O que é Internet das Coisas (Internet of Things)?

Introdução

Você já deve ter ouvido falar de Internet das Coisas. Pode ter certeza: você ouvirá muito mais. O termo descreve um cenário em que numerosos objetos do seu dia a dia estarão conectados à internet e se comunicando mutuamente. Mas o que exatamente isso quer dizer? Essa conectividade toda é necessária? Como tantos objetos distintos estarão conectados? Qual a importância disso para o nosso cotidiano? Você encontrará as respostas para essas e outras perguntas nas próximas linhas.

A Internet das Coisas — ou Internet of Things (IoT)

Internet das Coisas é uma tradução literal da expressão em inglês Internet of Things (IoT). Em português, o nome mais adequado poderia ser algo como “Internet em Todas as Coisas”, mas, no fundo, isso não tem importância: o que vale mesmo é entender e usufruir da ideia.

Para tanto, faça um rápido exercício: tente se lembrar dos objetos que você usa para se conectar à internet. Smartphone, tablet, notebook, desktop. Você utiliza pelo menos um desses dispositivos, certo?

Mas há outros equipamentos que se conectam à internet para realizar atividades específicas. Quer um exemplo? Câmeras de segurança que, por estarem on-line, permitem que uma pessoa monitore a sua casa à distância ou vigie a sua loja quando o estabelecimento está fechado.

Outro exemplo: smart TVs. Talvez você tenha uma (ou mais): com elas, você pode acessar serviços como Netflix, YouTube e Spotify de modo direto, sem ter que ligá-las ao seu PC ou smartphone.

Internet das Coisas (Imagem por PCWorld)

Talvez você tenha um videogame de última geração que, obrigatoriamente, se conecta à internet. Super Nintendo, Mega Drive e tantos outros consoles antigos não tinham toda essa conectividade.

Agora imagine um cenário em que, além da sua TV, vários objetos da sua casa se conectam à internet: geladeira, máquina de lavar, forno de micro-ondas, termostato, alarme de incêndio, sistema de som, lâmpadas, enfim.

Veja aqui que a ideia não é, necessariamente, fazer com que você tenha mais um meio para se conectar à internet. Pense, por exemplo, no quão impraticável deve ser acessar um portal de notícias em uma tela acoplada à porta da sua geladeira. Não é uma função que a gente espera desse eletrodoméstico…

A proposta é outra: a conectividade serve para que os objetos possam ficar mais eficientes ou receber atributos complementares. Nesse sentido, a tal da geladeira com internet poderia te avisar quando um alimento está perto de acabar e, ao mesmo tempo, pesquisar na web quais mercados oferecem os melhores preços para aquele item. A geladeira também poderia pesquisar e exibir receitas para você. Como se vê, a criatividade é capaz de trazer aplicações realmente interessantes.

Pense agora em um termostato. O dispositivo pode verificar na internet quais são as condições climáticas do seu bairro para deixar o ar condicionado na temperatura ideal para quando você chegar em casa.

Mas também é importante que os objetos possam se comunicar com outros sempre que cabível. Continuando com o exemplo do termostato, o aparelho pode enviar informações ao seu smartphone por meio de um aplicativo específico para que você tenha relatórios que mostram como o ar condicionado vem sendo usado ou aplique configurações personalizadas.

Também serve para escritórios, hospitais, fábricas, ruas e mais

É possível que, pelo menos atualmente, você não tenha muito interesse em ter uma casa amplamente conectada. Sob esse ponto de vista, a Internet das Coisas pode não parecer lá muito relevante. Mas é um erro pensar que o conceito serve apenas para o lar: há aplicações não ligadas ao ambiente doméstico em que o conceito pode trazer ganho de produtividade ou diminuir custos de produção, só para dar alguns exemplos. Vamos a outros mais detalhados:

– Hospitais e clínicas: pacientes podem utilizar dispositivos conectados que medem batimentos cardíacos ou pressão sanguínea, por exemplo, e os dados coletados serem enviados em tempo real para o sistema que controla os exames;

– Agropecuária: sensores espalhados em plantações podem dar informações bastante precisas sobre temperatura, umidade do solo, probabilidade de chuvas, velocidade do vento e outras informações essenciais para o bom rendimento do plantio. De igual forma, sensores conectados aos animais conseguem ajudar no controle do gado: um chip colocado na orelha do boi pode fazer o rastreamento do animal, informar seu histórico de vacinas e assim por diante;

Sensor ambiental para agricultura da Edyn

– Fábricas: a Internet das Coisas pode ajudar a medir em tempo real a produtividade de máquinas ou indicar quais setores da planta precisam de mais equipamentos ou suprimentos;

– Lojas: prateleiras inteligentes podem informar em tempo real quando determinado item está começando a faltar, qual produto está tendo menos saída (exigindo medidas como reposicionamento ou criação de promoções) ou em quais horários determinados itens vendem mais (ajudando na elaboração de estratégias de vendas);

– Transporte público: usuários podem saber pelo smartphone ou em telas instaladas nos pontos qual a localização de determinado ônibus. Os sensores também podem ajudar a empresa a descobrir que um veículo apresenta defeitos mecânicos, assim como saber como está o cumprimento de horários, o que indica a necessidade ou não de reforçar a frota;

– Logística: dados de sensores instalados em caminhões, contêineres e até caixas individuais combinados com informações do trânsito, por exemplo, podem ajudar uma empresa de logística a definir as melhores rotas, escolher os caminhões mais adequados para determinada área, quais encomendas distribuir entre a frota ativa e assim por diante;

– Serviços públicos: sensores em lixeiras podem ajudar a prefeitura a otimizar a coleta de lixo; já carros podem se conectar a uma central de monitoramento de trânsito para obter a melhor rota para aquele momento, assim como para ajudar o departamento de controle de tráfego a saber quais vias da cidade estão mais movimentadas naquele instante.

As tecnologias da Internet das Coisas

Não podemos olhar para a Internet das Coisas como uma tecnologia única, “maciça”. Na verdade, há um conjunto de fatores que determina como o conceito é constituído. Há, essencialmente, três componentes que precisam ser combinados para termos uma aplicação de IoT: dispositivos, redes de comunicação e sistemas de controle.

Dispositivos

Os dispositivos você já conhece. Eles vão de itens grandes, como geladeiras e carros, a objetos pequenos, como lâmpadas e relógios. O importante é que esses dispositivos sejam equipados com os itens certos para proporcionar a comunicação: chips, sensores, antenas, entre outros.

A indústria vem trabalhando intensamente para disponibilizar componentes específicos para IoT. Hoje, já contamos com chips e sensores minúsculos que, além de prover recursos de comunicação e monitoramento, consomem pouca energia elétrica, o que os torna ideais para dispositivos pequenos.

Processador da Intel para IoT

Redes e tecnologias de comunicação

As redes de comunicação não fogem daquilo que você já usa: tecnologias como Wi-Fi, Bluetooth e NFC podem ser — e são — usadas para Internet das Coisas. Mas como essas redes oferecem alcance limitado, determinadas aplicações dependem de redes móveis como 3G e 4G / LTE.

Note, porém, que as redes móveis atuais — 2G, 3G e 4G — são direcionadas a dispositivos como smartphones, tablets e laptops. O foco está sobre aplicações de texto, voz, imagem e vídeo. Esse aspecto não impede as redes atuais de serem utilizadas para IoT, mas uma otimização para dispositivos variados é necessária, principalmente para garantir o baixo consumo de energia e de recursos de processamento. Isso deve vir com a próxima onda de redes móveis, o 5G (quinta geração).

O papel das redes 5G

Em um cenário em que a Internet das Coisas é amplamente difundida, haverá sensores, chips e dispositivos relacionados por todos os lados. Cada um desses itens precisará estar conectado. Com o IPv6, que oferece um número extremamente elevado de endereços para os dispositivos (na prática, é quase como se a quantidade de endereços fosse ilimitada), conectar esses dispositivos não será problema. A limitação vem das tecnologias de comunicação: as redes atuais não foram projetadas para permitir tantas conexões de dispositivos tão distintos. Daí a perspectiva esperançosa sobre o 5G.

Além de oferecer altíssima velocidade para transmissão de dados, as redes 5G permitirão, por exemplo, que cada dispositivo baseado em IoT utilize apenas os recursos necessários, sempre na medida exata. Isso evitará gargalos na rede, assim como desperdício de energia (um problema intolerável em dispositivos que funcionam apenas com bateria).

Os padrões que definem a quinta geração de redes móveis não estão completamente definidos. Mas a expectativa é a de que o 5G esteja pronto para ser usado massivamente em 2020. Nesse ano, estima-se que haverá cerca de 50 bilhões de dispositivos on-line, com esse número devendo crescer rapidamente a partir daí.

(Imagem por Fraunhofer Fokus)

Sistemas de controle

Não basta que o dispositivo se conecte à internet ou troque informações com outros objetos. Esses dados precisam ser processados, ou seja, devem ser enviados a um sistema que os trate. Qual? Depende da aplicação.

Imagine uma casa que tem monitoramento de segurança, controle de temperatura ambiente e gerenciamento de iluminação integrados. Os dados de câmeras, alarmes contra incêndio, aparelhos de ar condicionado, lâmpadas e outros itens são enviados para um sistema que controla cada aspecto. Esse sistema pode ser um serviço nas nuvens, o que garante o acesso a ele a partir de qualquer lugar, assim como livra o dono da casa da tarefa de atualizá-lo.

Uma empresa, porém, pode contar com um sistema M2M (Machine-to-Machine), ou seja, um mecanismo de comunicação máquina a máquina. Pense, como exemplo, em uma fábrica que possui um mecanismo que verifica a qualidade de peças que acabaram de ser produzidas. Ao detectar um defeito, essa máquina informa à primeira que aquele item deve ser substituído. Esta, por sua vez, solicita a um terceiro equipamento a liberação de matéria-prima para a fabricação da peça substituta.

A fábrica pode então ter um sistema que recebe os dados de todas as máquinas para obter dados estatísticos da produção. Se a unidade fabril for muito grande, um sistema de Big Data pode ser usado para otimizar a produção indicando que tipo de peça dá mais defeitos, quais máquinas produzem mais, se a matéria-prima de determinado fornecedor tem um histórico de problemas mais expressivo e assim por diante.

Padronização

Os exemplos anteriores mostram que as tecnologias a serem usadas na Internet das Coisas variam conforme a aplicação. Mas isso não quer dizer que padronizações não sejam necessárias. A indústria já vem se organizando — ou tentando se organizar — para estabelecer padrões tecnológicos que trazem viabilidade, interoperabilidade, segurança, integridade, disponibilidade, escalabilidade e desempenho para aplicações de IoT.

Faz bastante sentido. Se tivermos, por exemplo, cidades que monitoram os carros para otimizar o fluxo nas vias, o sistema de controle poderá ter dificuldades para operar se cada fabricante de automóvel adotar padrões de comunicação que, por serem próprios, não garantem plena integração.

As tentativas de estabelecimento de padrões têm levado à formação de consórcios para lidar com esse trabalho, assim como com outras questões relacionadas à Internet das Coisas. Como ainda não há definições, é conveniente acompanhar os trabalhos deles. Eis algumas dessas entidades:

• OpenFog Consortium: formada por companhias como Dell, Microsoft e Cisco;
• Internet of Things Consortium: constituída por empresas como Logitech, Wolfram e Indiegogo;
• Open Connectivity Foundation: apoiada por companhias como Intel, Samsung e Microsoft (sim, a Microsoft de novo — as empresas não precisam apoiar apenas um consórcio).

Possíveis riscos da Internet das Coisas

Se a Internet das Coisas descreve um cenário em que quase tudo está conectado, é claro que há riscos associados. É por essa razão que as convenções que tratam do conceito devem levar em consideração vários parâmetros preventivos e corretivos, especialmente sobre segurança e privacidade.

Imagine os transtornos que uma pessoa teria se o sistema de segurança de sua casa fosse desligado inesperadamente por conta de uma falha de software ou mesmo por uma invasão orquestrada por criminosos virtuais.

Os riscos não são apenas individuais. Pode haver problemas de ordem coletiva. Pense, por exemplo, em uma cidade que tem todos os semáforos conectados. O sistema de gerenciamento de trânsito controla cada um deles de modo inteligente para diminuir congestionamentos, oferecer desvios em vias bloqueadas por acidentes e criar rotas alternativas quando há grandes eventos. Se esse sistema for atacado ou falhar, o trânsito da cidade se tornará um caos em questão de minutos.

O tratamento inadequado de riscos pode causar cenas como esta (foto de autoria desconhedida)

A indústria precisa, portanto, definir e seguir critérios que garantam disponibilidade dos serviços (incluindo aqui a rápida recuperação em casos de falhas ou ataques), proteção de comunicações (que, nas aplicações corporativas, deve incluir protocolos rígidos e processos de auditoria), definição de normas para privacidade, confidencialidade de dados (ninguém pode ter acesso a dados sem a devida autorização), integridade (assegurar que os dados não serão indevidamente modificados), entre outros.

Considerar todos esses aspectos está longe de ser uma tarefa trivial. Além dos desafios tecnológicos em si, a indústria precisa tratar cada ponto levando em conta convenções globais e a legislação de cada país.

Vários segmentos da indústria já lidam com tais questões, mas esse é um trabalho em constante desenvolvimento. É por isso que é primordial que outro aspecto não seja esquecido: a transparência — empresas e usuários domésticos devem estar cientes dos riscos associados às soluções de IoT, assim como receber orientação para minimizá-los.

Internet das Coisas: exemplos reais

Associamos a Internet das Coisas a um cenário futurista, mas, como o início do texto deixa claro, muito do que já temos se enquadra no conceito: smart TVs, smartwatches (que também se enquadram nos chamados “dispositivos vestíveis” ou “wearables“), sistemas de monitoramento, entre outros.

Vale destacar, porém, que já há algum tempo que é possível encontrar empresas que assimilam a Internet das Coisas com muito mais profundidade, por assim dizer.

Nest

A Nest talvez seja o exemplo mais difundido de um ecossistema de Internet das Coisas. Criada em 2010, a empresa desenvolve dispositivos inteligentes para casas e escritórios. Os produtos que trouxeram grande visibilidade à companhia são termostatos e detectores de fumaça que se integram a smartphones por meio de aplicativos específicos.

O termostato ajusta a temperatura do local automaticamente e pode, por exemplo, aprender os horários que o usuário costuma sair e chegar em casa para fazer adequações condizentes com essa rotina.

Termostato inteligente da Nest

Já os detectores de fumaça utilizam luzes coloridas, mensagens de voz e notificações no smartphone para avisar o usuário da detecção de fumaça, gases perigosos ou aumento repentino da temperatura (sugerindo incêndio), podendo inclusive acionar o socorro automaticamente.

As tecnologias inovadoras da Nest a colocaram em posição de vanguarda no que diz respeito à Internet das Coisas. Não por menos, a empresa foi adquirida pelo Google em 2014 pela quantia de US$ 3,2 bilhões.

Philips Lighting

Outro exemplo bastante difundido é o da Philips. A companhia possui uma divisão que desenvolve lâmpadas LED inteligentes. Chamadas de Hue, essas lâmpadas podem ser configuradas pelo smartphone para mudar a intensidade e as cores da iluminação para deixar o ambiente mais confortável para cada situação.

Lâmpadas Philips Hue

Tesla Motors

A Tesla é uma companhia especializada em carros elétricos de alta performance. Os veículos da marca são, portanto, bastante “high tech” e isso não diz respeito apenas ao seu conjunto de baterias ou ao seu mecanismo de recarga: os carros da empresa também podem se conectar à internet para receber atualizações de software e contam com diversos sensores, como o que fornece dados de geolocalização.

A propósito, carros da marca estão sendo preparados para atuar de modo autônomo. A comunicação permanente à internet ajudará o computador do veículo nas tarefas de condução. Um exemplo: uma central poderá informar em tempo real quais vias próximas estão congestionadas e, assim, o sistema conseguirá escolher a rota mais adequada àquele momento.

FitBit

A FitBit é uma companhia que produz dispositivos voltados para saúde e monitoramento de atividades físicas, como balanças, pulseiras e relógios inteligentes. Os dados obtidos por esses dispositivos (batimentos cardíacos, distância percorrida, quantidade de passos, entre outros) são sincronizados com o smartphone e podem ser compartilhados nas redes sociais. É uma forma de o usuário motivar amigos ou criar desafios para eles, por exemplo (e, indiretamente, fazer outras pessoas comprarem os produtos da marca).