Mikä estää meitä hyödyntämästä kaikkea esineiden internetin potentiaalia? Tutkijat kehittivät keinoja tuoda esineiden internet aidosti kaikkialla

Esineiden internetistä on viime vuosina tullut todellisuutta. Se on auttanut automatisoimaan esimerkiksi koteja, terveydenhuoltoa ja teollista valmistusta. Kotitalouksille esineiden internetin laajeneminen voi tarkoittaa vaikkapa sitä, että sähköyhtiö lukee automaattisesti talon tai asunnon sähkömittarit tai että kiinteistö on suojattu turvajärjestelmällä ja sitä voi tarkkailla ja hallita näppärästi mobiilisovelluksella.

Hiljattain tekniikan tohtoriksi Aalto-yliopistosta valmistunut Óscar Novo Díaz sanoo, että esineiden internetiä voi pitää internetin laajennuksena, jonka yksi keskeisimmistä ominaisuuksista on, että se on läsnä kaikessa. Internetiin ja toisiinsa yhteydessä olevia erilaisia laitteita on jo laajasti saatavilla.

Kuitenkin myös yksi esineiden internetin keskeisimmistä haasteita liittyy sen kaikkialla läsnä olevaan luonteeseen. Nykyisellään tietyt tekniset ominaisuudet estävät sen, että kaikki esineiden internetin tarjoamasta potentiaalista voitaisiin hyödyntää.

Óscar Novo väitteli aiheesta hiljattain. Väitöskirjassaan hän keskittyi neljään haasteelliseen tekijään: viestintään, kulunvalvontaan, samanaikaisuuden hallintaan ja yhteisiin merkityksiin.

”Tällä hetkellä meillä on tiettyjä protokolloja esineiden internetille, mutta meidän täytyy varmistaa, että nämä protokollat – esimerkiksi turvallisuuden ja saavutettavuuden suhteen – ovat täysin huomaamattomia ja toimivat todella saumattomasti, eivätkä käytä liikaa rajallisten laitteiden resursseja”, hän selittää. Laitteiden rajallisuudella hän viittaa siihen, että edulliset laitteet – kuten pienet anturit – toimivat akkujen voimalla ja niiden laskennallinen teho on suhteellisen matala.

Esineiden internetin hajauttaminen ja sen protokollien, teknologian ja standardien epäyhtenäisyys on herättänyt usein yhteentoimivuuteen liittyviä kysymyksiä, jotka liittyvät konnektiivisuuteen, hallintaan ja datan prosessointiin. Monet haasteet ovat hajaantuneet internetprotokollien eri kerroksiin, mikä vaikeuttaa sen tunnistamista, mitkä tekijät vaikuttavat ongelman aiheuttajaan.

Novon väitöstutkimuksen yksi tärkeimmistä tehtävistä oli kehittää uusia keinoja ratkaista näitä ongelmia. Tutkijat panivat toimeen mekanismin, joka mahdollistaa esineiden internetissä olevien laitteiden välisen yhteyden ja viestinnän osoitteenmuunnoksen takana. Lisäksi he suunnittelivat ja panivat toimeen puitteet, joiden avulla voidaan hallita samanaikaista pääsyä esineiden internetin jaettuihin resursseihin.

Parantaakseen nykyistä kulunvalvontatilannetta tutkijat kehittivät hajautetun kulunvalvonnan hallintajärjestelmän. Se perustuu lohkoketjuteknologiaan ja sillä voidaan kontrolloida esineiden internetissä olevien laitteiden käyttölupapolitiikkaa. Lisäksi he suunnittelivat ja panivat täytäntöön järjestelmän, joka mahdollistaa erilaisten semanttisten verkkotunnusten yhteentoimivuuden.

Koronaviruspandemian vuoksi Novon väitöstilaisuus striimattiin verkossa. Hänen kanssaan fyysisesti samassa luentosalissa olivat vain kustos, professori Antti Ylä-Jääski ja opponentti, professori Sasu Tarkoma. Kaikki muut osallistujat seurasivat tilaisuutta Zoomin kautta. Novon mielestä kaikki sujui kuitenkin hienosti ja väitöstilaisuuden pitämisellä verkossa oli etunsa.

”Tavallisesti väitöstilaisuudet voivat olla melko raskaita, ja joitakin osallistujia kiinnostaa enemmän itse esitelmä, toisia taas keskustelu opponentin kanssa. Nyt ihmiset pystyivät liittymään ja lähtemään konferenssista silloin, kun halusivat.”

Professori Ylä-Jääski tarkkaili osallistujien lukumäärää tilaisuuden aikana ja kertoi Novolle, että jossain vaiheessa linjoilla oli jopa 20–30 osallistujaa. ”Se tuntui todella mukavalta.”

Óscar Novo on työskennellyt esineiden internetin parissa jo vuosia, joten hänestä tuntui luonnolliselta valita se myös väitöskirjansa aiheeksi. Tällä hetkellä hän työskentelee tutkijana yksityissektorilla. ”Haluisin siirtyä toisen tutkimusaiheen pariin, mutta olla yhä tekemisissä esineiden internetin kanssa ja hyödyntää asiantuntemustani siitä. Esimerkiksi tekoäly on hyvin lupaava ja kiinnostava tutkimusala.”

Óscar Novo Díaz väitteli perjantaina 24.4.2020. Hänen väitöskirjansa otsikko on ”Improving the Ubiquitous Capabilities of the Internet of Things”. Linkki väitöskirjaan: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/43772