ΔτΠ: Η προοπτική, τα βασικά αρχιτεκτονικά στοιχεία, και οι μέλλουσες κατευθύνσεις (Gubbi et al., 2013)
Το παρόν άρθρο αποτελεί μία εισαγωγή στο λεγόμενο Διαδίκτυο των Πραγμάτων (ΔτΠ, Internet of Things, IoT), το οποίο είναι ένας από τους τομείς που στην Ελλάδα μπορεί να προσφέρει σημαντικά οφέλη, και σε συνδυασμό με την τεχνολογία 5G, μπορεί να συνεισφέρει στο ψηφιακό μετασχηματισμό της χώρας. Πιο συγκεκριμένα, περιγράφονται οι λύσεις που μπορεί να προσφέρει το ΔτΠ στους τομείς της Ιατρικής, των Έξυπνων Κτιρίων, της διακυβέρνησης και διοίκησης, καθώς και στον αγροτικό τομέα και στις καλλιέργειες. Επιπλέον σκιαγραφούνται και τα όποια προβλήματα και επιφυλάξεις εμφανίζονται κατά τη χρήση των τεχνολογιών αυτών.
«Εάν νομίζετε ότι το διαδίκτυο άλλαξε τη ζωή σας, σκεφτείτε το ξανά. Το ΔτΠ είναι έτοιμο να την αλλάξει ξανά!» – Μπρένταν Ο’ Μπράιν, Επικεφαλής Μηχανικός και Συνιδρυτής, «Aria Systems»
Μία από τις κυρίαρχες τεχνολογίες παγκοσμίως σήμερα είναι το ονομαζόμενο Διαδίκτυο των Πραγμάτων, ΔτΠ (Internet of Things, IoT). Σε αυτόν τον όρο εμπεριέχονται πολύ διαφορετικές συσκευές και προσεγγίσεις, ενώ δεν είναι σαφή τα όρια και ο τρόπος ή τα κριτήρια ένταξης στον όρο αυτό μίας συσκευής ή της όποιας τεχνολογίας. Κάτω από αυτήν τη γενική περιγραφή-ομπρέλα, εμπεριέχονται μικρές ηλεκτρονικές συσκευές που επιτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες, όπως για παράδειγμα ο θερμοστάτης που επικοινωνεί ασύρματα, ο ανιχνευτής επικίνδυνων αερίων, ο ασύρματος αισθητήρας στα παράθυρα, η κάμερα που ενεργοποιείται με την κίνηση, η τεχνολογία ανέπαφων πληρωμών, αλλά και τα ίδια τα έξυπνα τηλέφωνα που τις εμπεριέχουν. Αυτές οι συσκευές προσφέρουν μία σειρά από καινοτόμες υπηρεσίες και χαρακτηριστικά, ενώ παρατηρείται παγκοσμίως μία άνθηση σε προσφορά νέων λύσεων και υπηρεσιών σε όλους τους τομείς της ανθρώπινης ζωής. Παράλληλα, οι συσκευές αυτές, ούσες μικρές, χαμηλού κόστους, και χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, συνεισφέρουν σημαντικά στην πράσινη ανάπτυξη και στην υλοποίηση λύσεων φιλικών με το περιβάλλον και μείωσης κατανάλωσης ρύπων όπως περιγράφονται από την Ευρωπαϊκή Ένωση στην «Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία» (Πηγή: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EL/TXT/HTML/?uri=CELEX:52019DC0640&from=EN).
Πιο συγκεκριμένα, το ΔτΠ απαρτίζεται από ετερογενείς και συνήθως χαμηλού κόστους αισθητήρες (sensors), ενεργοποιητές (actuators), αντικείμενα, καθώς και συσκευές περιορισμένων πόρων και δυνατοτήτων (constrained devices), συνήθως διασκορπισμένες σε μεγάλες αστικές και αγροτικές εκτάσεις. Οι συσκευές αυτές έχουν δυνατότητες μεταξύ τους δικτύωσης, και μπορούν να συνδεθούν και να αλληλοεπιδράσουν μεταξύ τους αλλά και με τους τελικούς χρήστες, τόσο μέσω του διαδικτύου (Internet), αλλά και σε τοπικό επίπεδο και εσωτερικά δίκτυα (Local Area Networks, LAN). Μία συνολική αποτύπωση της τρέχουσας, αλλά και της μελλοντικής κατάστασης στο ΔτΠ παρουσιάζεται στο (Gubbi et al, 2013).
Κάποιες από τις κύριες δυνατότητες αυτών των συσκευών, είναι: 1) η παρατεταμένη διάρκεια αυτόνομης λειτουργίας, όπως επί παραδείγματι με (επαναφορτιζόμενες) μπαταρίες, που σε κάποιες περιπτώσεις μπορεί να φτάσει σε δέκα ή παραπάνω χρόνια, 2) η λειτουργία κάτω από δύσκολες και οριακές συνθήκες, όπως αυτές που κυριαρχούν σε ορυχεία, ωκεανούς, σε υγρά και θερμά περιβάλλοντα και αλλού, και 3) οι διαφορετικοί τρόποι αλληλεπίδρασης με το περιβάλλον, για παράδειγμα αισθητήρες θερμοκρασίας, πίεσης, καταγραφής στάθμης αερίων (π.χ. οξυγόνο, επικίνδυνα αέρια), ένταση φωτός, ήχων, κτλ.
Εικόνα 1: Παρακολούθηση του ταξιδιού μίας ομάδας γερακιών από την Μαδαγασκάρη στην Ελλάδα. Πηγή: http://www.lifefalcoeleonorae.gr/
Η σύνδεση και η αλληλεπίδραση με το διαδίκτυο προσφέρει αναρίθμητες εφαρμογές και λειτουργίες, όπως για παράδειγμα η παρακολούθηση των συνηθειών αγρίων ζώων και πτηνών (Εικ. 1), αλλά και τα έξυπνα εμφυτεύματα δοντιών (Tseng et al., 2018) που μπορούν να καταγράψουν συνήθειες του ανθρώπου που τα φέρει (Εικ. 2), ή το «έξυπνο» κουδούνι, στο οποίο ο ιδιοκτήτης, που μπορεί να βρίσκεται οπουδήποτε στον πλανήτη, βλέπει μέσω της ενσωματωμένης κάμερας σε πραγματικό χρόνο στο κινητό του τηλέφωνο τι συμβαίνει έξω από την πόρτα, και μπορεί να επικοινωνήσει με τον επισκέπτη (Εικ. 3).
Εικόνα 2: Συσκευή παρακολούθησης διατροφικών συνηθειών. Η αποστολή των δεδομένων γίνεται ασύρματα.
Εικόνα 3: Ένα από τα πολλά έξυπνα κουδούνια που κυκλοφορούν στην αγορά, σε πολύ προσιτές τιμές.(Πηγή εδώ)
Το ΔτΠ είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με την τεχνολογία 5G που ήδη έχει γίνει πραγματικότητα σε μεγάλα τμήματα των δικτύων κινητής τηλεφωνίας, ειδικά στον αστικό ιστό. Τα μεγάλα οφέλη και πλεονεκτήματα που φέρνει το 5G μπορούν πραγματικά να φέρουν επανάσταση στην καθημερινή μας ζωή, επιτυγχάνοντας πολύ χαμηλή καθυστέρηση (latency) στο δίκτυο, μεγαλύτερη χωρητικότητα (capacity) και υψηλότερο εύρος ζώνης (bandwidth). Σε συνδυασμό με το πρωτόκολλο διευθυνσιοδότησης IPv6 το οποίο παρέχει τη δυνατότητα σύνδεσης στο διαδίκτυο δισεκατομμυρίων συσκευών με μία μοναδική για κάθε συσκευή παγκόσμια διεύθυνση, μπορεί να παράσχει μία σειρά από καινοτόμες υπηρεσίες και δυνατότητες όπως η τηλεϊατρική, η τηλεργασία, και η υλοποίηση λύσεων έξυπνων πόλεων και αυτόνομων οχημάτων και μη επανδρωμένων πτητικών συσκευών (drones).
Είναι αναμφισβήτητο ότι αυτά τα πλεονεκτήματα θα επιφέρουν μεγάλες αλλαγές και βελτιώσεις στον τρόπο που οι άνθρωποι σε όλο τον πλανήτη αλληλοεπιδρούν, εργάζονται, και ψυχαγωγούνται. Το βασικό όχημα για αυτές τις βελτιώσεις και τις επερχόμενες καινοτομίες είναι το ΔτΠ και οι απεριόριστες εφαρμογές του. Για παράδειγμα, σε απομακρυσμένες και δυσπρόσιτες περιοχές, έχουμε τη δυνατότητα να προσφέρουμε μία σειρά από υπηρεσίες που θα καταφέρουν όχι μόνο να διατηρήσουν τον υπάρχοντα πληθυσμό, αλλά ίσως να προσελκύσουν και τους λεγόμενους «ψηφιακούς νομάδες» (digital nomads), ανθρώπους που έχουν τη δυνατότητα να εργάζονται απομακρυσμένα (τηλε-εργασία), αλλά χρειάζονται σοβαρές ψηφιακές υποδομές για αυτό.
Ο άλλος μεγάλος επιστημονικός τομέας που μπορεί να προσφέρει καινοτόμα προϊόντα και υπηρεσίες σε συνδυασμό με το ΔτΠ, είναι η Τεχνητή Νοημοσύνη (ΤΝ), (Artificial Intelligence, AI), και η Μηχανική Μάθηση (ΜΜ), (Machine Learning, ML). Όσο πιο προσιτή και διαθέσιμη γίνεται η υπολογιστική ισχύς, ειδικά μέσω του υπολογιστικού νέφους (cloud computing), οι δύο αυτές συχνά επικαλυπτόμενες τεχνολογίες, θα εδραιώνονται παντού γύρω μας. Αποτέλεσμα αυτών των ώριμων πλέον τεχνολογιών, είναι για παράδειγμα τα αυτοματοποιημένα τηλεφωνικά κέντρα, με τα οποία ο χρήστης επικοινωνεί με φωνητικές εντολές, ή τα λεγόμενα bots, τα οποία απαντούν σε αντίστοιχες γραπτές επικοινωνίες μέσω ανταλλαγής μηνυμάτων (chat) σε πολλές ιστοσελίδες.
Τομείς του ΔτΠ που θα γνωρίσουν άνθηση στην Ελλάδα τα επόμενα χρόνια
Θα αναφερθούμε τώρα, εν συντομία, σε μια σειρά από τεχνολογίες ΔτΠ που θα γνωρίσουν άνθηση στην Ελλάδα στο άμεσο μέλλον.
- Προληπτική και διαγνωστική Ιατρική
Ήδη εμφανίζονται συνεχώς νέες εταιρείες τεχνοβλαστοί (spinoffs), και εφαρμοσμένης έρευνας, πολλές φορές σε συνεργασία με πανεπιστήμια και ερευνητικά κέντρα, οι οποίες καταγράφουν πολύ υψηλά ποσοστά ορθής αναγνώρισης ασθενειών σε ακτινογραφίες, μαγνητικές ή αξονικές τομογραφίες (Aggarwal et al., 2021), με πιο ακριβείς διαγνώσεις ακόμη και από ανθρώπινο ιατρικό προσωπικό (Ciritsis et al., 2019). Ως παράδειγμα αναφέρεται η «Αειφορία» (Πηγή: https://www.aiforia.com/), εταιρεία που εξειδικεύεται στην ανάγνωση ψηφιακών εικόνων όπως μαγνητικές, αξονικές τομογραφίες, κτλ., και στην εξαγωγή συμπερασμάτων, διαγνώσεων και αποφάσεων.
Σε συνδυασμό με το ΔτΠ, σε λίγα χρόνια, πολλές εξετάσεις σε μικροβιολογικά εργαστήρια θα αυτοματοποιηθούν πλήρως μέσω έξυπνων συσκευών εξαγωγής δείγματος και αυτόματου ελέγχου για γρήγορα αποτελέσματα (Πηγή: https://brolis-sensor.com/). Ως αποτέλεσμα, το ιατρικό προσωπικό, το κόστος και ο χρόνος αναμονής θα μειωθούν, ενώ στο εγγύς μέλλον αρκετές εξετάσεις ρουτίνας θα μπορούν να γίνονται στο σπίτι, ή σε περισσότερα φιλόξενα περιβάλλοντα (π.χ., γηροκομείο), μέσα από την παρακολούθηση καθημερινών σωματικών λειτουργιών, όπως έχει συμβεί με την έξυπνη τουαλέτα του πανεπιστημίου του Στάνφορντ, που αναγνωρίζει και ταυτοποιεί τον χρήστη (Εικ. 4) (Πηγή: https://med.stanford.edu/news/all-news/2020/04/smart-toilet-monitors-for-signs-of-disease.html)
Εικόνα 4: Η έξυπνη τουαλέτα αναγνωρίζει το χρήστη και παρακολουθεί βιολογικές λειτουργίες σε πραγματικό χρόνο
Μία σειρά από ασθένειες μπορούν να παρακολουθούνται από τέτοιες φορητές συσκευές, όπως η στάθμη γλυκόζης στο αίμα (διαβήτης), η πρόγνωση καρδιακού ή εγκεφαλικού επεισοδίου, καρδιακές αρρυθμίες, η παρακολούθηση νεφρικής ανεπάρκειας, η παρακολούθηση ύπνου, ακόμη και έγκαιρη πρόγνωση Αλτσχάιμερ. Ειδικά στην Ελλάδα των πολλών νησιών και ακριτικών-δυσπρόσιτων περιοχών, η εφαρμογή τέτοιων λύσεων μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ποιότητα των προσφερόμενων ιατρικών υπηρεσιών. Μία πρόσφατη επισκόπηση της κατάστασης στο λεγόμενο ΔτΠ Υγείας (Health IoT ή ΗΙοΤ) παρατίθεται στο (Pradhan et al., 2021).
2. Έξυπνα Κτίρια
Οι εφαρμογές του ΔτΠ στα κτίρια του αύριο, αναμένονται να επιφέρουν μία πραγματική επανάσταση. Στο προσεχές μέλλον, τα κτίρια θα μπορούν να αλληλοεπιδρούν με τους ανθρώπους, προσφέροντας μία σειρά από καινοτόμες λύσεις και υπηρεσίες. Σήμερα κυκλοφορούν στην αγορά συσκευές που βελτιώνουν την αλληλεπίδραση με τον χρήστη όπως έξυπνες κάμερες που καταγράφουν την κίνηση και αποστέλλουν σε πραγματικό χρόνο στο κινητό τηλέφωνο του χρήστη ειδοποίηση αλλά και εικόνα, έξυπνα κουδούνια τα οποία ενεργοποιούνται όταν αντιληφθούν κίνηση μπροστά στη ζώνη ευθύνης (για παράδειγμα, η συσκευή τοποθετείται δίπλα στην πόρτα, και ο ιδιοκτήτης μπορεί να μιλήσει από οπουδήποτε στον πλανήτη μέσω αυτής, σαν να βρίσκεται μέσα στο σπίτι). Μάλιστα η πρόσφατη ειδησιογραφία κατέγραψε μία τέτοια περίπτωση που ο ιδιοκτήτης εκδίωξε πιθανούς διαρρήκτες μιλώντας τους μέσα από μία τέτοια συσκευή (Πηγή: https://www.megatv.com/2021/06/28/eksypno-koudouni-pos-apetrepse-klopi-apo-thilyki-symmoria-poso-kostizei/).
Ήδη κυκλοφορούν συσκευές παρακολούθησης θερμοκρασίας οι οποίες μπορούν να επιφέρουν σημαντική εξοικονόμηση χρημάτων μέσω της ακριβούς ανάγνωσης της θερμοκρασίας σε διάφορα σημεία ενδιαφέροντος, αλλά και μέσω της δυνατότητας να ρυθμιστούν σε διαφορετικές χρονικές ζώνες (για παράδειγμα, διαφορετικές ρυθμίσεις για πρωί/απόγευμα) αλλά και αποκλεισμού δωματίων και άλλων ενεργειών. Επίσης κυκλοφορούν έξυπνες κλειδαριές ασφαλείας χωρίς κλειδί. Το άνοιγμα της πόρτας γίνεται με πολλαπλούς τρόπους, όπως η ανάγνωση του κινητού τηλεφώνου (κατ’ αντιστοιχία με τις ανέπαφες πληρωμές), αλλά και η ανάγνωση του δακτυλικού αποτυπώματος του χρήστη, ή άλλων βιομετρικών χαρακτηριστικών του (εικόνα, βίντεο, φωνή, κτλ.) Η επερχόμενη σύνδεση στο κοινό οικιακό δίκτυο των πηγών φωτός, των διάφορων κινούμενων μερών (π.χ. μηχανισμοί παραθύρων και κουρτινών), και οποιασδήποτε άλλης ηλεκτρονικής συσκευής (ηχητικό σύστημα, τηλεόραση, θερμοσίφωνο, κ.ά.) πολύ σύντομα θα δώσει την δυνατότητα στον μέσο χρήστη να ρυθμίζει τις συσκευές αυτές από μακριά. Μία τέτοια προσέγγιση δίνεται στην Εικ. 5 όπου το κτίριο μπορεί μόνο του να ρυθμίζει την κατανάλωση ενέργειας που παίρνει από ανανεώσιμες πηγές, εξοικονομώντας μεγάλα ποσά για τον ιδιοκτήτη, και ταυτόχρονα ενεργοποιώντας συγκεκριμένες συσκευές σε ώρες χαμηλής κατανάλωσης (όπως η λειτουργία των πλυντήρια ρούχων και πιάτων σε χρόνο χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας ή ύπαρξης πλεονάζουσας ενέργειας, για παράδειγμα από συνεχείς ανέμους) (Swalehe et al., 2018).
Εικόνα 5: Το έξυπνο σπίτι ρυθμίζει τις ανάγκες ενέργειας των επιμέρους συσκευών σε πραγματικό χρόνο (Swalehe et al., 2018)
Επιπλέον, η πραγματική επανάσταση που έχει αρχίσει να γίνεται πραγματικότητα, είναι η διεπαφή του χρήστη με τις όποιες συσκευές χωρίς την ανάγκη ύπαρξης πληκτρολογίου. Η Alexa της Amazon, και οι αντίστοιχες συσκευές της Google και της Apple (Εικόνα 6) πρωτοστατούν σε αυτόν τον τομέα. Όλες αυτές οι συσκευές είναι παρόμοιες: Έχουν την δυνατότητα να καταγράψουν τις εντολές του χρήστη σε φυσική γλώσσα, τις οποίες επεξεργάζονται στο υπολογιστικό νέφος (cloud), και επιστρέφουν την απάντηση ή την ερώτηση μέσω του ενσωματωμένου ηχείου. Σήμερα, η αναγνώριση φωνής καταγράφει ποσοστά ορθής αναγνώρισης μέχρι 98%, ενώ πλέον οι φωνητικές εντολές χρησιμοποιούνται ευρύτατα· πάνω από το 58% των Αμερικανών χρησιμοποιήσαν φωνητικές εντολές για να βρουν πληροφορία γύρω τους (Πηγή: https://www.dbswebsite.com/blog/trends-in-voice-search/). Μάλιστα, σήμερα η έρευνα στρέφεται γύρω από την καλύτερη κατανόηση διαλέκτων και προφορών (Tatman & Kasten, 2017).
Εικόνα 6: Έξυπνα ηχεία. Από αριστερά, Google, Amazon, Apple
3. Διακυβέρνηση και Διοίκηση
Δυστυχώς, κατά το 2020, η Ελλάδα καταλαμβάνει μία από τις τελευταίες θέσεις στον δείκτη ψηφιακής ολοκλήρωσης DESI της Ευρωπαϊκής Ένωσης (Πηγή: https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/policies/desi). Παρόλα αυτά, ο ψηφιακός μετασχηματισμός προχωράει σε τομείς όπως η διεπαφή με το δημόσιο, μέσω του gov.gr και των αυξανόμενων προσφερόμενων υπηρεσιών. Επιπροσθέτως, ψηφιακά πιστοποιητικά εκδίδονται πλέον με μεγάλη ευκολία, και η επιβεβαίωση τους γίνεται συνήθως μέσω έξυπνων τηλεφώνων και συσκευών. Το επόμενο βήμα σε αυτήν την κατεύθυνση, είναι η περαιτέρω απλοποίηση, αυτοματοποίηση και υλοποίηση απρόσωπων και ασφαλών διεπαφών και ανταλλαγής δεδομένων με τον πολίτη. Μέσω της επερχόμενης νέας ταυτότητας που θα εμπεριέχει τα στοιχεία του κατόχου σε ένα ηλεκτρονικό μικροτσίπ, θα μπορεί ο πολίτης να αλληλεπιδρά με τις κρατικές υπηρεσίες με καινούριους ασφαλείς τρόπους. Για παράδειγμα, συσκευές/εκτυπωτές έξω από δημόσια κτίρια θα πιστοποιούν τον πολίτη και θα εκδίδουν το ζητούμενο πιστοποιητικό. Αναγνώστες αυτών των ταυτοτήτων εγκατεστημένοι σε δημόσια κτίρια και υπηρεσίες, σε αναλογία με τις σημερινές «ανέπαφες πληρωμές» (τεχνολογία Near Field Communication, NFC), θα πιστοποιούν τα στοιχεία του πολίτη, χωρίς την ανάγκη ύπαρξης πολυάριθμων πιστοποιητικών, βεβαιώσεων, κτλ.
Η χρήση τεχνολογιών ΔτΠ μπορεί να οδηγήσει στο λεγόμενο «έξυπνο» παρκάρισμα, μέσω υπόδειξης ελεύθερων χώρων στάθμευσης, απελευθέρωσης ειδικών χώρων στάθμευσης για ειδικές πληθυσμιακές μονάδες (ανάπηρους, εγκύους, κτλ.), διατηρώντας την ανωνυμία των εμπλεκόμενων μερών.
Η διαχείριση στόλων οχημάτων μέσω του ΔτΠ χαμηλού φάσματος (Narrow band IoT, NB-IoT) μπορεί να επιφέρει εξοικονόμηση χρόνου και πόρων σε τομείς όπως η αποκομιδή απορριμμάτων. Πιο συγκεκριμένα, οι κάδοι απορριμμάτων θα διαθέτουν αισθητήρες πληρότητας οι οποίοι θα στέλνουν αυτόματα την πληροφορία στο διερχόμενο όχημα. Έτσι το όχημα θα σταματάει μόνο στους κάδους που είναι γεμάτοι. Τα οχήματα περισυλλογής θα ακολουθούν διαδρομές που θα υποδεικνύει ο αλγόριθμός τεχνητής νοημοσύνης ώστε να συλλέξουν όλους τους γεμάτους κάδους, στον λιγότερο δυνατό χρόνο, χωρίς να περνούν από τα ίδια μέρη, το οποίο αποτελεί ένα δυσεπίλυτο πρόβλημα, γνωστό ως Πρόβλημα Περιοδεύοντος Πωλητή και θα κατευθύνονται στον χώρο περισυλλογής των απορριμμάτων από τις υποδεικνυόμενες διαδρομές.
Περαιτέρω, ώριμες εφαρμογές σήμερα θεωρούνται ο «έξυπνος φωτισμός», όπου τα δημόσια φώτα ανάβουν και σβήνουν σύμφωνα με την εποχή του χρόνου, αλλά και τις καιρικές συνθήκες (Για παράδειγμα, αν υπάρχει συννεφιά ή βροχή, ανάβουν αρκετά πιο νωρίς, ή αργούν να σβήσουν αντίστοιχα, ενώ σε κανονικές καιρικές συνθήκες ακολουθούν την ανατολή/δύση του ηλίου), η παρακολούθηση της ποιότητας του νερού αλλά και των διαρροών σε πραγματικό χρόνο ενός δικτύου ύδρευσης, και η ενεργοποίηση ειδοποιήσεων (π.χ. αποστολή SMS) αλλά και αυτόματο κλείσιμο βαλβίδων ροής προς αποφυγή σπατάλης νερού, η παρακολούθηση της ποιότητας της ατμόσφαιρας (θερμοκρασία, υγρασία, πίεση, επιβλαβή σωματίδια, κτλ.) και η αποστολή μηνυμάτων σε φορείς και υπηρεσίες (π.χ. Πολιτική Προστασία).
Σήμερα, οι φορείς κινητής τηλεφωνίας (π.χ. Vodafone, Cosmote) προσφέρουν πολύ φθηνά πακέτα NB-IoT με μηνιαίες συνδρομές που ξεκινούν από μερικά ευρώ το μήνα.
Το Πρόβλημα του Περιοδεύοντος (ή περιπλανώμενου) Πωλητή ορίζεται ως ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης σύμφωνα με το οποίο, ένας πωλητής πρέπει να βρει την συντομότερη διαδρομή που να περνάει από την κάθε μία πόλη που πρέπει να επισκεφτεί, μία μόνο φορά.
Το πρόβλημα ανήκει στην κατηγορία NP-problems (nondeterministic polynomial time problems), τα οποία έχουν την εξής ιδιότητα: Ενώ οποιαδήποτε λύση του προβλήματος μπορεί να επαληθευτεί άμεσα, για την λύση του, υπάρχουν διάφοροι αλγόριθμοι γρήγορης εύρεσης προσεγγιστικών λύσεων στο πρόβλημα, χωρίς να εγγυόνται την καλύτερη λύση. Τέτοιοι αλγόριθμοί προτείνουν την διαδρομή μετάβασης στο σημείο ενδιαφέροντος στις εφαρμογές πλοήγησης (π.χ., Google drive).
Οι αλγόριθμοί που βρίσκουν όλες τις πιθανές λύσεις σε αυτά τα προβλήματα είναι αργοί και συνήθως δεν χρησιμοποιούνται (λόγω χρόνου αλλά και χρήσης μεγάλης υπολογιστικής ισχύος).
4. Αγροτικός τομέας και Καλλιέργειες
Σύμφωνα με το γενικό διευθυντή Λιανικής Τραπεζικής της Eurobank κ. Ιάκωβο Γιαννακλή (Ιάκωβος Γιαννακλής, 2017), η Ελλάδα παράγει περίπου σε αξία 190 ευρώ ανά στρέμμα, ενώ η Ολλανδία παράγει περίπου 1.700 ευρώ, και το Ισραήλ περίπου 1.290 ευρώ ανά́ στρέμμα. Ως εκ τούτου, είναι επιτακτική η ανάγκη η Ελλάδα να βελτιώσει και να εκσυγχρονίσει τον αγροτικό τομέα και την κτηνοτροφία. Σε αυτή την κατεύθυνση, το ΔτΠ μπορεί να προσφέρει πληθώρα λύσεων, εύκολα υλοποιήσιμων και με σχετικά χαμηλό κόστος.
Εικόνα 7: Αυτόματη περισυλλογή φράουλας από μηχάνημα που βασίζεται στην επεξεργασία εικόνας ώστε να αναγνωρίζει το κόκκινο χρώμα του φρούτου.
Μέσω του συνδυασμού ρομποτικών μελών και οχημάτων με λογισμικό επεξεργασίας εικόνας (image processing software) είναι δυνατή η αυτόματη περισυλλογή καρπών/φρούτων μειώνοντας κατά πολύ το κόστος του τελικού προϊόντος. Για παράδειγμα, μία ερευνητική εταιρεία έχει αναπτύξει μία συσκευή αυτόματης περισυλλογής φράουλας (Εικ. 7) (Πηγή: https://www.fastcompany.com/40473583/this-strawberry-picking-robot-gently-picks-the-ripest-berries-with-its-robo-hand).
Στρατηγικά τοποθετημένοι αισθητήρες μέσα στις καλλιέργειες (Εικ. 8), μπορούν να προσφέρουν σε πραγματικό χρόνο πληροφορίες για τον καιρό, αλλά και την υγρασία, την περιεκτικότητα του εδάφους σε θρεπτικά συστατικά (μέταλλα, ιχνοστοιχεία, κτλ.), αλλά και υπερσυγκεντρώσεις πιθανά επιβλαβών στοιχείων).
Περαιτέρω, οι οικονομικά προσιτές πλέον λύσεις των drones μπορούν να έχουν πολλαπλές εφαρμογές τόσο στην γεωργία όσο και στην κτηνοτροφία. Η αυτόματη σπορά, ακόμη και με συνδυασμούς διαφόρων σπόρων και φυτών, οι αναδασώσεις (Εικ. 9), η παρακολούθηση της σοδειάς και της συμπεριφοράς των φυτών σε μεγάλη κλίμακα, το (στοχευμένο και επιλεκτικό) ράντισμα, αλλά και η παρακολούθηση κοπαδιών, είναι μόνο λίγοι από τους τομείς που τα drones θα μπορούσαν να συμβάλλουν σημαντικά στην βελτίωση της αγροτικής παραγωγής.
Εικόνα 8: Συσκευή παρακολούθησης καιρού και εδάφους με πολλαπλούς αισθητήρες. Τα δεδομένα μπορούν να αποστέλλονται ασύρματα σε τακτά χρονικά διαστήματα στον σταθμό βάσης για επεξεργασία (Πηγή: https://www.cropin.com/iot-internet-of-things-applications-agriculture).
5. Προβληματισμοί και Επιφυλάξεις
Φυσικά, όπως όλες οι νέες αναδυόμενες τεχνολογίες, το ΔτΠ φέρνει στην επιφάνεια μία σειρά από ερωτήματα και κρίσιμα θέματα, τα οποία μένει να απαντηθούν τόσο από την επιστημονική κοινότητα, αλλά και από φορείς, κυβερνήσεις, και την κοινωνία γενικότερα. Κάποια από αυτά είναι:
- Θέματα εποπτείας/παρακολούθησης & ελέγχου ατόμων και ομάδων
- Σοβαρά ερωτήματα στην έννοια της ιδιωτικότητας, της λήθης γεγονότων, και της καταγραφής
- Θέματα συλλογής ευαίσθητων προσωπικών δεδομένων και χρήσης δεδομένων από εταιρείες
- Τα συλλεγόμενα δεδομένα μπορούν αν οδηγήσουν σε προπαγάνδα, στοχευμένη διαφήμιση, προσπάθεια ερμηνείας και υπόδειξης συμπεριφορών. Περαιτέρω, μπορούν να διαμορφώνουν τα προσφερόμενα στο χρήστη προγράμματα, ειδήσεις, άρθρα, βάσει των προτιμήσεων του
- Χρήση για στρατιωτικούς σκοπούς, κατασταλτικές χρήσεις, κρατική κατασκοπεία
Εδώ πρέπει να τονιστεί, ότι η Ευρωπαϊκή Ένωση προσπαθώντας να λύσει αρκετά από τα αναφερθέντα προβλήματα και να σιγουρευτεί ότι οι χρήσεις των δεδομένων θα είναι συγκεκριμένες και αυστηρά καθορισμένες, πρωτοπορεί παγκοσμίως στον τομέα αυτό, έχοντας θέσει σε εφαρμογή ένα νέο Γενικό Κανονισμό Προστασίας Δεδομένων – ΓΚΠΔ (GDPR – 2016/679) ο οποίος έχει άμεση εφαρμογή σε όλα τα Κράτη-Μέλη από 25/05/2018 χωρίς την προϋπόθεση κρατικής νομοθεσίας. Ο ΓΚΠΔ έχει εφαρμογή σε όλους τους φορείς (ιδιωτικές και δημόσιες επιχειρήσεις, κρατικές αρχές, συλλόγους, κλπ.) που διαχειρίζονται, επεξεργάζονται, αποθηκεύουν και διακινούν δεδομένα προσωπικού χαρακτήρα, είτε έχουν έδρα και δραστηριότητα σε χώρα της Ευρωπαϊκής Ένωσης είτε όχι, εφόσον τα δεδομένα αφορούν Ευρωπαίους πολίτες ή σχετίζονται με οποιουδήποτε είδους υπηρεσίες και αγαθά προς Ευρωπαίους πολίτες.
Ένα μέτρο της επιτυχίας του ΓΚΠΔ και της αυστηρότητας που τον διακρίνει, ίσως είναι οι κατά καιρούς νομικές διαμάχες της επιτροπής με γίγαντες του διαδικτύου και οι αποφάσεις του Ευρωπαϊκού δικαστηρίου εναντίον χρήσεων δεδομένων που δεν συνάδουν με τον ΓΚΠΔ (Δείτε επί παραδείγματι εδώ: https://www.euronews.com/2021/06/15/big-tech-companies-exposed-to-privacy-challenges-after-eu-court-decision).
Εν κατακλείδι, ως συστατικό στοιχείο της δημοκρατίας, οι Ευρωπαϊκές κοινωνίες οφείλουν όχι μόνο να στέκονται κριτικές απέναντι στην χρήση των νέων αυτών τεχνολογιών και των παραγόμενων ερωτημάτων/προβληματισμών, αλλά να αναζητούν τα όρια, τις προϋποθέσεις, και τα κριτήρια ορθής χρήσης και πρακτικής.
Επίλογος
Το ΔτΠ αποτελεί σήμερα μία από τις τεχνολογίες που μπορούν να αλλάξουν δραστικά την ποιότητα ζωής των πολιτών στην Ελλάδα αλλά και στην Ευρώπη. Μέσω των πολλαπλών εφαρμογών του σε διάφορους τομείς όπως η προληπτική και διαγνωστική ιατρική, τα έξυπνα κτίρια, η διακυβέρνηση και η διοίκηση εν γένει, αλλά και οι αγροτικές καλλιέργειες, το ΔτΠ μπορεί να προσφέρει οικονομικά συμφέρουσες λύσεις, που να είναι επίσης σύμφωνες με τις κατευθύνσεις της Ευρωπαϊκής Ένωσης για χαμηλές εκπομπές ρύπων και πράσινη ανάπτυξη. Φυσικά, οι νέες αυτές τεχνολογίες εγείρουν μία σειρά από ερωτήματα και επιφυλάξεις, τα οποία οφείλουν να ερευνηθούν εξαντλητικά από φορείς, κυβερνήσεις, αλλά και την κοινωνία γενικότερα.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Aggarwal, R., Sounderajah, V., Martin, G., Ting, D. S. W., Karthikesalingam, A., King, D., Ashrafian, H., and Darzi, A. (2021). Diagnostic accuracy of deep learning in medical imaging: A systematic review and meta-analysis. Npj Digital Medicine, 4(1), 1–23. https://doi.org/10.1038/s41746-021-00438-z
Ciritsis, A., Rossi, C., Eberhard, M., Marcon, M., Becker, A. S., and Boss, A. (2019). Automatic classification of ultrasound breast lesions using a deep convolutional neural network mimicking human decision-making. European Radiology, 29(10), 5458–5468. https://doi.org/10.1007/s00330-019-06118-7
Gubbi, J., Buyya, R., Marusic, S., & Palaniswami, M. (2013). Internet of Things (IoT): A vision, architectural elements, and future directions. Future Generation Computer Systems, 29(7), 1645–1660. https://doi.org/10.1016/j.future.2013.01.010
Pradhan, B., Bhattacharyya, S., and Pal, K. (2021). IoT-Based Applications in Healthcare Devices. Journal of Healthcare Engineering, 2021, e6632599. https://doi.org/10.1155/2021/6632599
Swalehe, H., Chombo, P. V., and Boonruang, M. (2018). Appliance scheduling for optimal load management in smart home integrated with renewable energy by using whale optimization algorithm. GMSARN Int. J., 12(2), 65–75. http://gmsarnjournal.com/home/wp-content/uploads/2018/06/vol12no2-3.pdf
Tatman, R., and Kasten, C. (2017). Effects of Talker Dialect, Gender & Race on Accuracy of Bing Speech and YouTube Automatic Captions. Interspeech, 934–938. 10.21437/Interspeech.2017-1746
Tseng, P., Napier, B., Garbarini, L., Kaplan, D. L., and Omenetto, F. G. (2018). Functional, RF-trilayer sensors for tooth-mounted, wireless monitoring of the oral cavity and food consumption. Advanced Materials, 30(18), 1703257. 10.1002/adma.201703257
Γιαννακλής, I., (2017). Εισαγωγική Ομιλία. Τρίτο Συνέδριο Αγροτικής Επιχειρηματικότητας, Πορτο Καρράς, Χαλκιδική.
* Ο Δρ. Γιώργος Βιολέττας (Προσωπική ιστοσελίδα: http://georgeviolettas.net) είναι λέκτορας πληροφορικής στο Πανεπιστήμιο Αλφάιζαλ (Alfaisal University: https://www.alfaisal.edu/en/) στο Ριάντ της Σαουδικής Αραβίας. Είναι κάτοχος διδακτορικού τίτλου στο Διαδίκτυο των Πραγμάτων (ΔτΠ) και την ασφάλεια αυτών των συσκευών από το Πανεπιστήμιο Μακεδονίας, στην Θεσσαλονίκη. Έχει δεκάδες δημοσιεύσεις σε έγκριτα επιστημονικά περιοδικά και συνέδρια του χώρου. Τα επιστημονικά του ενδιαφέροντα κινούνται στο χώρο του ΔτΠ και των δικτύων ασύρματων αισθητήρων (Wireless Sensor Networks, WSN) , των πρωτοκόλλων διασύνδεσης, την κίνηση των κόμβων και τα προβλήματα που δημιουργούνται, καθώς και την ασφάλεια αυτών των συσκευών. Ως μέρος της διδακτορικής του διατριβής έχει κατασκευάσει μία πλήρως λειτουργική πλατφόρμα παρακολούθησης και ελέγχου συσκευών ΔτΠ (Πηγή: https://github.com/SWNRG/ASSET).
