrauchermarkt ist die IoT-Technologie das Synonym für Produkte, die sich auf das Konzept des "intelligenten Hauses" beziehen und Geräte und Geräte (z. B. Beleuchtungskörper, Thermostate, Haussicherungssysteme und Kameras sowie andere Haushaltsgeräte) abdecken, die eines oder mehrere unterstützen häufigere Ökosysteme und können über mit diesem Ökosystem verbundene Geräte wie Smartphones und Smart-Speaker gesteuert werden.
Es gibt eine Reihe schwerwiegender Bedenken hinsichtlich der Gefahren für das Wachstum des Internet der Dinge, insbesondere in den Bereichen Datenschutz und Sicherheit. Infolgedessen bemühen sich Industrie und Regierung, diese Probleme anzugehen.
Das Konzept eines Netzwerks intelligenter Geräte wurde bereits in 1982 erörtert. Dabei war ein modifizierter Coke-Verkaufsautomat an der Carnegie Mellon University das erste Gerät mit Internetverbindung, das in der Lage war, seinen Bestand zu melden und zu prüfen, ob neu geladene Getränke kalt waren oder nicht. Mark Weisers 1991-Artikel zu Ubiquitous Computing, "Der Computer des 21st Century", sowie akademische Einrichtungen wie UbiComp und PerCom lieferten die zeitgenössische Vision des IoT. In 1994 beschrieb Reza Raji das Konzept in IEEE Spectrum als "[Verschieben] kleiner Datenpakete auf eine große Anzahl von Knoten, um alles von Haushaltsgeräten bis hin zu ganzen Fabriken zu integrieren und zu automatisieren". Zwischen 1993 und 1997 schlugen mehrere Unternehmen Lösungen wie Microsoft's at Work oder Novells NEST vor. Das Feld gewann an Dynamik, als Bill Joy die Kommunikation von Gerät zu Gerät als Teil seines "Six Webs" -Frameworks vorstellte, das auf dem World Economic Forum in Davos in 1999 vorgestellt wurde.
Der Begriff "Internet der Dinge" wurde wahrscheinlich von Kevin Ashton von Procter & Gamble, dem späteren Auto-ID-Center des MIT, in 1999 geprägt, obwohl er den Begriff "Internet der Dinge" bevorzugt. Zu diesem Zeitpunkt betrachtete er die Radiofrequenz-Identifikation (RFID) als unerlässlich für das Internet der Dinge, mit der Computer alle einzelnen Dinge verwalten können.
Cisco Systems definierte das Internet der Dinge als "einfach den Zeitpunkt, zu dem mehr" Dinge oder Objekte "mit dem Internet verbunden waren als Menschen" und schätzte, dass das Internet der Dinge zwischen 2008 und 2009 "geboren" wurde, wobei das Verhältnis von Dingen zu Menschen zunahm von 0.08 in 2003 zu 1.84 in 2010.
Die treibende Kraft hinter dem Internet der Dinge ist der MOSFET (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor oder MOS-Transistor), der ursprünglich von Mohamed M. Atalla und Dawon Kahng von Bell Labs in 1959 erfunden wurde. Der MOSFET ist der Grundbaustein modernster Elektronik, einschließlich Computern, Smartphones, Tablets und Internetdiensten. Die Miniaturisierung der MOSFET-Skalierung in einem von Dennard-Skalierung und Moores Gesetz vorhergesagten Tempo war die treibende Kraft für die technologischen Fortschritte in der Elektronikindustrie seit dem späten 20. Jahrhundert. Die MOSFET-Skalierung wurde bis in das frühe 21st-Jahrhundert mit Fortschritten wie der Reduzierung des Stromverbrauchs, der Herstellung von Silizium-auf-Isolator-Halbleiterbauelementen (SOI) und der Multi-Core-Prozessortechnologie erweitert, die zum Internet der Dinge führen, das von angetrieben wird MOSFETs, die auf nanoelektronische Größen verkleinert werden und den Energieverbrauch senken.
Die umfangreichen Anwendungen für IoT-Geräte werden häufig in Bereiche für Verbraucher, Gewerbe, Industrie und Infrastruktur unterteilt.
Consumer-Anwendungen
Ein wachsender Anteil der IoT-Geräte wird für den Endverbraucher entwickelt, einschließlich vernetzter Fahrzeuge, Heimautomatisierung, tragbarer Technologie, vernetzter Gesundheit und Geräten mit Fernüberwachungsfunktionen.
Intelligentes Zuhause
IoT-Geräte sind Teil des umfassenderen Konzepts der Heimautomation, das Beleuchtung, Heizung und Klimaanlage sowie Medien- und Sicherheitssysteme umfassen kann. Zu den langfristigen Vorteilen zählen Energieeinsparungen, indem automatisch sichergestellt wird, dass Licht und Elektronik ausgeschaltet werden.
Ein intelligentes Zuhause oder ein automatisiertes Zuhause kann auf einer Plattform oder Hubs basieren, die intelligente Geräte und Appliances steuern. Mithilfe von Apples HomeKit können Hersteller beispielsweise ihre Heimprodukte und Zubehörteile über eine Anwendung auf iOS-Geräten wie dem iPhone und der Apple Watch steuern lassen. Dies kann eine dedizierte App oder native iOS-Anwendungen wie Siri sein. Dies kann im Fall von Lenovo Smart Home Essentials demonstriert werden, einer Reihe von Smart-Home-Geräten, die über Apples Home-App oder Siri gesteuert werden, ohne dass eine Wi-Fi-Brücke erforderlich ist. Es gibt auch dedizierte Smart-Home-Hubs, die als eigenständige Plattformen für die Verbindung verschiedener Smart-Home-Produkte angeboten werden. Dazu gehören Amazon Echo, Google Home, Apples HomePod und Samsungs SmartThings Hub. Zusätzlich zu den kommerziellen Systemen gibt es viele nicht proprietäre Open-Source-Ökosysteme. einschließlich Home Assistant, OpenHAB und Domoticz.
Altenpflege
Eine wichtige Anwendung eines Smart Homes ist die Unterstützung von Menschen mit Behinderungen und älteren Menschen. Diese Heimsysteme verwenden Hilfstechnologien, um die spezifischen Behinderungen eines Besitzers zu berücksichtigen. Die Sprachsteuerung unterstützt Benutzer bei Seh- und Mobilitätseinschränkungen, während Warnsysteme direkt an Cochlea-Implantate angeschlossen werden können, die von hörgeschädigten Benutzern getragen werden. Sie können auch mit zusätzlichen Sicherheitsmerkmalen ausgestattet werden. Diese Funktionen können Sensoren umfassen, die medizinische Notfälle wie Stürze oder Anfälle überwachen. Die auf diese Weise eingesetzte Smart-Home-Technologie bietet dem Benutzer mehr Freiheit und eine höhere Lebensqualität.
Der Begriff "Enterprise IoT" bezieht sich auf Geräte, die in Geschäfts- und Unternehmenseinstellungen verwendet werden. Nach Schätzungen von 2019 wird das EIoT für 9.1-Milliarden-Geräte verantwortlich sein.
Kommerzielle Anwendung
Medizin und Gesundheitswesen
Das Internet der medizinischen Dinge (Internet of Medical Things, IoMT) (auch als Internet der Gesundheitsdinge bezeichnet) ist eine Anwendung des Internet der Dinge für medizinische und gesundheitsbezogene Zwecke, zur Datenerfassung und -analyse für Forschungszwecke und zur Überwachung. Das IoMT wurde als "Smart Healthcare" bezeichnet, als Technologie zur Schaffung eines digitalisierten Gesundheitssystems, das verfügbare medizinische Ressourcen und Gesundheitsdienstleistungen miteinander verbindet.
IoT-Geräte können verwendet werden, um Fernüberwachungs- und Notfallbenachrichtigungssysteme zu aktivieren. Diese Geräte zur Überwachung des Gesundheitszustands können von Blutdruck- und Herzfrequenzmessgeräten bis zu fortschrittlichen Geräten reichen, mit denen spezielle Implantate wie Herzschrittmacher, elektronische Fitbit-Armbänder oder fortschrittliche Hörgeräte überwacht werden können. Einige Krankenhäuser haben damit begonnen, "intelligente Betten" einzuführen, die erkennen können, wann sie belegt sind und wann ein Patient versucht aufzustehen. Es kann sich auch selbst anpassen, um sicherzustellen, dass der Patient angemessen unter Druck gesetzt und gestützt wird, ohne dass das Pflegepersonal manuell eingreift. Einem Bericht von 2015 Goldman Sachs zufolge können IoT-Geräte im Gesundheitswesen "in den USA mehr als 300 Milliarden US-Dollar an jährlichen Gesundheitsausgaben einsparen, indem sie den Umsatz steigern und die Kosten senken." Darüber hinaus führte der Einsatz mobiler Geräte zur Unterstützung der medizinischen Nachsorge zur Schaffung von „m-health“, das zur Analyse, Erfassung, Übermittlung und Speicherung von Gesundheitsstatistiken aus mehreren Quellen, einschließlich Sensoren und anderen biomedizinischen Erfassungssystemen, verwendet wurde.
Spezielle Sensoren können auch in Wohnräumen angebracht werden, um die Gesundheit und das allgemeine Wohlbefinden älterer Menschen zu überwachen. Gleichzeitig kann sichergestellt werden, dass eine angemessene Behandlung durchgeführt wird, und Menschen können mithilfe von Therapien ihre verlorene Mobilität wiedererlangen. Diese Sensoren bilden ein Netzwerk intelligenter Sensoren, die in der Lage sind, wertvolle Informationen in verschiedenen Umgebungen zu sammeln, zu verarbeiten, zu übertragen und zu analysieren, z. Auch andere Verbrauchergeräte, die ein gesundes Leben fördern sollen, wie angeschlossene Waagen oder tragbare Herzmonitore, sind mit dem IoT möglich. End-to-End-Gesundheitsüberwachung IoT-Plattformen stehen auch für vorgeburtliche und chronische Patienten zur Verfügung. Sie unterstützen das Management von Gesundheitszuständen und wiederkehrenden Medikamentenanforderungen.
Fortschritte in der Herstellung von Kunststoffen und Gewebeelektronik haben IoMT-Sensoren mit extrem niedrigen Kosten und Einsatzmöglichkeiten ermöglicht. Diese Sensoren können zusammen mit der erforderlichen RFID-Elektronik auf Papier oder E-Textilien für drahtlos betriebene Einweg-Sensorgeräte hergestellt werden. Es wurden Anwendungen für die medizinische Point-of-Care-Diagnostik entwickelt, bei denen Portabilität und geringe Systemkomplexität von entscheidender Bedeutung sind.
Ab 2018 wurde IoMT nicht nur in der klinischen Laborindustrie, sondern auch im Gesundheitswesen und in der Krankenversicherung eingesetzt. IoMT im Gesundheitswesen ermöglicht es Ärzten, Patienten und anderen Personen, z. B. Erziehungsberechtigten, Krankenschwestern, Familienangehörigen und ähnlichen, Teil eines Systems zu sein, in dem Patientenakten in einer Datenbank gespeichert werden und Ärzten und dem Rest der Welt ermöglicht werden das medizinische Personal Zugang zu Patienteninformationen zu haben. Darüber hinaus sind IoT-basierte Systeme patientenzentriert, was bedeutet, dass sie an die medizinischen Bedingungen des Patienten angepasst werden können. IoMT in der Versicherungsbranche bietet Zugang zu besseren und neuartigen dynamischen Informationen. Dazu gehören sensorgestützte Lösungen wie Biosensoren, Wearables, verbundene Gesundheitsgeräte und mobile Apps zur Verfolgung des Kundenverhaltens. Dies kann zu genauerem Underwriting und neuen Preismodellen führen.
Die Anwendung des IOT im Gesundheitswesen spielt eine grundlegende Rolle bei der Behandlung chronischer Krankheiten sowie bei der Prävention und Kontrolle von Krankheiten. Die Fernüberwachung wird durch den Anschluss leistungsfähiger drahtloser Lösungen ermöglicht. Die Konnektivität ermöglicht es Ärzten, Patientendaten zu erfassen und komplexe Algorithmen bei der Analyse von Gesundheitsdaten anzuwenden.
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